浅析受限空间大型金属管道的安装工艺

卢华林, 刘 劲

(中国五冶集团有限公司, 四川成都 614000)

在冶金工程中，大型金属管道安装是在厂房主体结构全部完成后进行的，其施工场地狭窄，空间有限，吊车无法进入，安装难度极大，且在其安装完成后，后续还有一系列施工工序，故此项工作是冶金工程中的一个重点和难点工序。

1 工程概况

某车间中大型金属管道为其生产工艺中的重要组成部分，生产车间基础梁标高为-1.0 m，安装管道所在梁标高7.0 m，上部为12.6 m，柱间纵距、横距均为7 m。大型金属管道外径为5.2 m，由壁厚12 mm钢板卷制而成，全长240 m。而管道是在主体框架基本完成的情况下安装的，上部存在土建施工，有垂直交叉作业，且位于高空安装，垂直运输难度大，水平运输距离长，后续工序多，工期较为紧张。

2 工艺原理

结合现场特点，将大型金属管道分段，现场采用开平板卷制，分段运输、分段吊装、分段焊接而成。

吊装采用行走滑轮、H型钢制作移动式龙门架轨道安装结构，结合电动葫芦、手拉葫芦提升安装。分段大型金属管道由汽车运输至待安装位置下部，同时移动式龙门架通过轨道移动至需接长部位，再将安装金属管道通过移动式龙门架垂直运输至安装位置，现场焊接接长。

3 安装工艺

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

支座制作：

图1 施工工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1 硬防护隔离层搭设

管道安装层上部存在土建施工，为加快施工进度，做好安全防护，故需在上部进行硬防护隔离层搭设，采用脚手架钢管按纵横向600 mm×600 mm铺设，用扣件将其固定，其上部铺设150 mm×150 mm水平兜网，再铺设1 200 mm×1 800 mm的模板封堵严实，不留死角，形成稳固的硬防护。

3.2.2 安装施工走道平台

为方便施工，在安装平台层外侧设置钢结构走道平台，平台两侧用20 a槽钢做底座，上铺花纹钢板，安装高度为7.0 m,宽度0.8 m，长度与金属管道同长。

3.2.3 轨道安装

选取6段，每段12 m长H200×200型钢作为龙门架轨道，两侧分别通过预留螺栓固定在7.00 m层钢筋混凝土梁上，每侧3段，合计36 m，基础中心线间距6.2 m，用轨道压板固定在H型钢中心，确保轨道稳固，金属管道安装一段轨道拆除一段移到末尾，以此类推。

3.2.4 移动式龙门架安装

根据现场安装空间及金属管道直径及力学计算，采用H200×200型钢焊接移动式龙门架，其尺寸为4 m(长)×6.2 m(宽)×5.5 m(高)，上部中间垂直于轨道方向焊接一根横梁，4个脚均设置直径为200 mm的行走滑轮，安装在轨道上(图2)。

图2 移动式龙门架安装

将2个5 t电动葫芦安装在横梁上，间距为金属管道外径宽度，直接固定，用于金属管道垂直运输；2个3 t手拉葫芦安装到平行于轨道梁上，用于金属管道水平运输。

3.2.5 金属管道支座安装

管道支座分为固定支座及滑动支座，支座零件下料匀称，连接部位弧形要与金属管道相称，接触面达到90 %以上。滑动支座与其底座的尺寸必须吻合，辊轴的长度及与挡板的间隙符合设计要求。固定的直接放在混凝土梁上预埋螺栓上，滑动的支座下方有滑动轮，滑动的支座包括：箱形底板、滑动柱、箱形盖板，金属管道支座门。滑动支座安装顺序，箱形底板-滑动柱-箱形盖板-管道支座；支座安装均借助移动式龙门架进行提升和来回移动矫正。

