电子工程用抛光不锈钢管线施工工法

电子工程用抛光不锈钢管线施工工法

隧道网 https://www.360docs.net/doc/9b487361.html,(2006-2-26) 来源：隧道网

一、前言

1．形成过程。电子工程生产技术复杂，对施工安装质量及洁净度有很高的要求。生产过程中的高纯气体，高纯水，特种气体和特种药液都具有危险性。对输送上述介质的管道材质要求是抛光不锈钢管材。由于抛光不锈钢管线内部处理的光亮如镜，洁净度非常高，能够保持管线内部不产生微小固体颗粒，经过吹扫等工序处理后可达到较高的生产要求。为了确保这类工艺管道的施工质量，必须采取可靠的施工方法，对图纸审核、技术方案、原材料控制、人员素质、工艺过程交接、试压、吹扫以及各种检测指标等各个环节进行严格控制才能保证施工质量。因而在长春TFT—LCD先导工程施工中注意总结、积累经验，从而形成本工法。

2．技术鉴定及奖励。本工法通过中油吉林化建工程股份有限公司、吉化集团公司技术鉴定，具有一定的推广价值。2000年被评为中油吉林化建工程股份有限公司公司级优秀工法，2001年被评为化工系统部级优秀工法。

二、工法特点

本工法介绍的特殊施工方法分两类：第一类是对于单层抛光不锈钢管线利用自动切割机下料，利用电动铣刀铣去毛刺，自动焊机对口，设备连接处利用卡套接头或VCR接头连接。第二类是对于夹套管施工采用双层夹套管施工达到工艺严密性的要求。上述特殊施工方法与以往常规施工方法相比，具有如下的优点：

1．用自动焊机施焊，不用加工坡口、不用填充焊丝，焊口处没有焊渣。

2．施工在洁净小室中进行，减少了空气中灰尘进入洁净管线的机会。

3．设备接口处采用VCR接头连接，由于是球面接触，即使管线受到外力扭转或弯曲后，也不至于使接口处松动。

4．剧毒介质管线施工时采用双层夹套管线，防止内部介质泄漏而污染环境或造成人员伤害。

三、适用范围

本工法适用于电子、航天及食品工业中高洁净度、高严密性抛光及非抛光不锈钢管线施工，特别是医药行业中生产针剂药液时使用的管线必须按此工法施工。因为上述行业在生产时对管材的洁净度，特别是焊口、设备接口、仪表接口的洁净度要求非常严格。

四、工艺原理

由于抛光不锈钢管线施工与普通管线施工方法有很大的区别，主要原因是生产过程中使用的高纯气体、高纯水、特种气体和特种药液具有特殊的要求和危险性。所以对输送这类介质管道的安装、

焊接、严密性、洁净度都有严格的要求。本工法将从工程特点及施工管理关键要求两个方面来说明该工法施工工艺的基本原理。

1．工程特点。抛光不锈钢管线的施工不同于化工行业及民用行业管线的施工，其主要区别如下：

(1)抛光不锈钢管线安装前必须采取保护措施，预防二次污染。

(2)管道切割采用特殊工具，不能用金刚砂割片切割，管口切割后，应进行清洗，再进行组合焊接。

(3)管道预制及安装作业，必须在环境清洁的条件下进行，严禁露天作业。

(4)人员及工具作业前必须进行净化，严格禁止直接接触管道。

(5)尽量减少焊口，以防泄露点增多。

(6)检测手段复杂、严格，除吹扫、试压外，还有颗粒度、露点等多项检测指标。

(7)由于管线对洁净度要求非常高，在阀门安装方面主要采用波纹管截止阀。其优点是阀杆外套有金属波纹管，可以防止外界灰尘渗透到管线内部或外部空气渗透到管线内部影响气体纯度。

2．施工管理关键要求。

(1)材料及设备控制。

①采购清单要符合设计规定，要准确、完整、经审批，并在合格的分供方进行采购。

②对重要的材料和设备，需要对供货方进行现场考察或监造。因现场净化作业条件不如材料生产厂净化作业条件，因此出厂前必须对每一批管材和管件进行洁净度抽检，抽检数量不能少于10％，如有不合格的材料出现则加倍抽检，必要时逐个进行检查，必须确定出厂前100％的管件和管材达到洁净度要求，以免材料出厂后重新进行净化处理。

③严格入库手续，产品必须有出厂合格证或质量证明文件，经检验合格，证物相符方可接收。

④材料和设备按存放要求放置在清洁，干燥的场所，采取防尘措施。

⑤严格执行发放制度。边角余料必须收集好，集中净化处理，以备他用。

(2)施工环境的洁净管理。

①预制厂洁净管理：预制厂内必须保持清洁，并且应尽量密闭，与外界隔离。室内进风必须经过过滤器。预制厂入口应具有过滤间的双层门，地面采用混凝土并用地板铺好。操作者应经常用吸尘器保持环境及机具清洁。加工过程产生的灰尘应及时用吸尘器清除。

