CN106834597A - 一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法 - Google Patents

一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，是提前在氧枪阀门站管道安装前进行施工策划，将异种材质的堵火器与供氧管连接方式进行转换，利用设备厂家的制造优势，将堵火器两端转换成法兰连接或同种材质管道的焊接形式，保证了现场供氧管道的连接质量，其施工步骤为：一、管道BIM建模；二、堵火器连接设计；三、阀门站管道安装；四、管道的吹扫和试压，此方法降低氧枪阀门站管道施工和设备运行的安全风险，提高了工作效率。

Description

一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法
技术领域
本发明属管道施工方法，尤其是涉及一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法。
背景技术
在炼钢过程中吹以高纯度氧气，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应，不但降低了钢的含碳量，还有利于清除磷、硫、硅等杂质且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度，因此，吹氧不但缩短了冶炼时间，同时提高了钢的质量，而转炉炼钢通常采用氧枪***进行供氧，而每套氧枪设备均配有氧枪阀门站，为防止氧枪在炼钢吹炼过程中出现回火危险，在氧枪阀门站管道进口处和氧枪设备供氧金属软管前均设有阻火器，以防止外部火焰窜入管道内或阻止火焰在管道间蔓延，阻火器通常采用铜T2材质，而阀门站供氧管道材质通常为06cr19Ni10，为保证管道***对接质量，管道焊接对接处在焊接前和焊接后均需进行热处理，而两种材质熔点和热传导系数相差大，相同的热处理温度容易使工件焊接后产生冷隔缺陷，影响氧气管道的安全运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，实现异种材质管道对接工作，降低氧气管道运行安全风险，保证工程施工的进度。
为实现上述目的，本发明提供一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，其特征在于：在氧枪阀门站管道安装前进行施工策划，将异种材质的堵火器(3)与供氧管连接方式进行转换，利用设备厂家的制造优势，将堵火器(3)两端转换成法兰(5)连接或同种材质管道的焊接形式，保证了现场供氧管道(1)的连接质量，降低施工风险，提高了工作效率；
其施工步骤为：一、管道BIM建模；二、堵火器连接设计；三、阀门站管道安装；四、管道的吹扫和试压；
其中：
一、管道BIM建模
根据氧枪阀门站管道施工图纸和设计规范对氧气管道施工布置的技术要求，采用BIM建模方式模拟出供氧管道(1)布置立体效果图，核实管道、设备就位位置符合图纸和规范要求后，确定氧枪阀门站各段供氧管道(1)的长度尺寸；
二、堵火器连接设计
通常氧枪阀门站供氧管道(1)设计是在总管控制阀门(2)后和氧枪设备(6)连接前的供氧管道(1)各设置一个堵火器(3)；为避免现场出现异种材质的焊接工作，对两不同位置的堵火器(3)与设备厂家沟通，将设备修改成以下方式进行供货：总管控制阀门(2)后的堵火器(3)设计成一端直接通过连接法兰(5)与总管控制阀门(2)配对连接，另一端接长200mm的接长短管(4)，接长短管(4)与供氧管道(1)同材质；氧枪设备(6)连接前将堵火器(3)设计成两端各接长200mm的接长短管(4)，接长短管(4)与供氧管道(1)同材质；采用上述设计是利用设备厂家的装备和生产环境，将异种材质的堵火器(3)与供氧管道(1)焊接形式转换成法兰(5)连接或同材质供氧管道(1)焊接形式，避免现场焊接热处理条件不足影响，确保了异种材质供氧管道(1)的连接质量；
