气路工程施工技术及工艺

  （一）工程施工简介：

  实验室供气要求气体纯度极高，因此要求施工时保证管路的连接性能好，气密性高，高强度、控制性能好，安全性高等要求。因此施工中需严格按照标准，采用优质材料。

  （二）技术要求

  一、技术标准

  1、《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)；

  2、《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-2010)；

  3、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-2011)；

  4、《乙炔站设计规范》(GB50031－1991)；

  5、《氢氧站设计规范》(GB50177-2005)；

  6、《氧气站设计规范》(GB50030－2007)；

  7、《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-2008；

  8、《压缩空气站设计规范》(GB50029-2003)；

  二、工程设计

  1、气瓶间设计：

  ①气瓶间应采用300mm厚实体墙，安装防爆门，设置泄爆窗；

  ②室内电器设备均应具备防爆功能；

  ③室应安装排气扇，时刻保持良好的通风状态；

  ④地面采用环氧树脂自流坪,防止静电的导入,防爆门也须接地使用。

  2、供气系统要求采用二级减压的方式进行供气，供气汇流排第一次减压，气体由150kg减压到15kg以下，再通过BA级不锈钢管输送到各楼层，二级减压器安装于每个用个点终端，用于控制仪器的输入压力，用气终端配有中压球阀和压力指示表，二级减压器对压力进行精确调整，得到稳定的压力，可以满足仪器对不同使用压力的要求；

  3、采用单瓶汇流排或双侧汇流排半自动方式不间断供气，充分满足实验室的使用要求，更换气瓶时，可通过安装在高压软管下面的卡套进行气瓶更换；

  4、互不相容的两种气体（如可燃气体H2与助燃气体O2）分开安置在两个气瓶间；

  5、氢气属于易燃性气体，设计气体泄露探测报警装置，设置排空管路，引至室外，在排空管路上加装单向阀，防止明火回流；

  6、管道沿走廊天花敷设，进入实验室，沿墙明管铺设，到达各用气点引出分支，安装终端配件装置，整体达到美观实用的要求。

  三、工程用材

  1、管道、球阀、卡套和三通等为316L不锈钢材质，减压器为高纯气体减压器（不锈钢阀芯），高压软管（连接钢瓶和汇流排）为不锈钢波纹管，在高压软管的进气端，配置单向阀，可以防止更换钢瓶时，软管内的气体外泄，同时避免外界的空气混入气路之中；

  2、管道系统：所有的气体管道选用BA级别的316L不锈钢管，使气体在流通过程中不至于被管道系统污染，保证气体的纯度；

  3、终端：配置截止阀和二级减压器。截止阀用于控制每一个气路的开启与关闭；在仪器需要调整和维修时，能停止任何指定的仪器的气体供应，减压器用于显示和调整终端的压力。

  4、主要元器件材质说明：

  ⑴高压减压阀

  高压减压阀为膜片式减压阀，母体材质采用SS-316L，膜片与母体采用硬密封形式，母体螺纹为1/4NPT,调节压力为25Mpa—0Mpa,输出压力稳定，适用于气体分析仪器、各种高纯气体、腐蚀性气体及有毒气体。

  ⑵截止阀

  截止阀，母体材质采用SS-316L，最高使用压力达3000psig,使用温度范围：-23℃至74℃，母体设计采用一体式结构，手柄式转动开关，接口形式为GENLOK卡套式接头。

  ⑶球阀

  球阀母体材质采用SS-316L，最高使用压力达3000psig,使用温度范围：-23℃至74℃，母体设计采用一体式结构，手柄式转动开关，接口形式为GENLOK卡套式接头，可快速切断气体流量。

  四、其它

  1、实验室气体管路工程主要材质为316LBA和EP等级的不锈钢无缝钢管，所有气体管路的连接采用无缝焊接技术，禁止采用法兰，快装和卡套。所有的气体管路在工作台上配备合适的控制阀门，便于试验人员的控制。

  2、压缩空气的气体管路为不锈钢，经过除水、除油、除尘后减压输送到实验室以满足实验室仪器工作的需要。

  3、实验室气体管路系统必须配备安全压力释放和调节阀门，配备压力表直观反应气体入口和出口压力。所有释压和吹扫阀门要求通过管路连接到排气管道装置系统。排空管道有易燃，助燃气体，需要分开排放，排空管道要能有足够的流量空间，应选用1/2以上口径的管道。

