・３８・ 铝镁通讯 ２０ｌ１年№１ 热力管道安装工程质量控制方法 王自力 （中国铝业第六冶金建设公司工业安装公司河南郑州４５００４１） 摘要：热力管道不仅是城市集中供热工程的大动脉，也是工矿企业的主要管线之一，其施工质量正受到越来越大 的重视；热力管道安装工程质量控制是一个系统的工作，必须从图纸会审、原材料及施工机具进场、特种作业人员配 置、施工过程控制及竣工验收等相关程序入手。 关键词：集中供热、热力管道、安装工程、图纸会审、原材料进场、焊接质量、管线试压、冲洗、全过程质量控制 本人曾在中铝六冶工业安装公司参与过郑州集 中供热工程第一、二期主干管道施工技术管理工 作，并在河南、山东等地的几家大型工矿企业集中 供热项目中担任过监理工作，对影响热力管道工程 质量因素有着比较深入的了解，下面仅就热力管道 安装过程的质量控制心得作一简单介绍。 计中发现所有问题并不是一件容易之事，它不仅需 要工程师付出大量的心血和汗水，而且要求工程师 具有丰富的工作经验和专业技术知识。 ２做好施工准备阶段的管理工作 施工准备阶段的工作主要包括施工方案编制、 特种作业人员上岗资格审查、施工机具和原材料调 配等内容；施工方案编制已有较成熟案例可供参 考，在这里仅就后几项通常不被重视的内容加以自 己的亲身经历进行扼要说明。 ２．１特种作业人员上岗证管理 １认真对待施工图纸会审工作 图纸设计是施工的一个基本依据，它是影响热 力管道工程质量的首要因素；图纸会审是杜绝设计 错误的一个重要程序，也是施工管理过程的一个重 要环节。本人曾多次遇见到图纸设计不完善的情 况，例如有些热力管道在设计时往往没有考虑高处 加装排气阀、低处加装排污阀装置，不仅导致管道 充水试压不准（因管路系统内存有未排出的空气）、 管道冲洗排污不尽，而且可能影响到管道的正常使 用功能；另外还有犯技术性错误的设计情况，例如 有一份图纸曾把岩棉保温管道直埋敷设（岩棉在吸 湿、压实状态下不具有保温效果）、并把弓型补偿器 和套筒伸缩器也设计为直埋敷设（补偿器的蠕动会 受到土壤的约束），当然也不乏错设、漏设管道固定 支架、滑动支架、导向支架的现象（可能导致管线变 形错位ｌ针对以上问题在图纸会审阶段由于发现及 在热力管道安装项目中的特种作业人员主要是 指焊接操作工（包括火焊工、氩弧焊、手工电弧焊 等），其中的火焊工艺因操作不便、工作效率低、且 焊接质量不易保证，已很少使用；氩弧焊主要用于 压力较高管道或重要管道工程施工，手工电弧焊工 艺是目前应用最广泛的一种焊接方式；之所以要加 强对焊工上岗资格的审核，是因为目前焊工上岗证 发放过滥，公信力不足。鉴于电焊工在热力管道安 装中的关键作用，控制好电焊工的技术水平就可以 大大提高管道的焊接质量。为了有效地把好焊工 关，我们曾经在多个项目中采取上岗证加现场考核 相结合的方式加以控制，即首先查看其是否具有上 岗证，然后在施工现场焊接试件，经检验合格后再 颁发一个项目焊工上岗证，只有佩戴项目焊工上岗 时、变更到位，避免了许多不必要的损失，施工单 位的形象地位也可能因此得以提升。但要在图纸设 ２０１１年Ｎｏ １ 铝镁通讯 ・３９・ 证的人员才可以从事本项目的焊接工作。这样做的 结果是既不违反国家法律、法规，又有效地控制了 行现场见证取样试验。在工作实践中，对原材料书 面质量保证资料审验时通常会出现材料标识与合格 证不符、到场材料批次和数量与质量证明资料不 电焊工的技术水平，极大地提高了热力管道的焊接 质量。 ２＿２施工机具管理 符、材料表面标识模糊、质保资料不规范等现象； 一旦发生上述情况，首先要求仓管员将该批次材料 俗话说：“没有金刚钻，就揽不起瓷器活”，意 作暂时封存处理，由供货商就此做出进一步补充说 明，必要时进行现场取样试验；根据后续资料情况 喻施工机具是承揽工程项目的前提条件；关于施工 机具这一方面，施工单位一般都会在《施工组织设 计》中罗列清单。