三、阀门站管道安装
1)对到货重新设计的堵火器(3)和预制的供氧管道(1)在安装前进行管道外观、尺寸及脱脂质量等检查，确认符合要求后进行下步安装工作；
2)阀门站供氧管道(1)安装顺利以总管控制阀门(2)为起点向氧枪设备(6)方向依次进行，以控制堵火器(3)安装位置精度，如就位位置不符可对供氧管道(1)长度进行局部修整；总管控制阀门(2)后采用一端通过设置的法兰(5)与总管控制阀门(2)法兰进行螺栓连接，另一端采用设置的接长短管(4)直接与供氧管道(1)焊接；氧枪设备(6)前堵火器(3)直接采用两端设置的接长短管(4)分别与供氧管道(1)焊接；
3)管道对接时，采用管道对接快速定位装置，该定位装置已申请名称为“管道对接快速定位装置”专利，专利号为ZL201220197828.7，该方法本文中不再做详细叙述，将需要对接的堵火器(3)的接长短管(4)与供氧管(1)，放置在定位装置的上定位板(7)和下定位板(8)的圆弧形板之间，两根对接供氧管(1)之间，为减少焊缝收缩预留1～2mm对接间隙，拧紧紧固螺栓(9)使两根对接供氧管(1)卡紧在上定位板(7)和下定位板(8)的圆弧形板之间，此时，两根对接供氧管(1)的中心轴线重合，然后再对接供氧管(1)内填充氩气，采用焊接机具对应通过上定位板(7)和下定位板(8)的顶部、底部的通槽对供氧管(1)接口进行焊接，当焊缝达到一定长度和强度后，拆除本供氧管(1)对接快速对口装置，继续进行其余焊缝焊接，依次类推完成其他供氧管道(1)的连接工作，焊接完毕后根据规范及设计要求进行焊缝无损检测；
法兰与堵火器的焊接处，涂上一层保护胶，保护胶主要包括：磷酸氢二钠：15-20份，玉米淀粉：100-150份，大豆蛋白质：100-120份，松节油：5-7份，50％氢氧化钠水溶液：15-20份，石灰水：40-50份，水玻璃：30-40份，硫脲：2-5份，四氯化碳：1-2份，五氯苯酚：2-5份，水：200-220份，端羟基二甲基硅橡胶：45-50份，二酰氧庚烷二丁基锡：0.1-0.2份，气相法白炭黑：10-15份，丁胺：5-10份，甲基三硅烷：1-2份，交联剂：1-2份，催化剂：1-2份，增粘剂：1-2份。
保护胶的制备方法包括步骤1：按配比将水和磷酸氢二钠放入搅拌槽中，在不断搅拌下升温至60℃，使得磷酸氢二钠溶液完全溶解，按配比将玉米淀粉和磷酸氢二钠溶液充分混合后加入反应器中，物料在反应器中搅拌升温70-80℃，当水量减少到20％以下时，升温至150-200℃，使淀粉与磷酸氢二钠进行反应，当物料的黏度大于50Pa·s时，终止反应，降温出料，即得磷酸酯淀粉。
步骤2：将50％氢氧化钠水溶液、石灰水和大豆蛋白质混合；
步骤3：将步骤2中的混合后的溶剂与步骤1中的磷酸酯淀粉加入到瓶中，搅拌，5-9小时；
步骤4：再升温，加入五氯苯酚、水玻璃、硫脲、四氯化碳，加热搅拌，加热温度为190℃，时长10分钟；
步骤5：取20-30份端羟基二甲基硅橡胶，与交联剂、催化剂、增粘剂与5-7份气相法白炭黑混合得到A胶剂；
步骤6：取剩余的端羟基二甲基硅橡胶和余下的气相法白炭黑与丁胺混合得到B胶剂；
步骤7：将A与B胶剂混合，在20℃的空气中硫化3-5天，得到B胶剂；
步骤8：制备完成后，将A胶剂与B胶剂混合，加入5-10份促进剂，升温至90℃，加热时长1小时即可。
本发明所提出的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，是提前在氧枪阀门站管道安装前进行施工策划，将异种材质的堵火器与供氧管连接方式进行转换，利用设备厂家的制造优势，将堵火器两端转换成法兰连接或同种材质管道的焊接形式，保证了现场供氧管道的连接质量，降低施工风险，提高了工作效率，同时在法兰与堵火器焊接后，立即涂上保护胶，一方面，加速冷却，避免冷隔缺陷，另一方面，此胶，耐高温，涂上后，具有较强的粘性，避免焊接崩裂。
附图说明
图1是本发明所提出的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法的管道配置***图；
