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压缩空气管道安装、施工及防护要求

《压缩空气站设计规范》GB 50029 – 2014 对压缩空气管道提出了多方面要求,贯穿管道设计、材料选用、安装施工以及后续防护等环节。

1、管径与流速确定

规范要求根据压缩空气的流量、压力、温度以及允许压力降等因素,通过合理计算来确定管径。在满足流量需求前提下,需将流速控制在适宜范围。比如在一般工业应用场景中,对于压力为 0.7 – 1.0MPa 的压缩空气,管道经济流速常设定在 10 – 15m/s 。如此既能减少管道系统的压力损失,又能避免因流速过高产生噪声、磨损管道内壁等问题;若流速过低,则可能导致管道投资成本增加。

2、管道材料选择

材质标准:压缩空气管道应选用符合国家标准且满足工程需求的管材。对于工作压力不超过 1.6MPa 的中低压管道,常选用 20 号优质碳素钢无缝钢管,其具有良好的综合性能,能耐受一定压力与温度,抗腐蚀能力也相对稳定。在有特殊需求,如对压缩空气质量要求极高、存在腐蚀性介质等情况下,可能会选用不锈钢管(如 304、316L 等材质)。例如在食品、医药行业,为防止铁锈等杂质混入压缩空气影响产品质量,多采用不锈钢管道。

质量检验:管道材料需具备质量证明文件,对其化学成分、力学性能等指标进行严格检验,确保管材质量符合设计要求,从源头保障管道系统的安全可靠运行。

3、管道布置与敷设

总体布局:压缩空气管道布置应与厂区整体规划相协调,尽量短捷顺直,减少不必要的迂回和弯头,以降低压力损失。同时要考虑与其他管道、建筑物及设备的安全距离,避免相互干扰和影响。例如,与热力管道平行敷设时,净距不宜小于 1m;交叉敷设时,净距不宜小于 0.25m。

敷设方式:可采用架空、地沟或埋地敷设等方式。架空敷设时,管道的安装高度需满足通行要求,一般厂区内不低于 2.5m,跨越道路处不低于 4.5m 。地沟敷设时,地沟应设有排水措施,防止积水浸泡管道。埋地敷设时,管道应做好防腐绝缘处理,埋深通常不小于 0.7m,且需在管道上方设置警示标识,防止后续施工对管道造成破坏。

坡度设置:压缩空气管道应设有一定坡度,以便于排除管内可能产生的凝结水。对于一般管道,坡度宜为 0.002 – 0.005,且在管道最低点应设置排水装置,如排水阀、疏水器等,定期排放凝结水,避免积水影响压缩空气质量和管道使用寿命。

4、管道连接

焊接连接:对于管径较大、压力较高的管道,优先采用焊接连接方式。焊接应符合相关标准规范,如《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236 – 2011 等要求。焊接前需对管材进行坡口加工,保证焊接质量。焊接完成后,应对焊缝进行外观检查和无损检测(如射线探伤、超声波探伤等),检测比例根据设计压力和管道重要性确定,确保焊缝无裂纹、未焊透、气孔等缺陷,保证管道连接的强度和密封性。

法兰连接:在需要经常拆卸、检修的部位,如设备进出口、阀门连接处等,多采用法兰连接。法兰的类型、规格应根据管道压力、管径等参数合理选用,如平焊法兰适用于压力较低的场合,对焊法兰适用于压力较高、密封性要求严格的系统。连接时,法兰密封面应平整光洁,垫片应选用合适的材质(如橡胶垫片、金属缠绕垫片等),并正确安装,保证密封性能。

螺纹连接:一般用于管径较小、压力较低的管道分支处或仪表接口等部位。螺纹应符合相应标准,连接时需使用合适的密封材料(如生料带、密封胶等),确保连接处严密不漏气。

5、管道支吊架

设计选型:根据管道的管径、重量、敷设方式、工作压力及温度等因素,合理设计和选型支吊架。支吊架形式包括固定支架、活动支架、导向支架等。固定支架用于限制管道的位移和振动,应能承受管道的水平和垂直荷载;活动支架允许管道在一定范围内自由伸缩,减少管道因热胀冷缩产生的应力;导向支架则引导管道按规定方向位移。例如,在高温管道上,需设置足够数量的滑动支架和导向支架,保证管道热胀冷缩时的位移顺畅。

安装要求:支吊架安装位置应准确,安装牢固可靠。支架间距需符合规范要求,一般水平管道支架间距不宜大于 3 – 6m,垂直管道支架间距不宜大于 4 – 6m 。支吊架与管道之间应接触紧密,防止管道在运行过程中出现晃动、位移等情况。对于有热位移的管道,支吊架的安装应考虑热位移的影响,确保在管道热胀冷缩时支吊架仍能正常发挥作用。

6、管道防护

防腐处理:压缩空气管道在运行过程中可能受到周围环境介质的腐蚀,因此需进行防腐处理。管道外表面应先进行除锈,达到一定的除锈等级(如 Sa2.5 级)后,涂刷防锈漆和防腐漆。对于埋地管道,除了常规防腐涂层外,还可采用阴极保护等附加防腐措施,延长管道使用寿命。例如,在土壤腐蚀性较强的区域,可通过牺牲阳极或外加电流的方式对埋地压缩空气管道实施阴极保护。

保温绝热:当压缩空气温度与环境温度差异较大,或对压缩空气温度有严格要求时,需对管道进行保温绝热处理。保温材料应具有良好的隔热性能、较低的导热系数,且不燃或难燃。常见的保温材料有岩棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫等。保温层厚度根据热工计算确定,以减少管道的热量损失或防止管道表面结露。保温层外应设置保护层,如镀锌铁皮、铝皮等,防止保温材料受损,保证保温效果。

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