但由于施工机具进出场是一个动 态过程，项目管理者在该方面的控制管理工作往往 是一种被动状态。“无论在什么情况下，施工机具的 规格、数量必须满足工程项目施工要求，”这是项目 管理者在施工机具控制方面的基本处事原则；例如 在施工较重要管道项目时，通常图纸设计或施工规 范对管道连接的焊缝质量要求较高，可能要进行某 种形式探伤（超声波或射线探伤）检验，这就要求 施工单位必须具备相应的坡口预制设备（如管道坡 口切割机、角向磨光机等）、焊接设备（如氩弧焊机、 交流焊机、直流焊机等）、焊缝无损检测设备等。金 属管道的坡口预制对焊接质量具有非常重要影响， 使用管道坡口切割机加工的坡口形状较规则、质量 有保障，角向磨光机是清除坡口表面氧化层、其他 杂质的必要工具，而无损检测设备则是对焊缝内在 质量进行确认的工具。在通常情况下，较重要焊缝 一般都采用氩弧焊或氩电联焊工艺（即氩弧焊打底， 电弧焊盖面），该工艺较易满足焊缝探伤质量要求， 且具有一定的经济实用性，是目前热力管道焊接中 比较常用的一种方法。另外我们还应该注意到管道 焊接质量要达到全部探伤合格标准是相当困难的事 情，不可避免地要出现焊缝返工、返修现象，关于 这一方面的需用设备，项目管理者要具有一定的前 瞻性，知道其没有某种设备就不可能完成某种工作 的相关道理。 ２．３原材料管理 在现场实际情况中，大宗材料一般都是业主供 应，零星材料通常由施工单位购买；不管属于何方 供应材料，材料进场检验是一个必须的过程；对于 原材料质量控制，主要采用书面质量保证资料审核 及外观检查相结合的方式，有些规格壁厚较大钢管 或合金钢材料管道还要按照国家标准、规范要求进 和检验结果做出是否同意使用的决定，或会同业主 方代表共同商定处理意见。对材料外观检验，一般 是通过目测或使用测量工具检测方式进行；在对管 材或管件（三通、弯头、变径等）检验时，一定要 注意其椭圆度是否超差、壁厚是否均匀且达到设计 要求，这两项指标致关重要，它不仅影响到管道组 对焊接质量，而且对管道使用寿命也有严重影响； 用卡尺测量管材壁厚时，一定要将管口毛刺打磨干 净，有条件的施工单位最好使用金属厚度测试仪进 行检测，这样可以不受部位限制，检测范围更广； 本人曾经利用金属厚度测试仪检测管材、管件时， 发现有一个批次钢管壁厚严重不均，最小壁厚值比 设计要求低２毫米（负偏差达百分二十），另有一批 大口径弯头可能由于冲压工艺不当，不仅内壁存在 约１毫米深的线型凹槽，而且弯头中部外侧壁厚也 出现约百分之十五的负偏差，以上两种材料缺陷在 经过复检确认后，全部作退场处理。 ３做好施工过程质量控制 施工过程质量控制主要包括施工工艺的监督， 施工工序质量的巡视或检测，分项、分部工程质量 的检查、验收等。下面着重介绍管道焊接工艺质量 控制过程，以及管线试压、冲洗过程中的控制要点。 ３．１焊接工艺监控 热力管道安装工程施工工艺并不复杂，主要表 现在吊装组对、焊接二个关键环节上；管道焊接工 艺是管道施工中的难点、重点所在，因此也是项目 管理者的重点监控内容之一。焊接工艺是管道安装 工程中最重要的一项施工工艺，它对管道焊接质量 将产生直接影响，施工验收规范明文规定对壁厚较 大、合金钢材质、其他新材料管道采用焊接连接时， 施工单位应通过试验编制出相应的焊接工艺评定； 焊接工艺评定内容包括母材、焊材、焊接机具、焊 接操作规范（主要为焊接电流、电压选用）等相关 ・４０・ 铝镁通讯 ２０１１正ＮＱ １ 内容，是指导焊工实际操作的纲领性文件，因此一 缝无损检测设备。