集中供热蒸汽管道安装监检要点分析

缪 楚

（福建省锅炉压力容器检验研究院宁德分院，福建 宁德 352100）

随着国家对节能环保要求逐年提高，许多小型、燃煤型、老旧、热效率严重不足、依照旧标准设计制造的锅炉，其环保条件及能效参数均已不能符合国家要求，淘汰不符合要求的小型燃煤锅炉，有助于减少环境污染、节约能源。2017年3月20日，原国家质检总局特种设备局下发《关于进一步推进燃煤锅炉节能减排攻坚战的通知》（质检特函（2017）10号），对新建燃煤锅炉提出更为严格的限制条件。基于这样的形势，许多工业区采取集中供热的方式进行改造，以少量大型锅炉代替工业区内原有大量小型燃煤锅炉，既能达到节能减排的目的，又能较大程度地减少园区内特种设备数量，方便管理，减少特种设备事故隐患，保证生产安全。

集中供热改造工程涉及锅炉、压力容器、压力管道等特种设备安装工作，其中压力管道情况尤其复杂，存在项目集中、工期长、企业多、管道分段安装，分段验收、实际施工时间短、现场情况复杂、拆除旧管存在危险性、安装单位良莠不齐、监检工作量大等情况。解决这些问题对提高工程质量、减少监检过程出现类似问题有很大的帮助。

1 项目简介

文中基于福建省龙安热电联产项目，该项目位于福鼎市龙安工业项目集中区内，是省重点项目之一。预计项目一期建成投产后，可实现年发电1.56亿千瓦时，产生150万吨蒸汽，对园区内三十多家PU革企业实现集中供热，取代工业区内86台燃煤有机热载体锅炉及一百多公里车间导热油管道。

这些企业分别拥有规模大小、不同数量的生产线，少则3、4条，多则将近20条。其生产线配套导热油管道均需改造为蒸汽管道。出于经济角度考量，绝大部分企业无法实现整厂停产改造，而是采取边生产边改造的方案，即改造一条、验收一条、投用一条，使得安装监检工作量繁重，监检过程遇到较多问题。根据施工阶段不同，文中将问题归类为以下六类。

2 监检环节典型问题

2.1 开工前资料审查

2.1.1 资料不全

问题：开工前告知材料缺项或具体内容不全。

分析：除缺项需补齐外，容易遗漏的材料有：

（1）设计文件仅提供平面布置图，缺少图纸目录、材料表、管道特性表、设计说明等必要项目。图纸目录和平面布置图还应加盖设计单位设计许可印章。

（2）有开孔补强或其他补强未提供强度计算书，有设计变更未提供设计变更单。

（3）仅提供安装单位及人员资质，未提供设计单位、无损检测单位、监理单位及人员资质。另外需注意的是，即使将无损检测工作分包给其他单位，安装单位仍需具备相应资质的无损检测人员。

（4）焊接工艺评定未提供完整的焊接工艺评定报告或仅提供焊评一览表。

采取的对策：监检过程中不仅要注意审查资料是否缺项，更应该注意具体内容是否完整。

2.1.2 资料存在问题

2.1.2.1 问题

（1）设计文件存在错误，如引用错误的标准或已废止的标准，耐压试验压力计算错误，法兰压力等级设计错误等。

（2）单位资质不符合要求，如安装GC1管道却提供GC2安装资质。

（3）人员资质不符合要求，如焊工项目只有1G项目，无法满足现场管道焊接需求。设计要求氩弧焊打底，手工电弧焊盖面，但焊工证只具备氩弧焊或手工电弧焊资质。焊工项目允许焊接厚度范围无法覆盖现场焊接厚度等。

（4）焊评报告存在错误，如未根据最新标准NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》进行转化，厚度覆盖范围错误或无法覆盖现场焊接工作。

2.1.2.2 分析

（1）设计文件的错误通常是由于设计人员粗心大意造成，沿用旧版图纸却未更新已废止的标准，计算耐压试验压力时未考虑材料在不同温度下的许用应力比值，法兰选型时仅考虑公称压力等级，未考虑高温下法兰最大允许工作压力降低的问题。例如：某蒸汽管道设计压力为1.3MPa（如图1所示），采用PN16压力等级的法兰，法兰材质为20#（如图2所示）。根据HG/T 20592-2009《钢制管法兰》[1]规定，20#材质的锻件用于制造法兰属于1C4类别，由HG/T 20592-2009《钢制管法兰》[1]表7.0.1-4可知，PN16等级的法兰采用1C4类别的材料，在240℃时，最大允许工作压力约为1.2MPa，无法满足设计要求。

图1 管道设计压力及设计温度

图2 法兰压力等级为PN16

（2）安装单位在提供资质文件及焊评时，经常忽略设计要求，认为只要有焊评及焊工证就可以实施焊接工作，导致焊接项目及焊评覆盖范围不足。

2.1.2.3 对策

（1）监检人员应熟悉相关标准，审查资料应仔细认真，设计图纸是整个工程的源头，及时发现问题可避免造成不必要的损失。审查图纸时着重查看引用标准、耐压试验、材料选型及其他容易出错的地方。

