集中供熱蒸汽管道安裝監(jiān)檢要點分析

繆 楚

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院寧德分院，福建 寧德 352100）

隨著國家對節(jié)能環(huán)保要求逐年提高，許多小型、燃煤型、老舊、熱效率嚴重不足、依照舊標準設計制造的鍋爐，其環(huán)保條件及能效參數(shù)均已不能符合國家要求，淘汰不符合要求的小型燃煤鍋爐，有助于減少環(huán)境污染、節(jié)約能源。2017年3月20日，原國家質檢總局特種設備局下發(fā)《關于進一步推進燃煤鍋爐節(jié)能減排攻堅戰(zhàn)的通知》（質檢特函（2017）10號），對新建燃煤鍋爐提出更為嚴格的限制條件?；谶@樣的形勢，許多工業(yè)區(qū)采取集中供熱的方式進行改造，以少量大型鍋爐代替工業(yè)區(qū)內原有大量小型燃煤鍋爐，既能達到節(jié)能減排的目的，又能較大程度地減少園區(qū)內特種設備數(shù)量，方便管理，減少特種設備事故隱患，保證生產(chǎn)安全。

集中供熱改造工程涉及鍋爐、壓力容器、壓力管道等特種設備安裝工作，其中壓力管道情況尤其復雜，存在項目集中、工期長、企業(yè)多、管道分段安裝，分段驗收、實際施工時間短、現(xiàn)場情況復雜、拆除舊管存在危險性、安裝單位良莠不齊、監(jiān)檢工作量大等情況。解決這些問題對提高工程質量、減少監(jiān)檢過程出現(xiàn)類似問題有很大的幫助。

1 項目簡介

文中基于福建省龍安熱電聯(lián)產(chǎn)項目，該項目位于福鼎市龍安工業(yè)項目集中區(qū)內，是省重點項目之一。預計項目一期建成投產(chǎn)后，可實現(xiàn)年發(fā)電1.56億千瓦時，產(chǎn)生150萬噸蒸汽，對園區(qū)內三十多家PU革企業(yè)實現(xiàn)集中供熱，取代工業(yè)區(qū)內86臺燃煤有機熱載體鍋爐及一百多公里車間導熱油管道。

這些企業(yè)分別擁有規(guī)模大小、不同數(shù)量的生產(chǎn)線，少則3、4條，多則將近20條。其生產(chǎn)線配套導熱油管道均需改造為蒸汽管道。出于經(jīng)濟角度考量，絕大部分企業(yè)無法實現(xiàn)整廠停產(chǎn)改造，而是采取邊生產(chǎn)邊改造的方案，即改造一條、驗收一條、投用一條，使得安裝監(jiān)檢工作量繁重，監(jiān)檢過程遇到較多問題。根據(jù)施工階段不同，文中將問題歸類為以下六類。

2 監(jiān)檢環(huán)節(jié)典型問題

2.1 開工前資料審查

2.1.1 資料不全

問題：開工前告知材料缺項或具體內容不全。

分析：除缺項需補齊外，容易遺漏的材料有：

（1）設計文件僅提供平面布置圖，缺少圖紙目錄、材料表、管道特性表、設計說明等必要項目。圖紙目錄和平面布置圖還應加蓋設計單位設計許可印章。

（2）有開孔補強或其他補強未提供強度計算書，有設計變更未提供設計變更單。

（3）僅提供安裝單位及人員資質，未提供設計單位、無損檢測單位、監(jiān)理單位及人員資質。另外需注意的是，即使將無損檢測工作分包給其他單位，安裝單位仍需具備相應資質的無損檢測人員。

（4）焊接工藝評定未提供完整的焊接工藝評定報告或僅提供焊評一覽表。

采取的對策：監(jiān)檢過程中不僅要注意審查資料是否缺項，更應該注意具體內容是否完整。

2.1.2 資料存在問題

2.1.2.1 問題

（1）設計文件存在錯誤，如引用錯誤的標準或已廢止的標準，耐壓試驗壓力計算錯誤，法蘭壓力等級設計錯誤等。

（2）單位資質不符合要求，如安裝GC1管道卻提供GC2安裝資質。

（3）人員資質不符合要求，如焊工項目只有1G項目，無法滿足現(xiàn)場管道焊接需求。設計要求氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面，但焊工證只具備氬弧焊或手工電弧焊資質。焊工項目允許焊接厚度范圍無法覆蓋現(xiàn)場焊接厚度等。

