摘　要：介紹燃?xì)庥帽”诓讳P鋼管關(guān)鍵制造工藝的控制內(nèi)容，根據(jù)應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：薄壁不銹鋼管；  關(guān)鍵工藝控制；  雙卡壓連接；  優(yōu)化方案

Application Practice and Optimization Scheme of Thin-wall Stainless Steel Gas Pipe

Abstract：The control contents of kev manufacturing processes of thin-wall stainless steel gas pipe are introduced．The corresponding optimization scheme is proposed according to the problems encountered duffng the aDplication．

Keywords：thin-wall stainless steel pipe：key process control；double-press jointing；optimization scheme

1　概述

與室內(nèi)燃?xì)夤こ讨谐Ｓ玫臒o(wú)縫鋼管、鍍鋅鋼管相比，薄壁不銹鋼管具有抗拉強(qiáng)度高、延展性和韌性高、熱膨脹系數(shù)低、耐腐蝕性強(qiáng)、硬度高、耐磨性強(qiáng)等特點(diǎn)。薄壁不銹鋼管使用在室內(nèi)燃?xì)夤こ讨芯哂幸韵?span lang="EN-US">4點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

①管體表面金屬感強(qiáng)，能與現(xiàn)代建筑物密切融合，美觀大方；

②管體內(nèi)壁光滑，摩擦阻力小，輸送能力大；

③管壁薄，管體質(zhì)量輕，施工方便；

④使用年限長(zhǎng)。

港華燃?xì)饧瘓F(tuán)于2013年6月開(kāi)始在華東區(qū)域進(jìn)行薄壁不銹鋼管使用試點(diǎn)工作。本文根據(jù)薄壁不銹鋼管的自身特點(diǎn)和試點(diǎn)過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題，提出優(yōu)化方案。

2　關(guān)鍵制管工藝的控制

薄壁不銹鋼管是用壁厚為0.6～2.0mm的不銹鋼帶(對(duì)于大口徑的管道使用不銹鋼板)采用自動(dòng)氬弧焊等焊接工藝制成的管材。在制管成型后還要經(jīng)過(guò)焊縫整平、在線固熔、鋸管(管道定尺長(zhǎng)度一般為3～6m，也可以根據(jù)需方要求提供其他尺寸)、管端倒角去毛刺、工藝性能試驗(yàn)(包括壓扁試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、液壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、渦流探傷、晶間腐蝕試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)等)、焊縫酸洗鈍化等工藝過(guò)程，最后對(duì)管道進(jìn)行激光噴碼、包裝、入庫(kù)。

薄壁不銹鋼管生產(chǎn)流程中焊縫整平、在線固熔、渦流探傷為管道質(zhì)量控制的關(guān)鍵流程。

2.1　焊縫整平

焊縫整平工藝是指在線處理薄壁不銹鋼管道焊縫，同步對(duì)管道內(nèi)外焊縫進(jìn)行反復(fù)碾壓，通過(guò)控制碾壓強(qiáng)度和次數(shù)使管道內(nèi)外焊縫平整，徹底去除內(nèi)外焊縫余高且焊縫與母材平齊，使焊縫與母材平滑過(guò)渡，使有縫焊管無(wú)縫化。經(jīng)焊縫整平處理后的薄壁不銹鋼管內(nèi)外壁光滑，手感細(xì)膩，具有很好的不銹鋼金屬光澤。

2.2　在線固熔

在線固熔處理就是在生產(chǎn)線上將薄壁不銹鋼管加熱至高溫(1060℃±20℃)，使碳化物相全部或基本熔解，碳固熔于奧氏體中后快速冷卻至室溫，使碳達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，從而得到單一奧氏體組織的一種熱處理工藝。

在線固熔處理工藝可以消除薄壁不銹鋼管材及管件在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的材料應(yīng)力和焊縫應(yīng)力，降低使用過(guò)程中發(fā)生應(yīng)力腐蝕的可能；可以恢復(fù)管材和管件生產(chǎn)過(guò)程中的晶界變化，防止使用過(guò)程中的晶間腐蝕；可以消除管材和管件生產(chǎn)中的奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象；可以還原不銹鋼材料表面的光亮。