（2）焊工项目覆盖范围与焊评覆盖范围不同，有相似之处，容易混淆，监检人员在审查时应注意区分。同时将焊工项目及焊评与图纸中提出的焊接要求一一对照，判断是否符合设计要求。

2.2 材料检验

2.2.1 问题

（1）未提供材料自检记录或自检记录不符合要求。

（2）材料与设计要求不相符，如钢管标准号不相符，法兰压力等级不足，弯头弯曲半径不足等。

（3）弯头、三通等管件的减薄量超过标准允许最大值。

（4）材料标识不齐无法溯源，如钢管标识仅有管径及标准号，弯头标识仅有管径及壁厚（如图3所示），无法追溯到制造厂家的质保书。

（5）材料质量差，如焊材生锈，钢管变形。

（6）私自制作材料且质量不符合要求，如法兰改造成盲法兰（如图4所示），自制弯管质量不符合要求等。

（7）材料以次充好，以少代多。

图3 弯头标识不全

图4 法兰改造成盲法兰

2.2.2 分析

（1）材料监检是在安装单位自检合格的基础上进行符合性验证，因此，应在安装单位材料入库验收合格基础上进行。材料自检记录一般包含管道组成件的名称、制造标准、型号（规格）、材料牌号、炉批号、生产单位、供货单位、质量证明书编号、数量、入库时间、外观检查情况、是否允许入库的结论、安装单位材料检验责任人员的签名等内容。

（2）监检人员第一次到现场验材，应对安装单位质保体系运转情况进行检查。例如，材料自检记录是否已经过相关责任人签字，相关责任人是否到场，自检结果是否真实、有效，自检设备是否齐全，如阀门试验设备、测厚仪等。

2.2.3 对策

（1）充分发挥监检日志作用，集中供热项目材料经常分批进场、分批检验，做好每次进场材料数量监检记录，避免漏检。

（2）如抽查过程发现材料质量问题，应及时扩大抽查范围。由于制造过程中出现质量问题的材料，应退回厂家更换；由于安装单位行为造成质量问题的材料，应及时书面告知，限期整改合格。

（3）对于材料标识不齐无法溯源的，应退回更换或请原制造厂家完善标识。

2.3 焊接质量

2.3.1 问题

（1）现场焊接人员无焊工资质或焊工项目无法覆盖焊接范围。

（2）焊接方式与设计要求不相符，如设计要求氩弧焊，实际采用手工电弧焊。

（3）未提供焊接记录或焊接记录与现场焊缝情况不相符。

（4）焊接工艺不符合要求，如下雨天露天焊接、焊接前未依照焊接工艺预开坡口等。

（5）焊材保管不当（如图5、图6所示），使用前未按规定进行烘干。

图5 焊丝表面生锈

图6 生锈焊丝规格型号

2.3.2 分析

（1）焊接记录是重要的施工过程文件，是对焊接质量进行溯源的主要书面凭据，应由焊接人员现场记录相关焊接参数，检验人员记录焊缝检验结果，焊接责任人员判定是否合格并进行签署。不应流于形式，弄虚作假。

（2）焊条往往因吸潮而使工艺性能变坏，造成电弧不稳、飞溅增大，容易产生气孔、裂纹等缺陷。因此，焊条使用前必须严格烘干。一般酸性焊条的烘干温度150℃～200℃，时间为1小时；碱性焊条的烘干温度350℃～400℃，时间为1至2小时，烘干后放在100℃～150℃的保温箱内，随用随取。

2.3.3 对策

（1）现场实施焊接工作，监检时应不定期对现场施焊情况进行抽查，重点抽查焊工资质、焊接方式、焊接工艺、焊材保管方式是否符合要求。

（2）焊接记录应重点抽查符合性，监检人员应到现场抽查焊缝实际情况是否与焊接记录所记载的参数相符。

2.4 安装质量

2.4.1 问题

（1）膨胀节尺寸过小，膨胀量无法满足设计要求。

（2）管支架及管托随意制作，不符合管架标准[2]要求。

（3）固定支架间距过小或过大，不符合设计要求。

（4）未设置疏水装置或设置位置不合理。

（5）管道环焊缝间距过小、环焊缝与管支架间距过小、管道穿墙无套管或焊缝设置在穿墙部分墙体内，不符合施工规范要求[3]。

（6）自行制作弯管的质量不符合要求。

2.4.2 分析

（1）蒸汽管道需考虑热膨胀问题，在设计阶段需计算膨胀量，并根据计算结果设置膨胀补偿方式。蒸汽管道的热膨胀补偿一般分为自然补偿和膨胀节补偿两种方式。自然补偿通常通过设置弯头实现，膨胀节补偿则需进一步计算补偿量。根据计算结果得出膨胀节尺寸及固定支架间距。这些尺寸最终体现在图纸上且不可随意更改。

