气体管路-技术方案

第2页共3页PAGE2气体管路系统概述实验室气体管路系统，包括：气体管道、控制阀、减压阀、低压报警器、阻火器、过滤器(自气瓶出口至分析仪器气体入口之间设备、管道、管件、辅助仪表)等。卖方应提供满足本技术附件要求的高中心产品及其服务。对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。卖方负责气体管道系统的成套供应，并负责成套设备的性能保证；卖方确保供货完整,以能满足用户的安装运行要求为原则,若在安装中发现缺项（属卖方应该供货的）,由卖方补足；所使用的标准如遇与卖方、国家标准发生矛盾时，按较高标准执行；二、供方对实施化验楼设计及安装技术原则如下：（1）设计及产品符合中华人民共和国国家中心标准、石化标准和烟台万华的工艺要求；（2）技术先进、可靠；（3）设计满足使用功能前提下充分考虑可操作性、后续维修方便；（4）各专业设计、安装符合规范及消防要求；（5）相关用材标准、环保，充分考虑后续管理；（6）设施布局合理、公共管网整洁、整体色调协调；（7）综合考虑整个楼宇未来预留接口，各专业共同讨论整体把关。气体管路系统规范及执行标准（1）SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》；（2）GB50231-98《机械设备安装工程施工验收通用规范》；（3）GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；（4）GBJ93-86《工业自动化仪表工程施工及验收规范》；（5）GB50300-2001《建筑工程中心验收统一标准》；（6）GB50252-94《工业安装工程中心检验评定统一标准》；（7）GB50184-93《工业金属管道工程中心检验评定标准》；（8）GBJ303-88《建筑电气安装工程中心检验评定标准》；（9）GBJ131-90《自动化仪表安装工程中心检验评定标准》；备注：以现行最新标准为准。三、气体管路安装工艺及要求1、工程概况及特点本工程位于烟台万华新建工业园内，综合为用于向色谱、质谱、原吸等化学分析仪器供气。本工程所供应特气为实验室用高纯气体（气体纯度不低于99.999%），对于气体管道施工洁净度要求高、管道内不得有H2O/O2残留、管道气密性要求高。2、编制依据本设计与施工说明编制依据设计图纸、合同及以下规范：序号名称1）工业金属管道工程施工及验收规范GB50235--972）现场工业管道焊接工程施工及验收规范GB50235--973）洁净厂房设计规范GB50235--974）高纯氩、高纯氮、高纯氦国家标准GB50236-GB50236--98-985）科学实验室建筑设计规范GB50073-2001GB/T10624-1995JGJ91-933、设计及施工说明供气系统组成框图：供气系统由气瓶汇流排、供气管路、二级减压面板、末端球阀、紧急切断系统、气体泄漏报警系统组成。如所附CAD图所示。气瓶间布局。客户使用气体共有零点空气AIR、N2、PN2（高压氮气)、C3H8、O2、H2、PH2（高压氢气)7种气体。其中O2是氧化性助燃气体，H2、PH2（高压氢气)、C3H8是易燃易爆的危险性气体，按照相关规范要求，气瓶间共分2间，一间H2、PH2（高压氢气)、C3H8；另一间AIR、N2、PN2（高压氮气)、O2符合相关规范要求。3.1气瓶间气体汇流3.1.1）仪表空气（Air）来自管网，经过除水除油及两级过滤处理后，储气罐存储。通过管路供给（储气罐及其前端部分不在此工作范围）。所有阀门管件全部采用优质SS316L材质、主管路1”，以确保管道供气气体品质。3.1.2）高纯氮气（N2）来自管网，经过两级过滤处理后，储气罐存储。