2.3　渦流探傷

渦流探傷是利用電磁感應(yīng)原理，檢測(cè)導(dǎo)電構(gòu)件表面和近表面缺陷的一種探傷方法，其原理是用勵(lì)磁線圈繞組使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測(cè)線圈測(cè)定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。

通過(guò)渦流探傷可以最大程度地發(fā)現(xiàn)薄壁不銹鋼管的內(nèi)部缺陷，從而保證產(chǎn)品的出廠質(zhì)量。

3　薄壁不銹鋼管連接方式的確定

GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》第10．2．6條規(guī)定：“薄壁不銹鋼管的連接方式，應(yīng)采用承插氬弧焊式管件連接或卡套式管件機(jī)械連接”；CJJ 94—2009《城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》第4．3．3條規(guī)定：“薄壁不銹鋼管應(yīng)采用承插氬弧焊式管件連接或卡套式、卡壓式、環(huán)壓式等管件機(jī)械連接”，其中卡壓式又分為單卡壓式和雙卡壓式兩種連接方式。文獻(xiàn)[1]對(duì)承插氬弧焊式管件連接、卡套式、單卡壓式、環(huán)壓式管件機(jī)械連接及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，本文不再贅述。

雙卡壓式機(jī)械連接是以帶有符合介質(zhì)特性的密封圈的承l5管件連接管道，用專(zhuān)用卡壓式工具在密封圈兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行卡壓，使接口起到密封和鎖固作

用的連接方式。與單卡壓式連接相比，雙卡壓式連接強(qiáng)度和抗外力能力都大大增強(qiáng)。本文中薄壁不銹鋼管連接方式選用雙卡壓式機(jī)械連接。

4　薄壁不銹鋼管道的應(yīng)用及優(yōu)化

4.1　管材、管件及密封材料的選取

薄壁不銹鋼管材、管件的材料牌號(hào)及化學(xué)成分應(yīng)符合GB／T l2771—2008《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GB／T l2771—2008)、GB／T19228．1—2011《不銹鋼卡壓式管件組件第l部分卡壓式管件》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GB／T l9228．1—2011)和GB／T l9228．2—201 1《不銹鋼卡壓式管件組件第2部分  連接用薄壁不銹鋼管》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GB／T19228．2—2011)的規(guī)定，材料牌號(hào)為06Crl9Nil0(統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)為$30408)。根據(jù)外直徑的不同，薄壁不銹鋼管材分為Ⅰ系列和Ⅱ系列兩種規(guī)格，考慮到Ⅰ系列的管材外直徑規(guī)格較多，不易與管件相匹配，故在試點(diǎn)工作中選用Il系列管材與管件。本次試點(diǎn)工作中使用的薄壁不銹鋼管最大公稱(chēng)直徑為50mm，且選用壁厚較大的管道，推薦使用的薄壁不銹鋼管尺寸見(jiàn)表1。

雙卡壓式機(jī)械連接用的0形密封圈材質(zhì)為氫化丁腈橡膠，其性能應(yīng)符合GB／T l9228．3—2012《不銹鋼卡壓式管件組件第3部分0形橡膠密封圈》的規(guī)定。氫化丁腈橡膠是由丁腈橡膠進(jìn)行特殊加氫處理而得到的一種高度飽和的彈性體，具有良好耐油性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性以及較高的抗壓縮永久變形性能；同時(shí)氫化丁腈橡膠還具有高強(qiáng)度、高撕裂性能、高耐磨性能等特點(diǎn)。

4.2　防止電偶腐蝕的措施

由于不同金屬具有不同的電極電位，當(dāng)不同金屬接觸時(shí)就會(huì)有電位差，在一定條件的作用下就會(huì)引起電化學(xué)腐蝕(即電偶腐蝕)，電位差越大的兩種金屬接觸時(shí)越容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。不銹鋼與碳鋼的電位差約為與銅合金電位差的3倍，為減小由于不同材質(zhì)金屬間電位差引起的電偶腐蝕，薄壁不銹鋼管材、管件與無(wú)縫鋼管或鍍鋅鋼管管材、管件連接時(shí)，應(yīng)采用銅質(zhì)管件或銅質(zhì)閥門(mén)進(jìn)行過(guò)渡。