（4）焊評報告存在錯誤，如未根據(jù)最新標準NB/T 47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》進行轉化，厚度覆蓋范圍錯誤或無法覆蓋現(xiàn)場焊接工作。

2.1.2.2 分析

（1）設計文件的錯誤通常是由于設計人員粗心大意造成，沿用舊版圖紙卻未更新已廢止的標準，計算耐壓試驗壓力時未考慮材料在不同溫度下的許用應力比值，法蘭選型時僅考慮公稱壓力等級，未考慮高溫下法蘭最大允許工作壓力降低的問題。例如：某蒸汽管道設計壓力為1.3MPa（如圖1所示），采用PN16壓力等級的法蘭，法蘭材質為20#（如圖2所示）。根據(jù)HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》[1]規(guī)定，20#材質的鍛件用于制造法蘭屬于1C4類別，由HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》[1]表7.0.1-4可知，PN16等級的法蘭采用1C4類別的材料，在240℃時，最大允許工作壓力約為1.2MPa，無法滿足設計要求。

圖1 管道設計壓力及設計溫度

圖2 法蘭壓力等級為PN16

（2）安裝單位在提供資質文件及焊評時，經(jīng)常忽略設計要求，認為只要有焊評及焊工證就可以實施焊接工作，導致焊接項目及焊評覆蓋范圍不足。

2.1.2.3 對策

（1）監(jiān)檢人員應熟悉相關標準，審查資料應仔細認真，設計圖紙是整個工程的源頭，及時發(fā)現(xiàn)問題可避免造成不必要的損失。審查圖紙時著重查看引用標準、耐壓試驗、材料選型及其他容易出錯的地方。

（2）焊工項目覆蓋范圍與焊評覆蓋范圍不同，有相似之處，容易混淆，監(jiān)檢人員在審查時應注意區(qū)分。同時將焊工項目及焊評與圖紙中提出的焊接要求一一對照，判斷是否符合設計要求。

2.2 材料檢驗

2.2.1 問題

（1）未提供材料自檢記錄或自檢記錄不符合要求。

（2）材料與設計要求不相符，如鋼管標準號不相符，法蘭壓力等級不足，彎頭彎曲半徑不足等。

（3）彎頭、三通等管件的減薄量超過標準允許最大值。

（4）材料標識不齊無法溯源，如鋼管標識僅有管徑及標準號，彎頭標識僅有管徑及壁厚（如圖3所示），無法追溯到制造廠家的質保書。

（5）材料質量差，如焊材生銹，鋼管變形。

（6）私自制作材料且質量不符合要求，如法蘭改造成盲法蘭（如圖4所示），自制彎管質量不符合要求等。

（7）材料以次充好，以少代多。

圖3 彎頭標識不全

圖4 法蘭改造成盲法蘭

2.2.2 分析

（1）材料監(jiān)檢是在安裝單位自檢合格的基礎上進行符合性驗證，因此，應在安裝單位材料入庫驗收合格基礎上進行。材料自檢記錄一般包含管道組成件的名稱、制造標準、型號（規(guī)格）、材料牌號、爐批號、生產(chǎn)單位、供貨單位、質量證明書編號、數(shù)量、入庫時間、外觀檢查情況、是否允許入庫的結論、安裝單位材料檢驗責任人員的簽名等內容。

（2）監(jiān)檢人員第一次到現(xiàn)場驗材，應對安裝單位質保體系運轉情況進行檢查。例如，材料自檢記錄是否已經(jīng)過相關責任人簽字，相關責任人是否到場，自檢結果是否真實、有效，自檢設備是否齊全，如閥門試驗設備、測厚儀等。

2.2.3 對策

（1）充分發(fā)揮監(jiān)檢日志作用，集中供熱項目材料經(jīng)常分批進場、分批檢驗，做好每次進場材料數(shù)量監(jiān)檢記錄，避免漏檢。

（2）如抽查過程發(fā)現(xiàn)材料質量問題，應及時擴大抽查范圍。由于制造過程中出現(xiàn)質量問題的材料，應退回廠家更換；由于安裝單位行為造成質量問題的材料，應及時書面告知，限期整改合格。

