淺析受限空間大型金屬管道的安裝工藝

盧華林, 劉 勁

(中國五冶集團有限公司, 四川成都 614000)

在冶金工程中，大型金屬管道安裝是在廠房主體結構全部完成后進行的，其施工場地狹窄，空間有限，吊車無法進入，安裝難度極大，且在其安裝完成后，后續還有一系列施工工序，故此項工作是冶金工程中的一個重點和難點工序。

1 工程概況

某車間中大型金屬管道為其生產工藝中的重要組成部分，生產車間基礎梁標高為-1.0 m，安裝管道所在梁標高7.0 m，上部為12.6 m，柱間縱距、橫距均為7 m。大型金屬管道外徑為5.2 m，由壁厚12 mm鋼板卷制而成，全長240 m。而管道是在主體框架基本完成的情況下安裝的，上部存在土建施工，有垂直交叉作業，且位于高空安裝，垂直運輸難度大，水平運輸距離長，后續工序多，工期較為緊張。

2 工藝原理

結合現場特點，將大型金屬管道分段，現場采用開平板卷制，分段運輸、分段吊裝、分段焊接而成。

吊裝采用行走滑輪、H型鋼制作移動式龍門架軌道安裝結構，結合電動葫蘆、手拉葫蘆提升安裝。分段大型金屬管道由汽車運輸至待安裝位置下部，同時移動式龍門架通過軌道移動至需接長部位，再將安裝金屬管道通過移動式龍門架垂直運輸至安裝位置，現場焊接接長。

3 安裝工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

支座制作：

圖1 施工工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 硬防護隔離層搭設

管道安裝層上部存在土建施工，為加快施工進度，做好安全防護，故需在上部進行硬防護隔離層搭設，采用腳手架鋼管按縱橫向600 mm×600 mm鋪設，用扣件將其固定，其上部鋪設150 mm×150 mm水平兜網，再鋪設1 200 mm×1 800 mm的模板封堵嚴實，不留死角，形成穩固的硬防護。

3.2.2 安裝施工走道平臺

為方便施工，在安裝平臺層外側設置鋼結構走道平臺，平臺兩側用20 a槽鋼做底座，上鋪花紋鋼板，安裝高度為7.0 m,寬度0.8 m，長度與金屬管道同長。

3.2.3 軌道安裝

選取6段，每段12 m長H200×200型鋼作為龍門架軌道，兩側分別通過預留螺栓固定在7.00 m層鋼筋混凝土梁上，每側3段，合計36 m，基礎中心線間距6.2 m，用軌道壓板固定在H型鋼中心，確保軌道穩固，金屬管道安裝一段軌道拆除一段移到末尾，以此類推。

3.2.4 移動式龍門架安裝

根據現場安裝空間及金屬管道直徑及力學計算，采用H200×200型鋼焊接移動式龍門架，其尺寸為4 m(長)×6.2 m(寬)×5.5 m(高)，上部中間垂直于軌道方向焊接一根橫梁，4個腳均設置直徑為200 mm的行走滑輪，安裝在軌道上(圖2)。

圖2 移動式龍門架安裝

將2個5 t電動葫蘆安裝在橫梁上，間距為金屬管道外徑寬度，直接固定，用于金屬管道垂直運輸；2個3 t手拉葫蘆安裝到平行于軌道梁上，用于金屬管道水平運輸。

3.2.5 金屬管道支座安裝

管道支座分為固定支座及滑動支座，支座零件下料勻稱，連接部位弧形要與金屬管道相稱，接觸面達到90 %以上。滑動支座與其底座的尺寸必須吻合，輥軸的長度及與擋板的間隙符合設計要求。固定的直接放在混凝土梁上預埋螺栓上，滑動的支座下方有滑動輪，滑動的支座包括：箱形底板、滑動柱、箱形蓋板，金屬管道支座門。滑動支座安裝順序，箱形底板-滑動柱-箱形蓋板-管道支座；支座安裝均借助移動式龍門架進行提升和來回移動矯正。