图2是供氧管道快速对接示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是堵火器连接短管与供氧管快速对接示意；
图中：1、供氧管道；2、总管控制阀门；3、堵火器；4、接长短管；5、法兰；6、氧枪设备；7、上夹板；8、下夹板；9、连接螺栓。
具体实施方式
广东某350t炼钢转炉项目，采用本发明提出的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法完成氧枪阀门站管道配管工作。
如图所示本发明提出的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，主要由供氧管道1、总管控制阀门2、堵火器3、接长短管4、法兰5、氧枪设备6、上夹板7、下夹板8、连接螺栓9组成。
实施例：
项目概况，湛江1#350t转炉氧枪阀门站设有铜质堵火器3个，∮480×10、∮159×4.5、∮133×4等材质为06cr19Ni10不锈钢管道累计长度为342m，供氧管道公称压力为4.0Mpa。
下面结合附图对本发明提出的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法做进一步详细描述。
施工步骤为：
如图1所示，步骤一管道BIM建模
根据氧枪阀门站管道施工图纸和设计规范对氧气管道施工布置的技术要求，采用BIM建模方式模拟出供氧管道1布置立体效果图，核实管道、设备就位位置符合图纸和规范要求后，确定氧枪阀门站各段供氧管道1的长度尺寸。
如图1所示，步骤二堵火器连接设计
通常氧枪阀门站供氧管道1设计是在总管控制阀门2后和氧枪设备6连接前的供氧管道1各设置一个堵火器3。为避免现场出现异种材质的焊接工作，对两不同位置的堵火器3与设备厂家沟通，将设备修改成以下方式进行供货：总管控制阀门2后的堵火器3设计成一端直接通过连接法兰5与总管控制阀门2配对连接，另一端接长200mm的接长短管4，接长短管4与供氧管道1同材质；氧枪设备6连接前堵火器3设计成两端各接长200mm的接长短管4，采用上述设计是利用设备厂家的装备和生产环境，将异种材质的堵火器3与供氧管道1焊接形式转换成法兰5连接或同材质供氧管道1焊接形式，避免现场焊接热处理条件不足影响，确保了异种材质供氧管道1的连接质量。
如图1、图2、图3、图4所示，步骤三阀门站管道安装
1、对到货重新设计的堵火器3和预制的供氧管道1在安装前进行管道外观、尺寸及脱脂质量等检查，确认符合要求后进行下步安装工作。
2、阀门站供氧管道1安装顺利以总管控制阀门2为起点向氧枪设备6方向依次进行，以控制堵火器3安装位置精度，如就位位置不符可对供氧管道1长度进行局部修整。总管控制阀门2后采用一端通过设置的法兰5与总管控制阀门2法兰进行螺栓连接，另一端采用设置的接长短管4直接与供氧管道1焊接。氧枪设备6前堵火器3直接采用两端设置的接长短管4分别与供氧管道1焊接。
3、管道对接时，采用管道对接快速定位装置(注：该定位装置已申请名称为“管道对接快速定位装置”专利，专利号为ZL201220197828.7，该方法本文中不再做详细叙述)将需对接堵火器3的接长短管4与供氧管1，放置在定位装置的上定位板7和下定位板8的圆弧形板之间，两根对接供氧管1之间，为减少焊缝收缩预留1～2mm对接间隙，拧紧紧固螺栓9使两根对接供氧管1卡紧在上定位板7和下定位板8的圆弧形板之间，此时，两根对接供氧管1的轴中心线重合，然后再对接供氧管1内填充氩气，采用焊接机具对应通过上定位板7和下定位板8的顶、底部的通槽对供氧管1接口进行焊接，当焊缝达到一定长度和强度后，拆除本供氧管1对接快速对口装置，继续进行其余焊缝焊接，依次类推完成其他供氧管道1的连接工作，焊接完毕后根据规范及设计要求进行焊缝无损检测。
如图1所示，步骤四管道的吹扫和试压。
1、安装完毕的氧枪阀门站管道在试压、吹扫时需制作临时短接代替拆卸下的堵火器3和控制阀门，试压、吹扫验收合格后拆除短接，恢复供氧管道1安装原样。