（3）對于材料標識不齊無法溯源的，應退回更換或請原制造廠家完善標識。

2.3 焊接質量

2.3.1 問題

（1）現(xiàn)場焊接人員無焊工資質或焊工項目無法覆蓋焊接范圍。

（2）焊接方式與設計要求不相符，如設計要求氬弧焊，實際采用手工電弧焊。

（3）未提供焊接記錄或焊接記錄與現(xiàn)場焊縫情況不相符。

（4）焊接工藝不符合要求，如下雨天露天焊接、焊接前未依照焊接工藝預開坡口等。

（5）焊材保管不當（如圖5、圖6所示），使用前未按規(guī)定進行烘干。

圖5 焊絲表面生銹

圖6 生銹焊絲規(guī)格型號

2.3.2 分析

（1）焊接記錄是重要的施工過程文件，是對焊接質量進行溯源的主要書面憑據(jù)，應由焊接人員現(xiàn)場記錄相關焊接參數(shù)，檢驗人員記錄焊縫檢驗結果，焊接責任人員判定是否合格并進行簽署。不應流于形式，弄虛作假。

（2）焊條往往因吸潮而使工藝性能變壞，造成電弧不穩(wěn)、飛濺增大，容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。因此，焊條使用前必須嚴格烘干。一般酸性焊條的烘干溫度150℃～200℃，時間為1小時；堿性焊條的烘干溫度350℃～400℃，時間為1至2小時，烘干后放在100℃～150℃的保溫箱內，隨用隨取。

2.3.3 對策

（1）現(xiàn)場實施焊接工作，監(jiān)檢時應不定期對現(xiàn)場施焊情況進行抽查，重點抽查焊工資質、焊接方式、焊接工藝、焊材保管方式是否符合要求。

（2）焊接記錄應重點抽查符合性，監(jiān)檢人員應到現(xiàn)場抽查焊縫實際情況是否與焊接記錄所記載的參數(shù)相符。

2.4 安裝質量

2.4.1 問題

（1）膨脹節(jié)尺寸過小，膨脹量無法滿足設計要求。

（2）管支架及管托隨意制作，不符合管架標準[2]要求。

（3）固定支架間距過小或過大，不符合設計要求。

（4）未設置疏水裝置或設置位置不合理。

（5）管道環(huán)焊縫間距過小、環(huán)焊縫與管支架間距過小、管道穿墻無套管或焊縫設置在穿墻部分墻體內，不符合施工規(guī)范要求[3]。

（6）自行制作彎管的質量不符合要求。

2.4.2 分析

（1）蒸汽管道需考慮熱膨脹問題，在設計階段需計算膨脹量，并根據(jù)計算結果設置膨脹補償方式。蒸汽管道的熱膨脹補償一般分為自然補償和膨脹節(jié)補償兩種方式。自然補償通常通過設置彎頭實現(xiàn)，膨脹節(jié)補償則需進一步計算補償量。根據(jù)計算結果得出膨脹節(jié)尺寸及固定支架間距。這些尺寸最終體現(xiàn)在圖紙上且不可隨意更改。

（2）蒸汽管道內部常積留有冷凝水，當蒸汽通入管道時，蒸汽可能會由于與溫度較低的冷凝水接觸而驟然凝結，形成局部真空，從而產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，導致管道劇烈振動。因此蒸汽管道的管支架質量優(yōu)劣顯得尤為重要。其型式、尺寸等均在管架標準[2]中有詳細規(guī)定，安裝單位應依照標準或設計要求制作，不可隨意改變型式及尺寸。

（3）蒸汽管道最低處及爬升段之前均應設置疏水裝置，以便及時排出冷凝水。

（4）根據(jù)GB 50235-2001《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》[3]規(guī)定，直管段上兩對接焊口中心面間的距離，當公稱尺寸大于或等于150mm時，不應小于150mm；當公稱尺寸小于l50mm時，不應小于管子外徑，且不小于100mm。管道環(huán)焊縫距支吊架凈距不得小于50mm。

（5）根據(jù)GB 50235-2001《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》[3]規(guī)定，當工業(yè)金屬管道穿越道路、墻體、樓板或構筑物時，應加設套管或砌筑涵洞進行保護，管道焊縫不應設置在套管內。