在焊接质量控制方面除了前述的 对焊工素质、焊机性能加强管理外，我们还采取加 强现场巡视，不定期对焊接人员、设备、焊接材料 存放、焊接工艺执行情况等进行检查。为了防止某 定要具有很强的可操作性，报请主管工程师审批后 严格执行。热力管道一般采用２０钢无缝钢管或 Ｑ２３５Ｂ螺旋焊管，焊接材料基本没有什么特殊性要 求，但因其影响重大，图纸设计中一般都对其焊接 质量提出较高等级要求。 ３＿２重点工序质量管理和管线试压、冲洗过程控制 些单位在焊缝探伤报告上作假，项目管理者一定要 求施工人员建立完善的焊接台帐（包括焊工上岗情 况，焊材进货、存放、使用情况，焊条、焊剂烘焙 要点 热力管道安装过程主要包括吊装、组对、焊接、 试压、清洗等项内容（注：在此把管道防腐、保温 等项内容除外），当然有些系统还可能包括管道附 件、支吊架安装，以及容器制作，动设备安装、试 运转等项内容，因系统差异而各有千秋；受篇幅有 限，在此仅对前几个比较常见工序作一浅谈。管道 吊装一般采用吊车作业，在吊装过程中不仅要有相 应安全防范措施，还要注意成品管材（对已保温预 制管道而言）的保护工作，避免保温层受到伤害； 另外管道吊装前一定要彻底清理其内部杂质、杂 物，必要时应对管口采取临时封堵措施。管道组对 时首先要查看其坡口质量情况，坡口不符合要求的 管段不得进行组对安装；管道组对质量主要检查对 口平直度、对口问隙、对口错边量，以及管线中心 位置、标高、直线度、坡度等；管道组对合格后才 能进行焊接工序作业。焊接是管道安装工序中一个 最重要环节，其工作量最大、受影响因素最多、且 最容易出现问题，因此管理工作中经常把这一环节 作为重头戏来抓。试压、清洗工作是经常被人简单 化的项目，认为其没什么技术含量；其实不然，对 于长距离输送热力管道来说，试压、清洗不仅具有 相当的安全风险，而且具有相当高的技术难度。 ３．２．１焊接质量控制 热力管道作为集中供热工程的大动脉，多埋藏 于地下，其施工质量的优劣将直接影响到项目的运 行成本和经济效益，因此热力管道安装工程质量控 制是整个集中供热工程质量控制的关键环节。通过 多年的实践检验，地下管道出现问题概率最高部位 就是焊缝位置；近年来热力管道图纸设计都对焊接 质量提出了较为严格的要求，一般对焊缝要进行ｘ 射线探伤，抽检比率不低于百分二十，焊缝合格等 级不低于二级；为此有条件的施工单位还装备了焊 记录，探伤记录、焊缝质量检查记录，焊口位置分 布情况等），随时准备接受查验，并且要对管道焊口 位号（包括焊口编号、属于固定焊口或活动焊口）、 其所对应的焊工编号、焊接日期、探伤日期等画出 标识详图；另外有条件的承包单位还应利用自己的 探伤设备对风险性较大焊口进行平行探伤检测（该 工作也可以委托有检测资质的第三方来完成），严 格按照合同要求和国家标准、规范条款处事；让施 工人员无法作假，甚至不敢作假，确保资料的真实 性和完整性，为业主交出一项高质量的放心工程。 ３．２．２热力管道压力试验 集中供热工程主干管道一般都沿城市马路埋地 敷设，为了尽量减少对交通环境的影响，每施工完 一定距离的管线，在外观检查合格后都会尽快安排 水压试验。在水压试验前，施工单位必须编制试压 方案，并做好试压前的准备工作。在审批试压方案 时，一定要对其安全性、可行性进行认真核查，由 于试压用水量较大，方案中要含有试压用水量计 算、取水和排水方式等项内容。试压过程中的检查 验收也是一个很棘手的问题，因热力管线较长（尤 其是主干管线）、容量较大，其本体弹性变形量以及 受温度变化影响而产生的热胀冷缩量都较大，这时 的压力表指示很难准确说明管线的密封情况，必须 采用沿线焊口悉数观察和恒温看表针波动情况（可 选温差变化不大的早晨时段）相结合的方式进行综 合判断。 ３．２．