3.2.6 金属管道卷制

(1)依据施工详图进行放样，采用油漆写明工序号、构件编号、规格、数量、各种加工符号及材质，号料划线样板上标明其断面及方向。(2)根据管径大小制作矫圆板，弧长为管道周长的1/6～1/4，卷管表面应避免机械损伤，有损伤部位应修补磨平，使其圆滑过渡，修磨处的深度小于板厚的1/10。(3)组对在搭建的钢平台上进行，先组对单节金属管道，根据定位板进行初步组对，然后使用矫圆板进行矫圆。(4)卷管端面与中心线的垂直偏差不能大于管子外径的1 %，且不大于3 mm，平行度偏差不得大于1 mm/m。(5)卷制好后点焊固定，分布均匀，长度为10～15 mm。每段金属管道长度为3 m。(6)卷管焊接采用手工电弧焊，分段对称施焊。为保证焊接质量，金属管道纵缝两端须焊上印弧板和引出板，规格同母材，规格不小于80 mm×150 mm。管道焊口组对如图3所示。

图3 金属管道焊口组对

3.2.7 除锈及涂装

(1)除锈采用喷射除锈Sa2.5纹，完全除去金属表面的油脂、氧化皮、锈蚀产物等一切杂物，可见阴影条纹、斑痕等残留物不得超过单位面积的5 %；钢结构在除锈前先进行表面处理，清除毛刺、焊渣、飞溅物、氧化铁皮等物。涂漆施工应严格按图纸设计说明的油漆名称、漆膜厚度、遍数进行施工。漆装时不能在雨天进行，(露天)涂漆尽量采用喷涂以提高工作效率和保证涂装质量。当采用手工涂刷时，应用滚刷进行涂刷使其均匀。现场焊缝两侧各50 mm范围内不涂漆，待施工完毕后再补涂，在相对湿度大于85 %和表面结露时不得涂装。(2)涂装前需对涂料及颜色进行检查，合格后才能使用；高温油漆须复验合格后方可使用。(3)金属管道表面采用400 ℃高温油漆进行防腐处理，干膜厚度为110 μm。

3.2.8 金属管道安装

(1)每段金属管道通过拖车运输至厂房安装位置下部，经过力学计算后在金属管道两侧分别焊接两个吊耳，分别用钢丝绳子挂在吊耳上。移动式龙门架上方电动葫芦放挂钩在挂金属管道钢丝绳位置，垂直提升金属管道，将其从地面提升至7 m管道安装层平台，再来回移动龙门架确保金属管道安装前后就位。移动电动葫芦挂钩确保金属管道左右对中，安装时应确保焊缝不在支座上，与环向箍的间距大于50 mm，待支座、轨道及移动式龙门架布置完成后，进行管道安装。首节管道在中部位置设置临时支撑，支撑需调平。(2)基础梁标高为-1.0 m，在基础土方回填时充分考虑金属管道运输，回填至-1.0 m，梁下部实际净空为6.7 m，金属管道直径5.2 m，拖车高度1 m，则金属管道可通过厂房端部直接从地面运输至安装轴线正下方，使用移动式龙门架将其提升移动至安装位置。(3)采用移动式龙门架上的电动葫芦调整金属管道的高低，使其与管道支座平齐，将其放置在支座与临时支撑上，然后调节其位置与尺寸，临时固定。(4)移动式龙门架调节金属管道位置，用电动葫芦调节管道使其水平，然后再用3 t的手拉葫芦调节左右间距，组对完成后进行焊接，后续管道使用相同方法进行安装。移动式龙口架吊装管道如图4所示。

图4 移动式龙门架吊装管道示意

3.3 施工注意事项

金属管道组对焊缝位置应沿纵向中心线安装卡具，间隔约600 mm一副，并设置管口临时支撑，再进行焊接作业。金属管道焊接及支座环向箍安装与组对成流水作业，安装工作完成，焊接与环向箍紧随着完成，焊接完成后进行煤油渗透检测，合格后进行下一步工序施工。

安装过程中为保证圆弧的弧度，在内侧设置硬性支撑，安装过程中为保证圆弧的弧度，在内场设置硬性支撑。

4 结束语

通过现场制作金属管道，在安装层钢筋混凝土结构梁上铺设轨道，其上设置临时移动龙门架吊装的方法进行安装的方法，缩短了工期，提高了安装效率，确保了施工安全及施工质量，同时节省了较大费用，为类似冶金项目的金属管道安装提供了较好的参考。