（6）GB 50235-2001《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》[3]中對自制彎管的質量控制有詳細規(guī)定，如褶皺高度、圓度、彎管制作后的最小厚度等。

2.4.3 對策

膨脹節(jié)、管支架、焊縫布置是檢查蒸汽管道安裝質量的重點，監(jiān)檢時應對這三個方面引起重視，同時應檢查施工過程文件是否齊全，檢查單線圖上焊縫標注情況（包括焊縫位置、焊工姓名等）是否與現(xiàn)場相符。對于不符合要求之處，應及時書面告知，限期整改合格。

2.5 無損檢測質量

2.5.1 問題

（1）無損檢測比例不足或固定口檢測比例不足。

（2）無損檢測不合格，返修合格后未進行擴探。

（3）底片質量不符合NB/T 47013-2015《承壓設備無損檢測》[4]要求。

2.5.2 分析

（1）根據(jù)TSG D0001-2009《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》[5]規(guī)定，公稱直徑大于或等于500mm的管道應對每個環(huán)向焊接接頭進行局部檢測；固定焊的焊接接頭不得少于檢測數(shù)量的40%。

（2）根據(jù)GB/T 20801-2006《壓力管道規(guī)范-工業(yè)管道》[6]規(guī)定，不合格焊縫應返修合格并對同一批焊縫進行累進檢查（擴探），擴探數(shù)量為不合格焊縫數(shù)量的兩倍。

2.5.3 對策

（1）底片抽查要與施工進度和檢測進度同步進行，并在耐壓試驗前完成。抽查的底片應包括返修片及擴探片。主要檢查底片質量（標記標識、黑度、不清晰度等）和評定質量（錯評、漏評）。

（2）不定期到檢測現(xiàn)場對檢測過程進行觀察與檢查，內容包括抽查檢測人員身份、資格證件、檢測方法、檢測管道編號、檢測焊口編號、檢測工藝參數(shù)與檢測委托任務書和檢測工藝是否相符等。

（3）結合底片抽查，不定期地選取一些有代表性的底片影像與實物表面進行復核。復核底片標識、底片影像與實物管道編號、焊口編號、布片標記和焊縫表面形貌是否相符。

（4）隨機抽取一定數(shù)量經(jīng)檢測單位檢測過的焊口，以驗證檢測單位射線檢測的真實性。

2.6 耐壓試驗質量

2.6.1 問題

（1）耐壓試驗期間發(fā)生超壓事故。

（2）耐壓試驗用壓力表未檢定合格。

2.6.2 分析

（1）耐壓試驗時管道受到太陽光強烈照射，管道壁溫升高，水溫則相對較低。在保壓過程中，水溫逐漸升高，導致管道內壓力升高，違反了GB/T 20801-2006《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》[6]中9.1.1.2條對于耐壓試驗的規(guī)定。管道系統(tǒng)往往長度較長，進行耐壓試驗時存水量大，且管道露天放置容易受到太陽光照射而使水膨脹，最終導致超壓。耐壓試驗前，當金屬壁溫與液體溫度接近時，才能緩慢升壓，檢查期間壓力應當保持不變，不論壓力升高還是降低都不符合要求。

2.6.3 對策

（1）耐壓試驗前，應核對施工資料是否齊全，監(jiān)檢過程提出的問題是否已整改合格并書面反饋。并審查耐壓試驗方案是否完整、正確。

（2）耐壓試驗期間應注意采取保護措施，防止超壓。

（3）集中供熱項目一般無法整廠竣工、一次試壓，通常采取分段試壓方式。監(jiān)檢時應當核對清楚管線號，竣工圖與設計圖是否相符。試壓合格后及時簽署見證材料并做好監(jiān)檢日志。

3 結語

文中基于集中供熱改造項目，對壓力管道安裝監(jiān)檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行梳理、歸納、分析、總結，并提出相應對策，供設計、安裝、使用和監(jiān)檢單位參考。壓力管道安裝是保證壓力管道安全的重要環(huán)節(jié)，其安裝質量直接影響壓力管道的安全使用。做好監(jiān)檢工作，嚴格把關，才能提高安裝質量，為企業(yè)安全生產(chǎn)保駕護航。