通过管路供给（储气罐及其前端部分不在此工作范围）。同时钢瓶间设置高纯氮气3X4组架，与管网高纯氮气管路并联切换供气（过滤精度5um，滤芯可在线更换，便于维护），放空口设置管道单向阀；所有阀门管件全部采用优质SS316L材质主管路1”，以确保管道供气气体品质。3.1.3）高压氮气（PN2)来自高压钢瓶设置高纯氮气2X2手动汇流排，排放空口设置管道单向阀；所有阀门管件全部采用优质SS316L材质主管路1/2”，以确保管道供气气体品质。3.1.4）丙烷（C3H8）来自管网，经过除水除油及两级过滤处理后，通过管路供给同时钢瓶间设置丙烷2瓶位式与管网空气管路并联切换供气（过滤精度5um，滤芯可在线更换，便于维护），放空口设置管道单向阀；所有阀门管件全部采用优质SS316L材质、主管路1/2”设置回火防止器，以确保管道供气气体品质及安全。3.1.5）氧气（O2）来自管网，经过除水除油及两级过滤处理后，通过管路供给同时钢瓶间设置2瓶位式与管网空气管路并联切换供气（过滤精度5um，滤芯可在线更换，便于维护），氧气由2钢瓶作为供气源，放空口设置管道单向阀经方空管路排向安全地方；所有管全部采用优质SS316L材质1/2“设置回火，以确保管道供气气体品质及安全。3.1.6）氢气（H2）来自管网，经过除水除油及两级过滤处理后，通过管路供给同时钢瓶间设置3X4组架与管网空气管路并联切换供气（过滤精度5um，滤芯可在线更换，便于维护），氧气由2钢瓶作为供气源，放空口设置管道单向阀经方空管路排向安全地方；所有管全部采用优质SS316L材质1/2“设置回火，以确保管道供气气体品质及安全。3.1.7）高压氢气系统（PH2)。氢气系统由一套2瓶位双侧式汇流排、组成的供气系统向各层楼用气点供气。带放空阀，投用前可采用氮气对高压侧管道进行排放吹扫，确保管道内氧含量低于0.3%。自动切换器出气口配置精密过滤器（过滤精度1um，滤芯可在线更换，便于维护）及回火防止器，放空口设置管道单向阀，所有阀门管件全部采用优质SS316L材质，以确保管道供气品质。氢气系统设置隔爆紧急切断阀，遇用气点氢气泄漏报警时，自动发出声光报警，同时切断氢气向管道供气。3.2气体泄漏报警器紧急切断装置及欠压报警器.3.2.1气体泄漏报警紧急切断装置本系统中H2、C3H8为易燃易爆气体，为保证实验人员安全，在相关用气房间内设置有泄漏报警传感器，通讯接入到一套泄漏报警控制器中，控制器带编程功能，能设定多组继电器对应不同的气体，遇任意一种气体任意一个用气点发生泄漏报警时，自动切断该种气体汇流排上的紧急切断阀，以确保使用安全性。气体泄漏报警器采用催化燃烧式传感器，使用寿命长，探头不易中毒。探头与报警主机采用一对一互补干扰闭路链接方式。本系统中在氧气汇流排间同时设置了O2浓度报警器，氧浓度报警器采用电化学传感器。3.2.2探测器（探头）电源和信号均为无极性设计。可选配安装支架，实现抱管、置顶等多种安装模式。内置进口拨码开关，所拨即所得，避免因电子串号造成的物理地址和逻辑地址不匹配。进口传感器，抗中毒，抗干扰能力强；结合先进的数字处理系统，测量精度高，稳定性好。内置专家软件系统，探测器对于过浓度、短路及断路故障具有自动识别及自我保护功能。内置一路无源常开报警输出触点，可外接声光报警或现场联动控制。选配宽温型LED显示屏及红外遥控器，可实现现场气体浓度实时显示和调校等操作。3.2.3报警控制器采用HBUS四总线通讯接口，具有自动保护功能，避免线路短路对控制器造成损坏；23模块化设计，便于维护；采用LCD中英文双语显示显示；实时浓度显示（%LEL、ppm、%VOL）；自动跟踪传感器老化状态，并自动校准；可配置输入和输出模块，方便实现远程逻辑控制及系统集成；具有故障自动监测功能；内置大容量数据存储器，可分类存储故障记录、报警记录、开关机记录及事件记录，断电不丢失；自带四组可编程联动输出，可手动控制联动输出；可远程进行探测器灵敏度修正，零点调整；可用于三线制分线式设备改造；可配置RS485通讯接口，支持XG、MODBUS主/从多种通讯协议；可配置RS232通讯接口，支持微型打印机，实现打印报警及故障信息。