摘 要：在某多套管換熱器改造施工過程中，結合設備特點和施工環境狀況，通過對不同施工工藝的比較分析，選擇了一種勞動強度低、施工效率高的內穿法施工工藝。并對施工過程中的關鍵工藝步驟進行詳細介紹。
    關鍵詞：多套管換熱器安裝施工工藝
    中圖分類號:TU833   文獻標識碼:B   文章編號:1002-3607（2010）05-0022-02
    1.設備及工程概況
    某氧化鋁廠溶出工序先后投用四套單管換熱器，每套單管換熱器封閉布置在一個六層管架的保溫廠房內，自上而下為一至六級，每級6程套管。每程加熱器內管長度80米，規格φ273.1×13㎜，輸送介質為氧化鋁原礦漿；外管長度81米，規格φ325×10㎜，介質為加熱用溶出二次蒸汽；套管端部采用U形彎管將各程內管依次連接。2009年下半年，根據工藝要求對三系列單管換熱器進行改造。改造方案為：
    1、一至三級由單套管換熱器改為四套管換熱器，每級由六程套管改為四程；2、外管規格改為φ530×10㎜，內管規格改為φ168×9㎜，每程內外管長度均為80米；3、如圖1所示，內管端部采用堵頭與外管相連，外管端部通過φ530×φ325錐管變徑后采用法蘭與φ325×10㎜，R=1000㎜U形彎管連接。
               
    2.工程特點
    1、根據生產安排，每次隔離出一至二級單套管進行改造，其余套管正常運行，改造施工不能對原套管廠房結構和正常工作的套管進行破壞，施工過程中拆除和新安裝的管道只能從東西兩山墻原設計的電動推拉門中水平送出送入，而兩側山墻外側9米處各有一道管架，施工場地狹小。
    2、換熱器正常工作溫度90℃～173℃，施工環境溫度高。
    3、套管長度80米，且4根內管需按圖2所示安裝在支承架上，內外管組合難度大，內管間距60mm，焊接位置小。
               
    4、根據設計要求，內、外管對接焊縫分別進行100%射線檢測和100%超聲檢測，并應進行焊后消除應力熱處理，及10.35Mpa和1.69Mpa水壓試驗，施工程序多，技術要求高。
    5、如圖1所示的套管端部堵頭內側與內管連接角焊縫按正常施工工藝無施焊位置。
    6、三級套管改造總工期60天，施工要求工期緊。
    3.施工工藝選擇
    在工程招標階段，邀請三家冶金建設公司進行投標。其中兩家建設公司施工方案為先安裝內管后套入外管的外套法施工工藝，一家建設公司方案為先安裝外管后穿入內管的內穿法施工工藝。
    3.1外套法施工工藝
    主要施工工序為：穿管、焊接用安裝平臺制作→原有套管拆除→組對焊接內管→內管RT檢測、熱處理、水壓試驗合格→用十字支架和φ10㎜圓鋼將4根80米內管固定為一體→單管廠房加掛葫蘆將內管整體吊起→外管放置于穿管安裝平臺→套入外管→外管組焊、探傷、熱處理→堵頭焊接→外管水壓試驗→安裝錐管及法蘭→連接預制好的U型彎管→蒸汽進管、冷凝水管等附屬管道安裝→安裝平臺拆除。
    3.2內穿法施工工藝
    主要施工工序為：安裝平臺制作→原有套管拆除→外管坡口加工及管內支撐焊接→外管組焊→外管探傷、熱處理、水壓試驗→外管固定→內管放置于安裝平臺→使用卷揚、轉向滑輪向外管內穿入內管→在外管端口外側組對組焊下一根內管→內管焊口探傷、熱處理→拉入下一根內管→至內管穿管完成→堵頭焊接→安裝變徑錐管及法蘭→連接預制好的U型彎管→內管水壓試驗→外管水壓試驗→附屬管道安裝→安裝平臺拆除。
    3.3施工工藝選擇
    外套法施工具有作業面大，組對、檢測方便等優點，但勞動強度高，施工效率低，且大部分作業需在廠房內進行，施工條件惡劣，同時套入外管時極易劃傷管道內壁；內穿法施工具有省工省時、廠房內工作量少、作業條件好等優點，但施焊位置小、作業面不易展開，同時內管檢漏不便。綜合考慮，選擇內穿法施工工藝。
    4.施工過程及關鍵施工工藝
    4.1施工輔助措施
    1、對暫不施工的其它套管全部進行絕熱保溫處理，同時在施工過程中打開廠房兩端大門，降低施工環境溫度。
    2、在西側山墻外搭建臨時平臺，在平臺上進行接管、焊接及向廠房內穿管。
    4.2外管施工
    在平臺上組對并逐節拉入廠房，或在廠房內進行焊接及探傷、熱處理。
    4.3內管施工
    采用圖3所示穿管工藝。為保證施工作業面，每級4程套管同時施工。在4程的外管安裝完成后，首先安裝每程套管如圖2所示的1、2號兩根內管。在每根內管首節內管拉入時，將其頭部縮口加工為錐頭，以保證穿管順利。每節內管拉入后，其尾部管口均留在外管端口外600mm處與下一節內管組對焊接，待4程套管的上層第1、2號內管的第一道焊口全部組焊完成后，統一進行射線檢測和熱處理，射線檢測合格并熱處理完成后拉入第二節內管，然后在外管端口外600m處同第三節內管組焊。直至4程套管的上層8根內管全部焊接及熱處理和射線檢測完成后，采用同樣方法安裝下層8根內管。
               
    采用上述方法，因為每次只同時焊接每程套管的1、2號或3、4號兩根內管，基本可保證焊口的施焊位置，如有必要，在焊接時也可適當轉動內管，在使用X射線機外透法檢測時，內管也只需轉動較小的角度。在工序和人員安排上，一般將內管組焊班組安排為白班，每班完成8道管口的組對、焊接，射線檢測和熱處理班組安排為夜班，每班完成8道管口的檢測和熱處理。當然，為保證施工進度，也可安排白班完成10或12道管口的組焊，夜班完成相應數量管口的檢測和熱處理。此時，將有一程或兩程套管需同時組對4根內管，即1、2、3、4號內管同時組焊，會增加焊工施焊及射線機頭的擺放難度，為此，在施焊到焊接死角位置或X射線無法透照時，應將內管進行轉動。4.4堵頭內側角焊縫的焊接為保證如圖1所示焊接堵頭內側與內管連接角焊縫的焊接，可采用半管結構。半管結構是預先縱向剖開的一節450mm長的外管，分上下兩部分，安裝在套管端部堵頭內側。在堵頭與外管組對時，先將外管長度減短900mm（即79.1米），在每程套管兩端外管與堵頭之間預留450mm間隙，待堵頭內側角焊縫焊接完畢后，將半管上下兩部扣入，焊接半管與外管之間環縫及半管拼接焊縫。
    4.5內管水壓試驗
    為方便檢漏，內管水壓試驗水壓試驗在半管結構扣入前進行。
    5、結束語
    在多套管加熱器施工過程中，內穿法施工具有勞動強度低、施工效率高、穿管時不劃傷管壁等優點，特別是在高溫生產條件下的多套管改造工程中，內外管的組對焊接以及套管端部堵頭、法蘭、彎管的安裝等大部分工作均可在套管廠房外進行，極大地改善了施工作業條件，應優先選擇。而內穿法施工的難點和關鍵控制點在于保證內管施焊的作業空間。在該多套管加熱器施工過程中，通過對安裝工藝的正確選擇，和對內穿法施工關鍵施工工藝的設計和現場控制，確保了施工工期和施工質量，取得滿意效果。