管道坡度变化后如何修改管件角度

郭强、张健、王教一

一摘要

在工厂运行中，各类压力管道坡度的合理设置可以保证管道内介质的流动和排放，所以说在安装组对工作中，在不影响管段尺寸、焊缝美观及质量的前提下，准确找出弯头角度，然后组对、焊接出符合压力管道设计坡度的管段，对工厂的稳定运行起着不可忽视的作用。当出现采购的标准件管件角度与设计不符的情况时，基于成本和时间的因素，经过业主和管件厂家认可，我们决定自行修正特殊角度弯头，通过在实际组对过程中的不断摸索、并结合软件进行放样及对各个质量点的把控，基本实现了自行修改管件角度的目标。

二关键词

弯头 角度 焊接 坡度 放样

三引言

管道坡度通常是指管道两端高差与两端之间长度的比值。在工厂预制及现场安装时，针对不同管道内介质的特性，加工出符合设计要求并能保证介质在管道内顺畅流动的弯头等管件的角度后，与管道进行组对焊接。新世纪随着全球环境保护意识的提高，传统的火力发工厂逐渐被许多国家限制，风力、水力、光伏等清洁、可再生能源发工厂逐渐被许多国家认可并大力发展，习总书记更是高瞻远瞩提出了今后不再发展海外火电项目。光热，光伏，地热等项目现在已经成为基建单位在海外的重要业务发展方向，因此，管道中的介质在传统的水、油、蒸汽基础上又迎来了新朋友-熔盐。熔盐作为一种常用的液态热载体，具有很高的热容量和传导性能，可以在高温下保持稳定运行，但是属于粘度较大及含有固体颗粒等不易流动的介质，必须设计成较大的坡度以保证流动，因为粘度较大的介质对浅坡度的管道有较大的摩擦力，影响流动，较大坡度能降低阻力，保持流速和流量稳定。同时坡度不能盲目的追求流速，需考虑到管道的使用寿命和成本等因素，一定要按照设计角度准确安装。坡度设置的太小会造成管道易堵，坡度设置的太大则可能增加管道磨损及影响生产成本，因此，应兼顾各方面因素，以达到经济、合理、高效的目的。为了保证介质能在管道中高效的流通，在安装中对管道坡度的准确把控-即对弯头等管件的角度加工、坡口加工、组对间隙控制等显的尤为重要。

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四正文

在承接海外某光热工程时，我们遇到业主指定设计方为西班牙某设计院，出图慢，效率低下，更改繁复。由于与业主方签订合同工期较短（中资公司海外项目两大竞争利器，一是工期短，二是价格低），如果等待设计院出全图纸，完成所有更改再定制管件，设备，将不能在合同工期内完成施工，工程造价也会大大提升，于是参照以前火电施工经验，提前定购了大量90°弯头和部分设备。然而，传统火力发电厂中的四大管道，其内部介质主要以水、蒸汽为主，这两种介质在管道中流动时与管道产生的摩擦力较小，易流动，不易出现堵塞管道、积聚污物等问题，适合浅坡度管道设计，一般管道坡度在3/1000~10/1000之间，通常在5/1000左右，这种情况只需在90°弯头等管件与管道组对时稍微打磨管件和管道的坡口，达到安装，设计要求即可。在光热项目中，因涉及到了熔盐管道，其粘度较大且含有固体颗粒等不易流动的物质，它所使用的管道不适用于传统的浅坡度设计，因其对管道有较大的摩擦力，影响流动，容易出现堵塞等问题，所以设计院的熔盐管道设计坡度约在50/1000左右以保证流动，比较以往火电项目管道坡度增大十倍左右，需要对标准管件进行大范围的角度调整，对应的弯头角度在87.1°，属于非标准件。这样定制的大量90°弯头无法安装，供应商完全按照订货要求加工没有责任，返厂加工，往返时间太长；另外订货生产，加工好角度的方法也因生产周期长、采购成本高等原因不适用。正因如此，我们在征得业主和管件厂家的认可后，制定了基于90°弯头自行进行特殊角度加工修正的方案，现场加工对应管道的特点，发现问题及时调整，保证角度、组对的高合格率。弯头角度修正，并不是简单的把弯头一侧的接触面更改一下即可，而是需要在弯头延伸出的弯曲半径上修正整个管件的弯曲角度。90°弯头根据其所在管道位置及对应坡度计算出所要加工的弯头角度，通过软件放样并结合实际情况在管件上画出基准线，同时根据管件管径大小用不同的设备进行切割，后用坡口机加工出符合标准的坡口。过程仅需操作切割机和坡口机，操作简单，速度快。经过项目初期几个弯头的实践摸索，结合软件放样，根据不同坡度下的弯头角度所对应内外弦长，搭配制作好的工装后逐渐找到了加工特殊角度弯头的窍门，使得一次成品合格率有了很大的提升。

修改方案：

以90°长半径OD273*12.7的弯头，切割成87.1°为例，首先确认弯头信息，如下所示：：

弯头外径273mm 壁厚12.7mm 长半径弯头弯曲半径    

R=通径*1.524=250*1.524=381

OD219*12.7 90°长半径弯头切割87.1°单位：mm

序号	弯头	外弧	内弧	外弦	內弦
1	90°	813	384	732	346
2	87.1°	787	372	713	337

得到这几个关键数据后，算出90°弯头与87.1°弯头在尺寸上的差，将尺寸在实物上进行画线，进行尺寸复核，无误后进行下一步的切割工作。所有管道和管件的坡口形式需按照技术文件执行，文件中对于不同管径、不同壁厚下的管道、管件坡口有着明确规定，须严格参照实施

在现场从实际组对、焊接角度出发，结合实践经验，对应一个管径制作出相应的管件改装工装，既能尽量减少管段组对时的间隙误差，根据现场生产进度，制定优先级，同时对加工管件时产生的小问题要及时处理，在质量把控中发现的不利因素也能及时纠正，在保证产品质量的前提下，一定程度上节约了人工和时间成本，加快了进度，弥补了损失。

五结论

针对不同系统的不同坡度要求，先通过软件放样得出相应数据后，进行实物画线，集中验收复核画线尺寸，再进行切割，然后再根据不同的管径壁厚选用不同的坡口机按要求打磨坡口，对完成的坡口面全部进行渗透或磁粉检验，严格执行这些质量控制措施后，使得角度切割的一次合格率以及管段验收的合格率有了明显提升。

随着更多更好的新型热载体介质加入到发电厂这个大家庭中，由它们主导的工程不断完工、交付、运营，在过程中发现的新问题和改善的新方法都将是我们宝贵的经验。就如管道坡度的精准度在不断的受到关注与重视，其对工厂运行的稳定、高效起的作用也越来越不可忽视。各类新介质材料对基建公司施工也是一个新的挑战，在后续工作中需要不断积累经验，完善工作流程、加大质量把控，凝心聚力，自我超越，将进一步提高交付的产品质量，为国家海外事业提升竞争力增砖添瓦。