3.2.6 金屬管道卷制

(1)依據施工詳圖進行放樣，采用油漆寫明工序號、構件編號、規格、數量、各種加工符號及材質，號料劃線樣板上標明其斷面及方向。(2)根據管徑大小制作矯圓板，弧長為管道周長的1/6～1/4，卷管表面應避免機械損傷，有損傷部位應修補磨平，使其圓滑過渡，修磨處的深度小于板厚的1/10。(3)組對在搭建的鋼平臺上進行，先組對單節金屬管道，根據定位板進行初步組對，然后使用矯圓板進行矯圓。(4)卷管端面與中心線的垂直偏差不能大于管子外徑的1 %，且不大于3 mm，平行度偏差不得大于1 mm/m。(5)卷制好后點焊固定，分布均勻，長度為10～15 mm。每段金屬管道長度為3 m。(6)卷管焊接采用手工電弧焊，分段對稱施焊。為保證焊接質量，金屬管道縱縫兩端須焊上印弧板和引出板，規格同母材，規格不小于80 mm×150 mm。管道焊口組對如圖3所示。

圖3 金屬管道焊口組對

3.2.7 除銹及涂裝

(1)除銹采用噴射除銹Sa2.5紋，完全除去金屬表面的油脂、氧化皮、銹蝕產物等一切雜物，可見陰影條紋、斑痕等殘留物不得超過單位面積的5 %；鋼結構在除銹前先進行表面處理，清除毛刺、焊渣、飛濺物、氧化鐵皮等物。涂漆施工應嚴格按圖紙設計說明的油漆名稱、漆膜厚度、遍數進行施工。漆裝時不能在雨天進行，(露天)涂漆盡量采用噴涂以提高工作效率和保證涂裝質量。當采用手工涂刷時，應用滾刷進行涂刷使其均勻。現場焊縫兩側各50 mm范圍內不涂漆，待施工完畢后再補涂，在相對濕度大于85 %和表面結露時不得涂裝。(2)涂裝前需對涂料及顏色進行檢查，合格后才能使用；高溫油漆須復驗合格后方可使用。(3)金屬管道表面采用400 ℃高溫油漆進行防腐處理，干膜厚度為110 μm。

3.2.8 金屬管道安裝

(1)每段金屬管道通過拖車運輸至廠房安裝位置下部，經過力學計算后在金屬管道兩側分別焊接兩個吊耳，分別用鋼絲繩子掛在吊耳上。移動式龍門架上方電動葫蘆放掛鉤在掛金屬管道鋼絲繩位置，垂直提升金屬管道，將其從地面提升至7 m管道安裝層平臺，再來回移動龍門架確保金屬管道安裝前后就位。移動電動葫蘆掛鉤確保金屬管道左右對中，安裝時應確保焊縫不在支座上，與環向箍的間距大于50 mm，待支座、軌道及移動式龍門架布置完成后，進行管道安裝。首節管道在中部位置設置臨時支撐，支撐需調平。(2)基礎梁標高為-1.0 m，在基礎土方回填時充分考慮金屬管道運輸，回填至-1.0 m，梁下部實際凈空為6.7 m，金屬管道直徑5.2 m，拖車高度1 m，則金屬管道可通過廠房端部直接從地面運輸至安裝軸線正下方，使用移動式龍門架將其提升移動至安裝位置。(3)采用移動式龍門架上的電動葫蘆調整金屬管道的高低，使其與管道支座平齊，將其放置在支座與臨時支撐上，然后調節其位置與尺寸，臨時固定。(4)移動式龍門架調節金屬管道位置，用電動葫蘆調節管道使其水平，然后再用3 t的手拉葫蘆調節左右間距，組對完成后進行焊接，后續管道使用相同方法進行安裝。移動式龍口架吊裝管道如圖4所示。

圖4 移動式龍門架吊裝管道示意

3.3 施工注意事項

金屬管道組對焊縫位置應沿縱向中心線安裝卡具，間隔約600 mm一副，并設置管口臨時支撐，再進行焊接作業。金屬管道焊接及支座環向箍安裝與組對成流水作業，安裝工作完成，焊接與環向箍緊隨著完成，焊接完成后進行煤油滲透檢測，合格后進行下一步工序施工。

安裝過程中為保證圓弧的弧度，在內側設置硬性支撐，安裝過程中為保證圓弧的弧度，在內場設置硬性支撐。

4 結束語

通過現場制作金屬管道，在安裝層鋼筋混凝土結構梁上鋪設軌道，其上設置臨時移動龍門架吊裝的方法進行安裝的方法，縮短了工期，提高了安裝效率，確保了施工安全及施工質量，同時節省了較大費用，為類似冶金項目的金屬管道安裝提供了較好的參考。