3.2.4气体欠压报警器汇流排自动切换器左右侧设置压力变送器，H2、C2H2、CH4设置隔爆压力变送器，能实时显示左右侧钢瓶压力，当某侧钢瓶压力使用到设定值时自动切换并发出声光报警，报警信号可远传。欠压报警器由触摸屏、SIEMENSS7-200、模拟量扩展模块组成，任意编程、组态，除了压力监视及报警功能外，如果业主需要还可设置对紧急切断阀进行远程监控，或将泄漏报警器与欠压报警器合成一套PLC系统中。3.2.5自动切换器简介。钢瓶自动切换器功能主要有以下几点：1、当主供气瓶组的压力降至设定压力时，供气系统开始自动切换，由备用气瓶组开始向系统供气，从而实现不间断供气功能。为了有效降低高纯气体的使用成本，使集中供气系统发挥最大的功效，控制和减少气瓶中高纯气体的残留量，自动切换器汇流排主、备气瓶自动切换系统必须具有较高的压力控制精度，保证实际切换压力与设定压力值不超过±0.05Mpa，保证气瓶切换压力可在0.4MPa~0.8MPa范围内任意设定。3.2.6气体管道及施工3.2.7所有气体管道均采用优质SS316LBA管，内壁无油脂，表面光洁度Ra值为10uin/0.25um；（壁厚不小于1mm）3.2.8所有气体管道采用管管全自动焊接，焊接采用原装进口管管全自动焊机进行环缝焊接，密封焊钳、内外充氩保护。管管环缝自动焊接将管管之间传统的机械连接方式转变为自动焊接方式，这是一种非常精确的适合精密管路系统的焊接方法，采用高纯氩气进行内外保护，单面焊双面成形。先进管管自动焊接系统包括数字化控制器，输入管路直径和厚度，就可以自动生成焊接工艺程序，4、管道施工洁净度保证措施。4.1、割管对于管径小于等于1/2“（Φ12.7）的洁净管采用专用不锈钢管割刀进行切割，切割后再采用平口器进行平口，平口后采用洁净氮气进行吹扫，切割口应平整、无毛刺。作业过程如下图：割刀切割作业平口器平口作业对于管径大于等于3/4“（Φ19.05）的洁净管采用行星走轮切割机进行切割，对于个别管口存在毛刺的，切割后采用专用刮刀对内外壁进行去毛刺处理，然后采用洁净氮气进行吹扫，切割口应平整、无毛刺。作业过程如上图：行星走轮切割管道作业去毛刺平口作业4.2、弯管。对于管径小于等于1/2“（Φ12.7）的洁净管转角处采用冷弯方式进行施工，弯曲半径，管径大于等于3/4“（Φ19.05）的洁净管，转角处采用成品弯头自动焊连接。4.3、自动焊接施工方法说明：4.4、焊接工艺评定在本工程施工前，我们会按照本工程管道管径及材质，制作焊接工艺卡，并按照焊接工艺卡各项工艺参数，提供各规格管道焊缝试样，焊缝试样按施工工艺规范要求核对焊接性能、尺寸，并交业主验收后开始施工。焊缝内外焊道宽度检测：焊缝拉伸强度检测：焊接工艺评定时，应对焊件试样进行拉伸强度测试，拉伸强度应不小于350MPa。4.4.1通用施工工艺施工前配备焊工证、劳保用品、安全保险单、现场管道支架铺设整齐；所有管道采用无缝全自动焊接，进行氩气内外保护，焊接焊道不得凹陷；弯管使用专用弯管器进行操作；焊接完成后需进行气体吹扫，直至管内无杂质。a特气管道施工工艺本施工规范适用实验室大宗气体和特殊气体管道配管、安装、焊接的施工与检查，辅助支架系统的安装与检查,也满足烟台万华的工艺要求规范。