  4、安全减压阀要有标示，标明压力释放级别。

  5、所有管件阀门、调压装置、切换装置等都由高质量的不锈钢材料制成，并且都是标准配件。

  6、压力调节装置要求是不锈钢隔膜型，要求采用优质品牌的产品。每种气体的减压阀压力表为各种气体的专用仪表。

  7、所有管路标明连接的气体和气体的流动指向。指示标示的颜色须用不同颜色来区分,特殊气体的色彩应鲜艳醒目。

  8、实验室管路系统中的气体管路、钢瓶等需要提供合适的接地保护。气管不得与电气同一个线槽支架。

  9、气体管路每间隔1.5m采用管码支架固定，并根据气体管路弯曲的直径，设置合适的支架位置；

  10、整个管路安装完毕后，对整个系统做压力测试。参照《工业金属管道工程施工及验收规范》，管路系统在保压24小时后，压力无下降为合格。

  （三）施工方法

  1、材料验收

  1.1、全部不锈钢、管件应有制造厂的质量证明书，且符合设计文件的规定，钢管的质量证明书上有供方的名称或印记、产品标准号、钢的牌号、炉罐号、批号、品种名称、规格质量等级，同时还应检查直径、壁厚，应符合规定。

  1.2、全部管子、管件应进行外观检查，其表面应无裂纹、结疤、麻点、夹杂物、折皱、重皮、划痕、锈蚀等缺陷。

  1.3、全部阀门应做外观检查，检查项目包括：

  a、阀门型号规格、铭牌、编号、压力等级、材质标注应符合图纸设计要求。

  b、外部和可见的表面，螺纹、密封面应无损伤、锈蚀现象。

  2、材料的存放

  不锈钢管要堆放在木板上，所有阀门要检查两端口封闭状况，小型管件和阀门要放在货架上。所有存放的材料均要做出明显标识，注明规格、材质、合格证号、数量等内容。

  3、切割

  所有不锈钢钢管全部采用不锈钢专用割刀进行切割下料，以确保内壁清洁无污染。切割后的坡口要平整，坡口表面要清理干净，内外孔采用刮刀清理平整。

  4、预制

  管道预制要充分考虑现场条件，按照方便运输和安装的原则来确定预制深度和活口位置，活口处应留50～100mm的下料余量，以便安装时调整，仪表一次元件开孔预制时应按图同时进行加工。

  管道组成件的焊接、无损探伤、加工、组装和检查，应符合规范有关规定。

  预制管段应具有足够的刚性，必要时可进行加固，以保证存放及运输过程中不产生变形。

  5、管道焊接

  5.1、本项目中不锈钢管均采用管管自动焊专机封闭式氩弧焊接，管壁内外均需充氩气进行保护，个别焊缝由于条件所限无法采用自动焊时允许采用手工氩弧焊接。焊接材料全部采用H00Cr18Ni14Mo2 316L不锈钢焊丝，线径1.2mm。