３热力管道冲洗 一个系统的热力管线完工，且各管段压力试验 也相应完成后，就要考虑管线冲洗问题 首先施工 单位要编制管线冲洗方案；因管线较长，且大都位 于市区范围内，其大量的冲洗用水、排水都是不可 回避的难题，因排水不当而导致马路塌陷、交通堵 （下转第３１页） ２０１１年№１ 铝镁通讯 ・３１・ 硫酸发生反应。但是，由于反应物和生成物的扩散 固定除粒度之外的浸取条件，矿石粒度越小， 速度阻碍反应的进行，因此其反应速度仍然较慢。 反应越快，且粒度对浸取速率的影响较大，也证实 酸浸动力学研究结果表明赤泥与硫酸反应为扩 浸取符合扩散控制的缩核模型．随着硫酸浓度的增 散控制。显然，搅拌能够加快硫酸和产物的扩散速 加，金属钛的溶解速度会发生变化，这是因为，硫 度，使反应速度加快。赤泥在反应溶液中沉于溶液 酸溶液中游离氢离子浓度与硫酸浓度有关，但并不 底部，充分搅拌，赤泥能够均匀分布在溶液中，有 是硫酸的浓度越大氢离子的浓度越大；在浓硫酸溶 利于赤泥与反应溶液充分接触，使之均匀反应。 液中，由于溶解反应的产物可能以固相沉淀存在于 ３．２水解对钛浸出率的影响 在矿粒表面上，形成了阻挡层，使溶解反应速度降 钛的浸取率随温度的变化比较复杂，由浸取反 低。在工业生产工艺条件下，赤泥中金属钛不能被 应式可知，钛披浸入溶液后在溶液中发生水解，水 硫酸完全浸取出来，可能是混杂在其中的其他氧化 解受温度的影响很大。在较低的温度下，水解程度 物或复合氧化物阻碍了外部的硫酸进人赤泥内部反 较小甚至不发生水解，升高温度，水解程度增加很 应而使浸取不完全。 快，且水解与溶液的酸度、溶液中其它电解质浓度、 参考文献： 钛的浓度等因素有关。在浸取的初始阶段，溶液中 １戚焕岭．氧化铝赤泥处置方式浅谈［Ｊ】．有色冶金设计与研究， 钛的浓度低，也不存在水解晶种，因而水解作用较 ２００７，２７（２３）：１２２—１２５． 弱，随着浸取过程进行，钛的浓度增大，水解作用 ２．田君，朱国才等，攀西高锰稀土矿泥盐酸浸取稀土动力学，过 增强，并且水解产物作为晶种促进水解。较低温度 程工程学报，２００１年１月第１卷第１期：５４～５７ １／ 下，钛的浸取率与式１一（１一 ）ｙ３＝ｋｔ相符，在较高 ３．张兴法，徐超，许民才等，盐酸浸取高岭土中氧化铝的动力学 温度下，在反应前期钛的浸取率出现最大值前也是 研究，合肥工业大学学报（自然科学版），１９９９年４月第２２卷 符合的。 第２期：３３～３６ ３．３浸出过程为化学反应过程，矿物粒度、浸取剂浓 ４．傅献彩，陈瑞华等，物理化学（下），人民教育出版社，１９７９ 正 度对反应速率影响 ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第４０页） 塞、房屋倒塌事故时有出现；另外管线冲洗水流速 艺管线的案例，但由于其噪音大、对空气污染严重， 度也有着最低限制，流速过低时很难将施工过程中 且需要具有大流量、大压力的空压设备，该种方式 混入管道内部的杂物冲出，达不到冲洗的最终效 在城市集中供热工程中很少被采用。 果；因此要求在编制冲洗方案时，必须含有相应的 ４ 结束语 安全技术防范措施，而且应对冲洗用水量和水流速 度进行计算，并画出冲洗管线连接示意图，以便在 随着我国城市化进程的飞速发展，环境保护意 识的增强，城市集中供热工程也正在全面展开。热 选用冲洗设备和材料时作为参考。项目管理人员在 力管道作为集中供热工程的大动脉，其安装工程的 审核冲洗方案时，要着重考虑方案的实用性、安全 质量控制是整个集中供热工程质量控制的关键环 性和经济性，并有意外漏水事故处理预案，同时还 节；热力管道安装工程质量控制是一个系统的工 要考虑对冲洗效果的判断标准。最后需要说明的 作，质量控制工作必须贯穿于项目实施全过程。 是，在管线冲洗方面也有利用高速压缩空气冲洗工