2、供氧管道1在安装后应用无油干燥的空气或氮气进行吹扫，吹扫速度不应小于20m/s，严禁用氧气吹扫管道。
法兰与堵火器焊接后，焊接处涂上一层保护胶，保护胶主要包括：实施例一：磷酸氢二钠：15份，玉米淀粉：100份，大豆蛋白质：100份，松节油：5份，50％氢氧化钠水溶液：15份，石灰水：40份，水玻璃：30份，硫脲：2份，四氯化碳：1份，五氯苯酚：2份，水：200份，端羟基二甲基硅橡胶：45份，二酰氧庚烷二丁基锡：0.1份，气相法白炭黑：10份，丁胺：5份，甲基三硅烷：1份，交联剂：1份，催化剂：1份，增粘剂：1份。
实施例一：磷酸氢二钠：20份，玉米淀粉：150份，大豆蛋白质：120份，松节油：7份，50％氢氧化钠水溶液：20份，石灰水：50份，水玻璃：40份，硫脲：5份，四氯化碳：2份，五氯苯酚：5份，水：220份，端羟基二甲基硅橡胶：50份，二酰氧庚烷二丁基锡：0.2份，气相法白炭黑：15份，丁胺：10份，甲基三硅烷：2份，交联剂：2份，催化剂：2份，增粘剂：2份。
保护胶的制备方法包括步骤1：按配比将水和磷酸氢二钠放入搅拌槽中，在不断搅拌下升温至60℃，使得磷酸氢二钠溶液完全溶解，按配比将玉米淀粉和磷酸氢二钠溶液充分混合后加入反应器中，物料在反应器中搅拌升温70-80℃，当水量减少到20％以下时，升温至150-200℃，使淀粉与磷酸氢二钠进行反应，当物料的黏度大于50Pa·s时，终止反应，降温出料，即得磷酸酯淀粉。
步骤2：将50％氢氧化钠水溶液、石灰水和大豆蛋白质混合；
步骤3：将步骤2中的混合后的溶剂与步骤1中的磷酸酯淀粉加入到瓶中，搅拌，5-9小时；
步骤4：再升温，加入五氯苯酚、水玻璃、硫脲、四氯化碳，加热搅拌，加热温度为190℃，时长10分钟；
步骤5：取20-30份端羟基二甲基硅橡胶，与交联剂、催化剂、增粘剂与5-7份气相法白炭黑混合得到A胶剂；
步骤6：取剩余的端羟基二甲基硅橡胶和余下的气相法白炭黑与丁胺混合得到B胶剂；
步骤7：将A与B胶剂混合，在20℃的空气中硫化3-5天，得到B胶剂；
步骤8：制备完成后，将A胶剂与B胶剂混合，加入5-10份促进剂，升温至90℃，加热时长1小时即可。
本发明所提出的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，是提前在氧枪阀门站管道安装前进行施工策划，将异种材质的堵火器与供氧管连接方式进行转换，利用设备厂家的制造优势，将堵火器两端转换成法兰连接或同种材质管道的焊接形式，保证了现场供氧管道的连接质量，降低施工风险，提高了工作效率。

Claims (3)

1.一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，其特征在于：在氧枪阀门站管道安装前进行施工策划，将异种材质的堵火器(3)与供氧管连接方式进行转换，利用设备厂家的制造优势，将堵火器(3)两端转换成法兰(5)连接或同种材质管道的焊接形式，保证了现场供氧管道(1)的连接质量，降低施工风险，提高了工作效率；
其施工步骤为：一、管道BIM建模；二、堵火器连接设计；三、阀门站管道安装；四、管道的吹扫和试压；
其中：
一、管道BIM建模
根据氧枪阀门站管道施工图纸和设计规范对氧气管道施工布置的技术要求，采用BIM建模方式模拟出供氧管道(1)布置立体效果图，核实管道、设备就位位置符合图纸和规范要求后，确定氧枪阀门站各段供氧管道(1)的长度尺寸；
二、堵火器连接设计
通常氧枪阀门站供氧管道(1)设计是在总管控制阀门(2)后和氧枪设备(6)连接前的供氧管道(1)各设置一个堵火器(3)；为避免现场出现异种材质的焊接工作，对两不同位置的堵火器(3)与设备厂家沟通，将设备修改成以下方式进行供货：总管控制阀门(2)后的堵火器(3)设计成一端直接通过连接法兰(5)与总管控制阀门(2)配对连接，另一端接长200mm的接长短管(4)，接长短管(4)与供氧管道(1)同材质；氧枪设备(6)连接前将堵火器(3)设计成两端各接长200mm的接长短管(4)，接长短管(4)与供氧管道(1)同材质；采用上述设计是利用设备厂家的装备和生产环境，将异种材质的堵火器(3)与供氧管道(1)焊接形式转换成法兰(5)连接或同材质供氧管道(1)焊接形式，避免现场焊接热处理条件不足影响，确保了异种材质供氧管道(1)的连接质量；
