洁净室工艺冷却水管道带压开孔施工方案分析
四川华锐净化 2019-04-05 22:05:16 阅读
摘 要：文章首先分析了带压开孔技术内容，而后再围绕烧穿、裂纹、污染等方面阐述了洁净室工艺冷却水管道带压开孔具体实施方案。
一、解读带压开孔技术
所谓带压开孔实则是指管线系统有压力且不停输的情况下实施管道开孔的过程。具体来讲，带压开孔正式操作前需在开孔处焊接带压开孔管件并安装全通径球阀（阀门），随后又在带压开孔器的利用下对不停输管道与设备完成带压开孔。完成安装后，试验检测已安装阀门、管件等处的强度与泄露情况。通过测试且合格后，应在阀门出安装带压开孔器，其能够依靠带压开孔器的前端部件低速切割在线管道，即对其实施开孔处理；完成开孔后，应清理退出的刀具以及开孔残片，确保阀门内无杂质后，才能正式关闭阀门。最后再钻机联箱中实施泄压操作并将带压开孔器拆除，再一次进行清理，如此操作才算完整的开孔作业（如：图1）。二、探究带压开孔在洁净室工艺冷却水管道中的施工方案
一般性开孔使用范围如下：
旁路管径小于等于DN750；操作压力小于等于3Mpa；管道壁厚与被开孔设备均大于等于5mm；操作温度维持在5―250℃范围内（如：表1）。
从上表反映出的各个参数可知，基本满足带压开孔总体使用要求（如：图2）。
（一）烧穿
焊接管道环节，原有温度会持续上升，紧接着管道发生一定程度的形变。当管道表壁剩余壁厚、焊接熔化程度等难以承受住管理压力以及焊接应力所发挥的共同作用力之时，管道便会出现穿线焊穿问题。此类问题一经出现，会迅速提升安全风险。基于此，具体焊接操作应全面考虑到剩余壁厚、焊接位置、管内压力和焊接深度等内容。焊接管道前，应掌握焊接的位置和焊接方向，并做好放线与标记。具体安装环节应使用到测厚仪用于测量开孔处的管壁厚度。查阅有关资料可知管道带压焊压力的计算公式：
P=2fs （T-C）÷D×F （1）
式中，管道允许的带压施焊压力为P，MPa；管材最小屈服极限为fs，Mpa；焊接处管道的实际壁厚为T，mm；因焊接所引起的壁厚修正值为C，多数为2.4mm；安全系数为F；煤气管道取值0.5。
首先确定焊接位置。带压开孔位置具有变动性，具体选择时，应确保所选开孔位置符合操作便捷的要求，基本不对周围环境造成影响；直管段为最佳选择，其能保障接管后流量均匀分流；尽可能的规避焊缝开口区域；缩减洁净室内气流污染带来的影响。
其次确定焊接深度。经带压焊接计算公式计算后确定焊接深度。查阅相关文献，焊接温度大于982℃易出现烧穿问题。具体操作环节，常用低氢焊条，因该类型焊条几乎达不到上述温度，即意味着能降低焊接烧穿出现概率。
然后确定管内压力。焊接环节，熔化母管不断深入，不断显现内部介质作用力之于管道的破坏。结合相关实验数据，于低碳钢管道来讲，当压力在6.4MPa以下，且焊接的深度控制在管壁厚1/2范围内便不会出现焊接烧穿问题。多数时候焊接的深度应围绕壁厚的1/3―1/2进行考虑。
最后确定管内介质。焊接操作开始前，应当全面考虑在线管道内流体涉及到的介质，针对一些物质在受热后会产生分解、变质等反应，应改变带压开孔方式。诸如：机械外接式带压开孔或者冷冻式带压开孔。
此次工艺冷却水管道采用的是DN300型无缝钢管，7.5mm壁厚，0.4MPa内部管道压力，所用介质为自来水，避免受热后内部介质产生分解。且有助于降低焊接烧穿，维护开孔作业安全。
（二）裂纹
焊接环节，在线管道当作焊接钢管，此时开孔位置正好对应焊缝处，而焊接的质量以及原管道质量均会影响到开孔质量，尤其在具体开孔焊接操作之时，原应力会随着温度升高而不断扩散，由此便产生管道裂纹风险。
（三）污染
一般情况下，带压开孔焊接常会使用到电弧焊接的方式，该种方式不仅稳定性好、轻度高，且速度快，同氩弧焊接相比连接更牢靠。洁净室施工阶段，因焊接操作产生的烟气颗粒会严重危及洁净室安全，为了防止烟气大面积扩散，在施工操作开始前应设置焊接小室，目的在于科学控制烟气。焊接之时还应做好交底工作，只有足够了解焊接工艺要求和焊接方案，才能有效提升焊接速度。
（四）闷车
所谓闷车实际指的是开孔操作环节带压开孔器无法正常运转，尤其当在线管道的硬度偏大时，最易出现此类问题。除此之外，开孔尺寸过大容易增大�_孔器切割扭矩阻力，即无法顺利完成管道切割操作，进而产生闷车问题。此类问题一旦出现，切不可立马停止开孔操作，正确做法当时缓慢加大液压系统压力，再缓慢开展切割操作。若开孔中涉及到的孔径偏大，便应当遵循开孔器的具体要求，控制好开孔尺寸，即满足开孔器允许的范围。
（五）泄漏
在开孔过程中，在焊接面、法兰、阀门处易出现泄漏。此时的危险非常高。因此，在开孔前，应严格检查焊接短管与在线管道的焊接质量，管道连接、垫片、螺栓等。接出段的压力测试不得减少，同时观测压力情况。确保整个开孔过冲的密封。
三、总结
综上所述，现阶段带压开孔技术在洁净室工艺冷却水管道中的应用已非常成熟，尤其针对在线扩充工程以及抢修工程中发挥出的优势更加明显。洁净室本属于非常完整的一个工程系统，在未应用带压开孔施工方前，传统形式的主管道开孔需在停机状态下完成开孔，这样一来易严重影响到洁净室内洁净度、温度以及湿度，并延缓回复过程，进而造成非常大的资源损耗。自应用带压开孔施工操作后，有效降低了开孔阶段对洁净室系统功能造成的各种影响，为确保开孔安全，务必按照要求一步步推进。
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