b管道施工程序：查看现场确认图纸→洁净设施气体准备→材料准备与检查→管道支架制作安装检查测试→配管施工图纸确认：所依据施工之图纸均需客户工程师确认并签字盖章，方可施工；若因现场状况限制，无法按图施工需更改图面须由客户工程师确认；洁净设施准备：d洁净焊接预制区的搭建：现场选干净的房间，以供项目高纯管道切换和焊接预制；在干净小房间的外围进行初级的洁净防护，保证洁净小间的空气中心。焊接吹扫气体设施准备e管材切割：预制管道切割预制于干净的小屋内执行；切割前确认配管表面无有害痕迹、破损。；配管切割时使用不锈钢专用切割器(StainlessSteelTubeCutter)或专用手动割刀缓慢进行切割，管径大于25A时，须保持切面直度(90°±0.5)；管道横放水平固定，防止切屑进入管内；进行切面加工时，为防止切屑进入管内，使加工面处于下流，从下流冲放洁净的气体，加工后，使切面朝下，从上方敲打几次，去除切屑杂质。f弯管：1/2”以下管径采用弯管施工，若因现场因素无法执行，则一律使用Elbow施工。弯管需使用合适之弯管器，不可使用手弯，除美观外也可降低微粒子产生。弯管曲率至少以1/2”管道五倍弯曲率为原则；原则上只有直径小于1/2”的管道才可弯曲，配管弯曲时(除了量尺寸外)不可取开两端盖子；配管弯曲应使用专门的弯管器（SWAGELOK）进行操作。管线连接卡套接头安装(Let-lok)施工前，检查卡套型(Let-lok)接头之各元件是否齐全；元件包含接头本体×1个、母套头（Nut）×2个、金属箍套圈（Ferrule）×2组；将配管管材裁减至所需尺寸，或预制好之管材依序套上母套头、金属箍套圈；将管材连接端确实套入接头本体，并顶至内部底端；用手旋紧母套头；旋紧后，以签字笔在母套头上之一面作标记；再以两支扳手分别夹住接头；本体六角承头部及母套头，施力旋转11/4圈。NPT接头安装NPT牙型接头一端为卡套型(Let-lok)接头；另一端为螺纹接头；NPT牙连接于机台前，须以TYPE-SEAL先行以渐进法缠绕于牙端3圈；连接机台时，先以手旋紧接头，再以扳手施力旋紧；连接管道与卡套型(Let-lok)接头端；于母套头内置入Ferrule后插入管件，再以手旋紧母套头，旋紧后，以扳手施力旋紧11/4圈。VCR接头安装检查VCR型接头配件（GLAND、NUT…），观察其倒角光滑面不得污损、使用时须加封，以防碰损污染；安装时，于连接处放置GASKET后，以手旋紧；旋紧后，再以扳手施力旋转1/8圈。管道焊接（轨道自动焊接）g自动焊接试样制作：自动焊接机的状况可藉由制作焊接试样进行检查确认，每日开始工作和结束工作均需制作焊接试样，开始试样和结束试样需保存作为项目中心检验记录。焊接施工h焊接认证：自动轨道焊接的技工拥有一定的焊接知识基础，持有外焊机公司认证证书和国内相应证书；项目正式焊接施工前，业主和施工方一起进行自动轨道焊接技工认证，焊接作业流程和焊接试样合格后方颁发项目焊接证书，才能许可在项目中操作焊接设备进行焊接；所有作业者都必须穿戴好劳动防护用具，准备齐安全作业设备；j焊接作业：A：焊接施工前的准备（a）焊工须通过不锈钢焊接工艺技术测试或CCT内部的焊接工艺授权测试：作为对自动焊接的管理，每天正式实施焊接工作前，焊工须对每台焊机的焊机所焊尺寸配管进行配管样本制作，交现场工程师进行评估和检查(评估检查的标准参见《焊接评定》),样本通过后才能进行焊接操作；（b）每天焊接工作结束及当日管径变换前应制作结束样本，检验已完成部分的焊接中心，如结束样本不合格，则检验最后一个焊点的中心，依此类推，如果连续检查发现四个焊缝不合格，应当对该尺寸全天的焊缝进行全面检查；（c）通常焊接总是从管子上流往下流进行，保持通气的稳定性；（d）自动焊机的电源应保持恒定并配有装置。