三、阀门站管道安装
1)对到货重新设计的堵火器(3)和预制的供氧管道(1)在安装前进行管 道外观、尺寸及脱脂质量等检查，确认符合要求后进行下步安装工作；
2)阀门站供氧管道(1)安装顺利以总管控制阀门(2)为起点向氧枪设备(6)方向依次进行，以控制堵火器(3)安装位置精度，如就位位置不符可对供氧管道(1)长度进行局部修整；总管控制阀门(2)后采用一端通过设置的法兰(5)与总管控制阀门(2)法兰进行螺栓连接，另一端采用设置的接长短管(4)直接与供氧管道(1)焊接；氧枪设备(6)前堵火器(3)直接采用两端设置的接长短管(4)分别与供氧管道(1)焊接；
3)管道对接时，采用管道对接快速定位装置，该定位装置已申请名称为“管道对接快速定位装置”专利，专利号为ZL201220197828.7，该方法本文中不再做详细叙述，将需要对接的堵火器(3)的接长短管(4)与供氧管(1)，放置在定位装置的上定位板(7)和下定位板(8)的圆弧形板之间，两根对接供氧管(1)之间，为减少焊缝收缩预留1～2mm对接间隙，拧紧紧固螺栓(9)使两根对接供氧管(1)卡紧在上定位板(7)和下定位板(8)的圆弧形板之间，此时，两根对接供氧管(1)的中心轴线重合，然后再对接供氧管(1)内填充氩气，采用焊接机具对应通过上定位板(7)和下定位板(8)的顶部、底部的通槽对供氧管(1)接口进行焊接，当焊缝达到一定长度和强度后，拆除本供氧管(1)对接快速对口装置，继续进行其余焊缝焊接，依次类推完成其他供氧管道(1)的连接工作，焊接完毕后根据规范及设计要求进行焊缝无损检测。
2.根据权利要求1中所述的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，其特征在于：法兰与堵火器的焊接处，涂上一层保护胶，保护胶主要包括：磷酸氢二钠：15-20份，玉米淀粉：100-150份，大豆蛋白质：100-120份，松节油：5-7份，50％氢氧化钠水溶液：15-20份，石灰水：40-50份，水玻璃：30-40份，硫脲：2-5份，四氯化碳：1-2份，五氯苯酚：2-5份，水：200-220份，端羟基二甲基硅橡胶：45-50份，二酰氧庚烷二丁基锡：0.1-0.2份，气相法白炭黑：10-15份，丁胺：5-10份，甲基三硅烷：1-2份，交联剂：1-2份，催化剂：1-2 份，增粘剂：1-2份。
3.根据权利要求2中所述的一种氧枪阀门站异种材质管道施工方法，其特征在于：所述的保护胶的制备方法包括步骤1：按配比将水和磷酸氢二钠放入搅拌槽中，在不断搅拌下升温至60℃，使得磷酸氢二钠溶液完全溶解，按配比将玉米淀粉和磷酸氢二钠溶液充分混合后加入反应器中，物料在反应器中搅拌升温70-80℃，当水量减少到20％以下时，升温至150-200℃，使淀粉与磷酸氢二钠进行反应，当物料的黏度大于50Pa·s时，终止反应，降温出料，即得磷酸酯淀粉。
步骤2：将50％氢氧化钠水溶液、石灰水和大豆蛋白质混合；
步骤3：将步骤2中的混合后的溶剂与步骤1中的磷酸酯淀粉加入到瓶中，搅拌，5-9小时；
步骤4：再升温，加入五氯苯酚、水玻璃、硫脲、四氯化碳，加热搅拌，加热温度为190℃，时长10分钟；
步骤5：取20-30份端羟基二甲基硅橡胶，与交联剂、催化剂、增粘剂与5-7份气相法白炭黑混合得到A胶剂；
步骤6：取剩余的端羟基二甲基硅橡胶和余下的气相法白炭黑与丁胺混合得到B胶剂；
步骤7：将A与B胶剂混合，在20℃的空气中硫化3-5天，得到B胶剂；
步骤8：制备完成后，将A胶剂与B胶剂混合，加入5-10份促进剂，升温至90℃，加热时长1小时即可。
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