②场地洁净管理：在特种管道安装前，应对安装场地的洁净度进行检查，洁净区施工现场应设专门人员看守，并应经常保持关闭状态。未经过洁净处理的人和物品，不得进入洁净施工现场。

当安装现场不具备要求的洁净度时，应采用洁净小室将施焊处与外界隔离。洁净小室内就清洁条件应达到预制厂内洁净条件。

(3)人流及物流净化。

①人员进入洁净场所前，经换鞋，洁净工作服，由洁净检查人员认可后，进入洁净施工场所。

②设备、材料和工具经彻底清扫、擦拭、吹扫、干燥，并经检查合格后，进入洁净场所。洁净场所临时设置的物流人口不用时要封闭。防止尘土、杂物进入。

③人、物临时人口区的环境、衣柜设专人清扫、擦拭、保持清洁。

④严格洁净场所的出入制度，控制进入人数。

(4)人员培训。

①参加洁净工程施工的人员在施工前必须进行培训洁净专题讲座。洁净工程特点、质量管理制度、施工程序、技术标准和要求、质量验收等，经考试合格后，持证上岗。

②特种工艺管道的焊接，在焊接前必须经过焊接工艺试验合格。焊工要经过专门的考试，经评定合格，持证上岗。

③特种工艺管道的检查、检验人员，必须经过专业检查、检验的业务培训，经考试合格，持专业检查检验证上岗。

(5)严格执行检测指标。对于特殊工艺管道的安装必须按所规定的规范和要求进行测试。试压、吹扫、露点及颗粒度等多项检测指标必须具有书面签字材料，参与人员必须签署意见。

五、工艺程序和施工方法

1．工艺条件。

对于抛光不锈钢管线的安装必须具有特殊的工艺条件，主要包括：

(1)洁净管线施工对环境要求较高，所以最好是在厂房进行空吹后进行施工，否则空气中的尘埃颗粒会在安装时进入管道内部，从而影响施工。

(2)若厂房内不具备空吹条件而又急于施工时，采用洁净小室的方法进行施工，严禁在室外露天作业。

(3)环境温度不低于10℃。

2．施工程序。

生产过程中使用的高纯气体、纯水、特种气体和特种药液都有危险性。输送这类介质的管道安装、焊接，在严密性、洁净度上都有严格的要求，其施工程序如图1所示。

3．主要工序的施工方法。

(1)单层抛光管线的施工方法。

①管材切割。管材切割主要有两种方法：即手动割刀切割和电动切管机切割。一般来讲，用手动切割器切割的管端由于端部有不同程度的缩径，适用于卡套连接。而对接焊口由于对接口尺寸要求十分严格而采用电动切割器切割。电动切割器切口平滑，端口不变形，组对后没有错边现象。无论是手动切割或是电动切割，切割后都需要用手动铣刀或电动铣刀铣去毛刺。切割后的管道要马上用管堵封住，尽量不让环境中的颗粒进入管道中。

②管线的煨制。当管线管径小于19.05mm时，一般采用冷煨的方法使其改变方向。煨弯一般采用手动煨管器煨弯。煨弯后两端要留出20～30mm直管段长度以使自动焊卡头在管子端部有足够的空间，所采用的新型三通也是长颈的，其用途也是为了便于自动焊接。

③管道的组对。管线切割后，在洁净的环境中即可组对成线，与普通管线施工不同的是，抛光管线组对需成一条线后再进行统一焊接。组对一般采用点焊固定，点焊间距一般为每15mm点焊一处，点焊长度为2～3mm，组对时间应尽可能短，且点焊后，马上用不粘纸将焊缝封好，以防灰尘落人其中。

④管线的惰性气体保护。由于管内对光洁度有要求，抛光管焊接时，惰性气体保护更加严格。为节约氩气，且使每一个焊口内部充气良好，管线内部充气一般在整条管线组对点焊后，将整条管线内部充人氩气，待终端经仪器检验达到要求时，再从一端逐个焊口焊接。焊接均采用自动焊机，焊接完毕后，马上用端堵封两端，使惰性气体保留在管线内部。

⑤管线的卡套式连接。直径小于18mm的管线在三通及急转弯头处多采用卡套式连接，形式如图2所示。即管子插入底座后，用手带紧，然后用扳手顺时针转动450即可完成安装，但必须注意的是用于卡套连接的管端必须没有纵向划痕，且切割后管端不能出现椭圆形管口。

图2 管线的卡套连接示意图

⑥管线的VCR连接。VCR连接形式如图3所示。它是继卡套连接形式后出现的另一种新型连接形式，与卡套连接形式相比，其优点是管线受到外力扭转或弯曲后，不至于使接口处松动，且因

结合面为球面连接因而十分严密。故VCR连接多用于剧毒，易燃介质。其缺点是接头与管线搭接处需焊接，并且造价十分昂贵。

图3 管线的VCR连接形式示意图

⑦管线的焊接。抛光管线的焊接采用自动焊机焊接，与一般管线焊接不同之处是焊接处不用充填焊丝，不用加工坡口而且焊接速度快，焊接质量好，因此被广泛采用。自动焊机结构示意图及卡头结构如图4、图5所示。