  5.2、填丝焊接时，坡口采用V型坡口，具体按照GB50236-97中的型式加工。

  5.3、所有接头和邻近母材表面应将污物、夹渣、油液、锈蚀等清理干净，坡口须打磨光亮，清理采用不锈钢钢丝刷和锤子。坡口加工应均匀，避免焊接错边。

  5.4、焊接操作：

  ①点固焊高度不超过壁厚的2/3，点固焊长度及间距按常规。

  ②采用直流反接。

  ③焊接时，采用小电流、快运条、窄焊道，以防止晶间腐蚀、热裂纹及变形的产生。

  ④避免焊接飞溅粘在母材上。

  ⑤短弧焊，收弧要慢，填满弧坑。

  ⑥焊后空冷。

  ⑦手工焊后焊缝进行酸洗。

  ⑧阴雨天气，相对湿度大于90%时，除非采取防护措施（如搭设棚子、预热15℃以上等），否则严禁施焊。

  ⑨焊接前应进行焊接工艺试验，工艺试验合格后才能进行正式焊接，正式焊接时焊接工艺应与试焊焊接工艺相同。

  ⑩需要返修的焊缝应准确找出缺陷位置，返修焊缝焊接时按原焊接工艺进行，并对补焊处用原规定的方法进行检验。

  5.6、焊接检验

  ①质检人员应对所有焊缝的外观进行检查，焊缝的外观质量应符合GB50236-97的要求。发现焊缝缺陷超过规定时，必须进行返修。

  ②当抽样检验未发现需要返修的焊缝缺陷时，则该次抽样代表的一批焊缝应认为全部合格；当抽样检验发现需要返修的焊缝缺陷时，除返修该焊缝外，还应采取原规定方法按下列规定进一步检验：

  a.出现一道不合格焊缝应再检验两道该焊工所焊的同一批焊缝。

  b.两道焊缝均合格时，认为检验所代表的这一批焊缝合格。

  c.当这两道焊缝又出现不合格时，每道不合格焊缝应再检验两道该焊工的同一批焊缝。

  d.当再次检验均合格时，可认为检验所代表的这一批焊缝合格。

  e.当再次检验又出现不合格时，应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验。

  ③对不合格焊缝的返修,返修前应进行质量分析,当同一部位的返修次数超过两次时,应制订返修措施并经审批后方可进行返修。

  5.7、管道安装要求

  5.7.1、管道在安装前应对设备管口、预埋件、预留孔洞、钢结构等涉及管道安装的内容进行复核。

  5.7.2、管道的坡度应按图纸的要求进行调整，调整方法可以利用支座达到坡度要求，焊缝应设置在便于检修、观察的地方。

  5.7.3、阀门安装前，按设计文件核对其型号，并按介质流向确定其安装方向。当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时，阀门应在关闭状态下安装；如以焊接方式安装时，阀门不得关闭。

  5.7.4、仪表元件的临时替代：所有仪表元件安装时，均采用临时元件替代，等试压、冲洗、吹扫工作结束后，投料前再正式安装。

  5.8、工艺管道的试压冲洗

  ①鉴于本工程管道气体压力较低，试压采用洁净氮气进行，试压、吹扫前必须编制方案指导施工。

  ②压力试验时，无关人员不得进入。压力试验完毕，不得在管道上进行修补。

  ③压力试验前，应具备下列条件：

  a、试验用压力表已经校验，并在周期内，其精度不得低于1.5级，表的满刻度值应为被测最大压力的1.5-2倍，压力表不得少于两块。

  b、符合压力试验要求的气体已备齐。

  c、按试验要求，管道已经加固。

  d、待试管道与无关系统已用盲板或采取其它措施隔开。

  e、待试管道上的安全阀及仪表元件等已经拆下或加以隔离。

  f、试验方案已经批准，并进行了技术交底。

  ④ 当试验过程中发现泄漏时，不得带压处理。消除缺陷后，应重新进行试验。

  ⑤ 对氢气管道内管，还必须进行泄漏性试验，泄漏性试验介质采用洁净氮气（即进行气密试验）。气密试验按下列规定进行：

  a、气密试验压力为设计压力。

  b、气密试验重点检验阀门、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等。

  c、气密试验用涂刷肥皂水或其它发泡剂的方法进行检查，以不泄漏为合格。

  管道在压力试验合格后，应按吹洗方案组织管道的吹扫或清洗工作。

  （四）验收方法

  （1）气体管道检验

  实验室气体管道系统工程安装完成后，进行如下性能验收：

  ①气体管路安装到位，使用正常。

  ②气体阀门开关正常。

  ③压力表指示正常。

  ④自动切换系统工作正常。

  ⑤管路经过支撑且支撑点牢固。

  ⑥所有管道标识清楚。

  （2）强度测试：管内冲入高纯氮气（99.999%）使压力到达1.2Mpa，保持此压力不小于1小时，压力不降合格。

  （3）气密性测试：管内冲入高纯氮气（99.999%）使压力到达0.8Mpa，密闭不少于48小时，压力不降合格。

  （4）稳定测试：开启所有使用设备，在正常工作情况下，工作压力波动小于5%为合格。

  （5）洁净度测试：管路充进纯氮，关闭所有阀门，打开末端阀，用干净白布放置管口一分钟，无杂质无水分即为合格。