薄壁不銹鋼管與銅質(zhì)閥門(mén)使用特制螺母活動(dòng)對(duì)接管件進(jìn)行連接，螺母活動(dòng)對(duì)接管件一端為雙卡壓式承口，另一端為活動(dòng)螺母。連接時(shí)，雙卡壓式承口端先與薄壁不銹鋼管進(jìn)行雙卡壓連接，另一端使用活動(dòng)螺母加銅質(zhì)雙外絲接頭與銅質(zhì)閥門(mén)連接。

薄壁不銹鋼管道上使用的閥門(mén)應(yīng)為銅質(zhì)或不低于管材材質(zhì)的不銹鋼類(lèi)材質(zhì)。管道支架或排卡(用于同時(shí)固定多根公稱(chēng)直徑較小的管道)采用與管道同材質(zhì)不銹鋼制作。

4.3　管材、管件的保護(hù)

管材、管件應(yīng)儲(chǔ)存于無(wú)腐蝕介質(zhì)的干凈環(huán)境內(nèi)，避免雜亂堆放和與其他物件混放。存放時(shí)，不同規(guī)格的管材應(yīng)分別堆放，并做好標(biāo)志。管材、管件嚴(yán)禁與其他金屬物質(zhì)接觸，防止產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，不應(yīng)與水泥漿、水泥、砂漿、拌合混凝土直接接觸，以免造成銹蝕。

4.4　成品方形補(bǔ)償器的使用

當(dāng)燃?xì)夤艿佬枰M(jìn)行溫度補(bǔ)償或跨越建筑物的沉降縫、伸縮縫、建筑外凸飛檐時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)償措施。方形補(bǔ)償器是常見(jiàn)的自然補(bǔ)償措施之一，可由4個(gè)90°彎頭制作而成(安裝后共有8個(gè)機(jī)械連接點(diǎn))，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由薄壁不銹鋼彎頭現(xiàn)場(chǎng)制作成的方形補(bǔ)償器很難做到安裝整齊，效果很不美觀且施工耗時(shí)較長(zhǎng)。

為降低施工難度、減少施工時(shí)間、實(shí)現(xiàn)管道安裝美觀效果，在試點(diǎn)工作中特委托產(chǎn)品供應(yīng)商定制相應(yīng)尺寸的成品薄壁不銹鋼方形補(bǔ)償器(公稱(chēng)直徑為15mm，尺寸為290mm×570mm×290mm，方形補(bǔ)償器兩端各伸出100mm，見(jiàn)圖1)。方形補(bǔ)償器的使用既美觀又便于施工，同時(shí)又可減少管件的機(jī)械連接點(diǎn)數(shù)量(與使用90°彎頭制作的方形補(bǔ)償器相比，使用成品方形補(bǔ)償器安裝后，每處可減少6個(gè)機(jī)械連接點(diǎn))，減少了安全隱患。

4.5　穿越覆塑管和穿墻孔蓋的使用

根據(jù)CJJ 94—2009《城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，穿越建筑墻、樓板時(shí)，燃?xì)夤艿婪笤O(shè)于套管內(nèi)且宜與套管同軸，套管與管道之間的間隙采用密封良好的柔性防腐、防水材料填實(shí)，套管與建筑物之間的間隙采用防水材料填實(shí)。

為避免填充材料對(duì)穿墻薄壁不銹鋼管的腐蝕，穿墻部分管道一般用防腐粘膠帶進(jìn)行纏裹，但此工序耗時(shí)且質(zhì)量受施工工人人為因素影響較大。在試點(diǎn)工作中特委托產(chǎn)品供應(yīng)商對(duì)穿墻部分直管段進(jìn)行覆塑處理，并以成品管件形式提供(見(jiàn)圖2)。

為避免套管與建筑物間的防水材料外漏影響整體美觀，在室內(nèi)外穿墻套管端口各增加一只穿墻蓋板(見(jiàn)圖3)。

4.6　表箱內(nèi)使用成品匯管

對(duì)于采用戶(hù)外集中掛表方式的室內(nèi)燃?xì)夤こ?，表箱?nèi)的表進(jìn)氣口側(cè)匯管根據(jù)燃?xì)獗頂?shù)量進(jìn)行專(zhuān)門(mén)定制。匯管使用DN 25mm薄壁不銹鋼管、DN 25mm×l5mm變徑三通、DN 25mm管帽進(jìn)行雙卡壓式機(jī)械連接制作而成，分為四表箱匯管、五表箱匯管、六表箱匯管、七表箱匯管等。表進(jìn)氣口側(cè)匯管在生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)連接、進(jìn)行壓力試驗(yàn)，由產(chǎn)品供應(yīng)商以成品管件形式提供，每個(gè)成品匯管都具有產(chǎn)品供應(yīng)商提供的產(chǎn)品合格證和檢測(cè)報(bào)告。成品匯管的使用減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的雙卡壓連接工藝環(huán)節(jié)，這樣既提高了工作效率，又提高了安全可靠性。