B：保护气的吹洗方法（a）保护气吹扫是为了使UHP管道系统内表面在焊接高温中免受氧化；（b）通常吹扫管道采用不锈钢管，与被要焊的管道的连接采用PTFE材料；（c）焊接直到焊接区域冷却至＜100℃之前都要保持有背保护气一直吹扫；C：焊接（a）操作时参照各台焊机的使用手册操作；（b）在焊接过程中应始终保持焊头的清洁，并检查夹具套的潜在危险损坏、钨极尖部是否有磨损、焊头转动是否平滑；（c）夹套应准确地校正并固定；（d）目视检查焊后外表面无任何异常，用钢丝刷刷去焊接区外表面的氧化膜；（e）焊接检验员确定该焊缝为合格焊缝焊缝后，焊工应当在焊接检验记录表记录所有成品焊缝的焊接参数。此记录表至少应包括：焊缝号、焊机型号、焊材尺寸、焊机操作工标识号、检验人员的签名。品质检查：A.配管管线检查：配管达美观，走管横平竖直；管线联接正确无误；管架无摇晃，管线固定牢靠；焊接检查：焊接工序完成以后，焊接外表面按要求使用镜子和光照进行100%的全位置视觉检查，以确保表面无缺陷，每一个焊接的检验结果将记录在焊接记录中。焊道的外表面宽度均匀，焊缝边缘整齐，有清晰的鱼鳞纹路，且外表面的突起与凹陷，小于壁厚的10%。外表面呈黑色时该焊道焊道为不合格焊缝。焊缝外表面宽度要大于管道壁厚3倍以上。5、气体管路系统验收及标准依据《国家工业管道安装及验收规范》（GB50235-97）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收，规范》（GB50236-98）等有关规定，我方对本项目气体管道压力试验及验收标准明确如下：5,1汇流排测漏试验：管道连接完成后，关闭出气控制球阀，打开钢瓶阀，打开汇流排各高压截止阀，用肥皂水打在每个螺纹连接接口上，等待15分钟后无气泡，合格。5.2管道压力试验：5.3标准N2、AIR、O2、、He、H2、气体管道设计压力20BAR，试验压力24BAR。考虑到为洁净气体应用，管道对H2、O2要求高，采用气体进行压力试验。试验时应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的50%时，如未发现异常或泄漏，继续按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3mins，直至试验压力，稳压15mins，再将试验压力降至设计值，停压时间应根据查漏需要而定，以发泡剂检验不泄漏为合格。5.4泄漏性试验：5.5根据金属金属管道施工及验收规范要求，压力试验合格后，针对H2、O4三种易燃易爆气体进行泄漏性试验。5.6泄漏性试验压力为管道设计压力，对各管道按照设计压力充入高纯氮气（1.0MPa），保持此压力24小时，每小时压力降小于0.3%为合格。5.7供气稳定性测试试验：在正常工作压力情况下，开启所有使用设备，在流量稳定的情况下，各仪器开闭时工作压力波动小于5%。完成调试、试验后，我方将出具一份调试、试验结果报告。（报告样本附后）5.8气体管路对应性测试。关闭所有管道进气阀门，然后分别逐根打开各气体管道进气阀门，打开阀门，检测各用气端，确认各用气点所连接气体管路一一对应，无错接、漏接为合格。5.9吹扫。在管道压力试验合格后，对系统进行吹扫，吹扫方法及合格标准如下：管道系统吹扫及清洗记录项目：吹洗：管线号材质压力（MPA）介质装置：流速(M/S)鉴定工号：N23161N220-25合格He3161N220-25合格H23161N220-25合格O23161N220-25合格C2H23161N220-25合格介质方法鉴定建设单位：试验人员：结果判断：建设单位：鉴证人员：鉴证日期：施工单位：试验人员：试验日期：6.吹扫方法：合格标准。在管道末端设置靶板或白布，连续5mins靶板或白布上无明显的痕迹、污点为合格。7.颗粒度测试。吹扫完成后对各管道内通洁净氮气，然后逐根进行颗粒度测试，任意选择一根支管