图4 自动焊机结构示意图

图5 卡头示意图

(2)夹套管线的施工方法。输送剧毒及易燃介质的管线一般采用夹套管线，其作用是一旦管线泄露，介质不会直接泄露到环境中去。夹套管间与外界环境中的报警系统直接相连，一旦管线泄露，夹层内剧毒气体浓度增加，报警系统自动报警，操作人员可以马上采取相应的措施进行补救。

夹套内部管施工方法与单层管施工方法相同，不同之处在于其三通及大于令19.05mm弯头多采用成型品，其在接头处用变径管圆滑到与中心管接近，再用角焊法与中心管相焊接，如图6。

图6 夹套管线施工示意图

六、材料

本工法所用材料包括抛光不锈钢管材、不锈钢管材、卡套接头、VCR接头、卡套三通、卡套弯头及波纹管截止阀、球阀、旋塞阀、高效气体过滤器等，材质均为316L，主要材料类型及规格如下：EP不锈钢管 3／4″Tube；EP不锈钢管 1／2″Tube；EP不锈钢管 3／8″Tube；EP不锈钢管 1／4″Tube；316L阀 3／4″；316L阀 1／2″；316L阀 3／8″；316L阀 1／4″；双头卡套接头 3／8″；双头卡套接头 1／4″；双头卡套接头 1／2″；双头卡套接头 3／4″；卡套三通 1／4″；卡套三通 3／8″；卡套三通 1／2″；卡套三通 3／4″；VCR接头 1／4″；VCR接头 1／2″；VCR接头 3／8″；高效气体过滤器 3／4″。

七、主要机具

对于特殊工艺管道的安装必须具有特殊的工具，从而保证满足施工标准和洁净场所的洁净度要求。主要机具如下：自动焊机美国ARC Machines M207 1套；自动切割机(配多种割片) 1套；煨管器(图7) 2套；手动割刀 4把；粒子检测仪 1套；露点检测仪1套；氧含量检测仪 1套；手动倒角器(图8) 1套；电动铣刀 2套。

图7 煨管器示意图

图8 手动倒角器示意图

八、劳动组织和安全措施

1．劳动组织。每万米抛光不锈钢管线施工，其劳动力组成如下：技术员2名；焊工10名；配管工16名；电工2名；机具员2名；力工4名。

2．安全措施。本次抛光不锈钢管线的施工安全措施包括质量保证体系和施工安全技术要求。

(1)质量保证体系。

①严格按照ISO 9002进行管理和控制。组织以项目经理为核心，质量工程师为主体的质量保证机构，明确各施工管理岗位的质量责任。严格执行质量管理制度和控制程序。

②施工前，施工人员要充分熟悉施：正图纸、技术规范和验收标准，编制严密、准确的施工组织设计、施工技术方案和质量保证措施。

(2)施工安全技术要求。

①洁净间施焊要保证施工人员和施焊工具的清洁。由于施工中有易燃易爆的介质，因此有一些区域禁止明火，施工人员必须在指定区域施焊，以防引发各种事故。

②由于本次施工的设备都比较复杂、精密，这就要求施工人员不得擅自摸碰或移动设备，如因施工原因必须挪动设备，必须向甲方人员提出申请，待甲方人员同意时，由甲方人员配合施工。

九、质量标准

施工遵循的标准、规定和原则如下：

1．《洁净室施工及验收规范》(JGJ 71—90)。

2．《工业金属管道施工及验收规范》(GB 50235—97)。

3．业主对管线施工质量及洁净度特殊要求。

4．符合设计要求。

5．工艺管线内部洁净度要求每立方英尺中>0.2μm的固体颗粒不大于10个。

十、效益分析

本工法效益分析包括工期、质量和经济分析三部分。

1．应用本工法，长春TFT—LCD先导工程提前工期26d。由于缩短了施工工期，施工单位减少人工及其他成本费用21.6万元，建设单位提前投产26d，使本年度产值增加了465万元。

2．本工法作为长春TFT—LCD先导工程施工质量保证措施，保证了施工质量，使各项检测指标均符合设计及规范相关规定，保证了建设单位的正常生产，在投产过程中返修及重修率为0，为本工程评优奠定了坚实的基础。

3．长春TFT—LCD先导工程中，洁净管线总预算价为763万元，应用本工法制定施工方案、完善管理体系，大大缩短施工周期，加快焊接速度，降低了因焊缝部位洁净度差而导致的返工量，施工人员作业环境有很大的改善，所以从1999年5月至1999年10月就完成了所有施工任务。经严格核算，施工总成本为596万元，实现利润167万元。

十一、工程应用实例

本工法首例应用于吉林省TFTF—LCD先导工程，该厂是从日本东芝公司引进的设备。所有工艺配管的选材、施工均应用于这一工法。经1999年11月25日中日双方有关专家联合检查，管线的洁净度达到了百级标准，严密性检验一次合格。