5　存在問(wèn)題

5.1　相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不完善

①目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)燃?xì)庥帽”诓讳P鋼管材的專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)。本次試點(diǎn)工作中使用的薄壁不銹鋼管材的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB／T l2771—2008和GB／T l9228．2—2011，但GB／T l2771—2008規(guī)定的適用范圍為“輸送流體用耐蝕不銹鋼焊接鋼管”，GB／T l9228．2—2011規(guī)定的適用范圍為“供水工業(yè)管道系統(tǒng)”，兩者皆沒(méi)有明確是否適用于室內(nèi)燃?xì)夤こ?。但與GB／T 19228．2—2011相配套的管件標(biāo)準(zhǔn)GB／T l9228．1—2011規(guī)定的適用范圍卻為“公稱(chēng)尺寸不大于DN 100、公稱(chēng)壓力不大于PNl6(即1.6MPa)的燃?xì)獾炔讳P鋼管路用卡壓式管件的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收”。另外，上述管材及管件標(biāo)準(zhǔn)均不是專(zhuān)門(mén)針對(duì)燃?xì)庥帽”诓讳P鋼管提出的技術(shù)要求，且不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一些技術(shù)指標(biāo)也存在差異。

②目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)雙卡壓式連接方式的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CECS)已編制了《雙卡壓式薄壁不銹鋼燃?xì)夤艿朗┕ぜ膀?yàn)收規(guī)程》，該規(guī)程規(guī)定了“薄壁不銹鋼雙卡壓式連接和雙卡壓粘接式連接工藝和室內(nèi)明設(shè)的輸送燃?xì)夤艿拦こ痰氖┕ぷ鳂I(yè)”的相關(guān)要求，但此規(guī)程仍處在“征求意見(jiàn)稿”階段。

因此，亟需有關(guān)部門(mén)盡快出臺(tái)燃?xì)庥帽”诓讳P鋼管材和雙卡壓式連接方式的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)統(tǒng)一各項(xiàng)技術(shù)要求。

5.2　管件連接施工要求高

在薄壁不銹鋼管安裝過(guò)程中，其管件接口為雙卡壓式一次成型的安裝方式。若一次卡壓失敗或試壓時(shí)管件接口發(fā)生泄漏，就必須對(duì)其進(jìn)行破壞式割除，原管件作廢，并且為方便下道連接施工工序，需將作廢管件前后一定長(zhǎng)度內(nèi)的管材也一并割除，再使用新的管件及管材來(lái)連接割除的那部分管道，如此則將增加管件、管材和接口數(shù)量，施工成本增加，安全可靠性降低。為避免或減少二次施工，需對(duì)雙卡壓式連接施工人員的熟練程度和技術(shù)水平提出更高的要求。

5.3　密封圈使用壽命仍需觀察

對(duì)于以橡膠密封圈作為密封材料的連接方式，密封圈的質(zhì)量和壽命決定了薄壁不銹鋼管系統(tǒng)的整體使用壽命。本次試點(diǎn)工作中使用的密封圈材質(zhì)為氫化丁腈橡膠，產(chǎn)品供應(yīng)商的書(shū)面材料上顯示該產(chǎn)品使用壽命可以超過(guò)70年。但目前密封圈的生產(chǎn)、檢測(cè)和使用環(huán)節(jié)都存在不確定因素。因此，如何選定燃?xì)庥妹芊馊Φ牟馁|(zhì)，掌握密封圈在使用中的老化情況，確定密封圈在燃?xì)庀到y(tǒng)中的使用壽命，還需有關(guān)單位共同努力^[2]。

參考文獻(xiàn)：

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本文作者：周廷鶴  孫影  胡卓軍

作者單位：南京市燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)院有限公司

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