（2）蒸汽管道内部常积留有冷凝水，当蒸汽通入管道时，蒸汽可能会由于与温度较低的冷凝水接触而骤然凝结，形成局部真空，从而产生水击现象，导致管道剧烈振动。因此蒸汽管道的管支架质量优劣显得尤为重要。其型式、尺寸等均在管架标准[2]中有详细规定，安装单位应依照标准或设计要求制作，不可随意改变型式及尺寸。

（3）蒸汽管道最低处及爬升段之前均应设置疏水装置，以便及时排出冷凝水。

（4）根据GB 50235-2001《工业金属管道工程施工规范》[3]规定，直管段上两对接焊口中心面间的距离，当公称尺寸大于或等于150mm时，不应小于150mm；当公称尺寸小于l50mm时，不应小于管子外径，且不小于100mm。管道环焊缝距支吊架净距不得小于50mm。

（5）根据GB 50235-2001《工业金属管道工程施工规范》[3]规定，当工业金属管道穿越道路、墙体、楼板或构筑物时，应加设套管或砌筑涵洞进行保护，管道焊缝不应设置在套管内。

（6）GB 50235-2001《工业金属管道工程施工规范》[3]中对自制弯管的质量控制有详细规定，如褶皱高度、圆度、弯管制作后的最小厚度等。

2.4.3 对策

膨胀节、管支架、焊缝布置是检查蒸汽管道安装质量的重点，监检时应对这三个方面引起重视，同时应检查施工过程文件是否齐全，检查单线图上焊缝标注情况（包括焊缝位置、焊工姓名等）是否与现场相符。对于不符合要求之处，应及时书面告知，限期整改合格。

2.5 无损检测质量

2.5.1 问题

（1）无损检测比例不足或固定口检测比例不足。

（2）无损检测不合格，返修合格后未进行扩探。

（3）底片质量不符合NB/T 47013-2015《承压设备无损检测》[4]要求。

2.5.2 分析

（1）根据TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程-工业管道》[5]规定，公称直径大于或等于500mm的管道应对每个环向焊接接头进行局部检测；固定焊的焊接接头不得少于检测数量的40%。

（2）根据GB/T 20801-2006《压力管道规范-工业管道》[6]规定，不合格焊缝应返修合格并对同一批焊缝进行累进检查（扩探），扩探数量为不合格焊缝数量的两倍。

2.5.3 对策

（1）底片抽查要与施工进度和检测进度同步进行，并在耐压试验前完成。抽查的底片应包括返修片及扩探片。主要检查底片质量（标记标识、黑度、不清晰度等）和评定质量（错评、漏评）。

（2）不定期到检测现场对检测过程进行观察与检查，内容包括抽查检测人员身份、资格证件、检测方法、检测管道编号、检测焊口编号、检测工艺参数与检测委托任务书和检测工艺是否相符等。

（3）结合底片抽查，不定期地选取一些有代表性的底片影像与实物表面进行复核。复核底片标识、底片影像与实物管道编号、焊口编号、布片标记和焊缝表面形貌是否相符。

（4）随机抽取一定数量经检测单位检测过的焊口，以验证检测单位射线检测的真实性。

2.6 耐压试验质量

2.6.1 问题

（1）耐压试验期间发生超压事故。

（2）耐压试验用压力表未检定合格。

2.6.2 分析

（1）耐压试验时管道受到太阳光强烈照射，管道壁温升高，水温则相对较低。在保压过程中，水温逐渐升高，导致管道内压力升高，违反了GB/T 20801-2006《压力管道规范—工业管道》[6]中9.1.1.2条对于耐压试验的规定。管道系统往往长度较长，进行耐压试验时存水量大，且管道露天放置容易受到太阳光照射而使水膨胀，最终导致超压。耐压试验前，当金属壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压，检查期间压力应当保持不变，不论压力升高还是降低都不符合要求。

2.6.3 对策

（1）耐压试验前，应核对施工资料是否齐全，监检过程提出的问题是否已整改合格并书面反馈。并审查耐压试验方案是否完整、正确。

（2）耐压试验期间应注意采取保护措施，防止超压。

（3）集中供热项目一般无法整厂竣工、一次试压，通常采取分段试压方式。监检时应当核对清楚管线号，竣工图与设计图是否相符。试压合格后及时签署见证材料并做好监检日志。

3 结语

文中基于集中供热改造项目，对压力管道安装监检过程中发现的问题进行梳理、归纳、分析、总结，并提出相应对策，供设计、安装、使用和监检单位参考。压力管道安装是保证压力管道安全的重要环节，其安装质量直接影响压力管道的安全使用。做好监检工作，严格把关，才能提高安装质量，为企业安全生产保驾护航。