房衛(wèi)民，王曉龍

(中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司，上海 200063)

浮法玻璃由于其平度好、無(wú)水波紋、透明度高等特點(diǎn)在玻璃市場(chǎng)中一直占有很大的份額，而錫槽是決定浮法玻璃質(zhì)量的重要工段，錫槽內(nèi)充滿了大量錫液，玻璃液由流槽流入后，在錫液表面完成拋光和拉薄，最后成型。錫槽內(nèi)錫液的質(zhì)量是決定浮法玻璃質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，錫液在加熱環(huán)境下極易氧化，在錫槽中通入氮、氫混合氣可以顯著的降低錫液的氧化，氫氣由管道送至錫槽，嚴(yán)格執(zhí)行管道施工控制，可以有效的保證生產(chǎn)安全。

1 氫氣的危險(xiǎn)性

氫氣分子式：H2；分子量：2.01；相對(duì)密度：0.07(比空氣輕)；危規(guī)號(hào)21001；UN編號(hào)：1049；CAS號(hào)：133-74-0；燃燒熱：241 kJ/mol；引燃溫度：400 ℃；易燃、無(wú)色無(wú)臭氣體，其危險(xiǎn)性如下：

1)氫氣的粘度低、滲透性和擴(kuò)散性強(qiáng)，通過(guò)管道輸送極易泄漏和不易被人發(fā)覺(jué)。

2)氫氣的密度小，從管道泄漏后會(huì)在室內(nèi)頂部聚集，遇到火源、熱源就會(huì)發(fā)生燃燒、爆炸。

3)氫氣的著火能極小，僅為0.019 MJ，當(dāng)發(fā)生泄漏后，輕微的靜電火花都會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。

4)氫氣的爆炸極限在4.1%～74.1%，爆轟范圍在18%～59%，高溫和高壓環(huán)境下，其爆炸極限將進(jìn)一步加寬。

5)氫氣的熱值高，著火后其火焰溫度高、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，?huì)造成巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

由于氫氣存在較大的危險(xiǎn)性，如何嚴(yán)格的做好管道施工控制尤為重要。

2 氫氣的管道施工

氫氣管道的施工分為材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、測(cè)量放線、管道脫脂和酸洗鈍化、管道就位、管道支座安裝、管道安裝、焊縫探傷、管道壓力試驗(yàn)、管道氣密性試驗(yàn)、管道清洗吹掃、管道防腐、管道試運(yùn)行、竣工驗(yàn)收。其管道施工流程如圖1所示。

2.1 材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)

浮法玻璃生產(chǎn)線中的氫氣管道主要采用GB/T8163—2018中的Ⅱ系列無(wú)縫鋼管，管件采用GB/T12459—2017中的Ⅱ系列彎頭、三通、異徑管、管帽，采用對(duì)焊的方式，本體材料為20號(hào)碳鋼；法蘭采用HG/T20592—2009中的B系列帶頸平焊法蘭；緊固件采用35CrMo全螺紋螺柱、30CrMoII型六角螺母；閥門采用波紋管截止閥、球閥等。管道組成件必須具有制造廠的質(zhì)量證明書，其質(zhì)量等級(jí)不得低于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；管道組成件的材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)、質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，并應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，不合格者不得使用[1]，檢驗(yàn)合格的材料應(yīng)妥善保存，防止銹蝕。

2.2 管道脫脂和酸洗鈍化

管道安裝前要求完成脫脂和酸洗鈍化。

脫脂常用的方法包括有機(jī)溶劑脫脂和化學(xué)脫脂，可采用有機(jī)溶劑(C2H2CL2、C2HCL3、CCL4、C2H5OH等)、濃硝酸或堿液完成脫脂，脫脂劑的性能用途見(jiàn)表1，在使用濃硝酸、堿液、二氯乙烷、四氯化碳等有腐蝕性、有毒、易揮發(fā)、易燃燒、爆炸的脫脂劑時(shí)要注意防護(hù)。

表1 脫脂劑性能、用途表

管道的酸洗鈍化采用槽式酸洗法，使用20%硝酸 + 10%氫氟酸 + 70%水組成酸洗鈍化液，將管道進(jìn)行預(yù)處理后，在酸洗鈍化液中浸泡，根據(jù)管道銹蝕程度確定浸泡時(shí)間，酸洗鈍化合格后，用清水將管道沖洗干凈，清除表面殘留的酸洗鈍化液，再用壓縮空氣吹干后妥善保管。

2.3 管道支座的安裝

氫氣管道、管架、設(shè)備的防雷按二類防雷設(shè)防，利用管道、管架和金屬設(shè)備外殼作接閃器，并與引下線、設(shè)備基礎(chǔ)、接地極連接為電氣通路[2]。管道支座參照動(dòng)力設(shè)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集《室外熱力管道支座》(97R412)制作。氫氣管道托座采用弧形板托座，弧形板選用同管徑的無(wú)縫鋼管進(jìn)行加工，管材的厚度要保證符合要求。碳鋼管道按照規(guī)格要求采用氣焊切割，切割后要求內(nèi)徑與管道外徑一致。

2.4 管道安裝

管道的焊接采用氬弧焊打底、手工電弧焊接覆蓋的工藝。管道焊接前，要求嚴(yán)格去除管道表面的氧化膜、油脂、水分等贓物；焊接時(shí)管道保持平穩(wěn)；根焊道采用氬弧焊打底工藝，兩面焊透，背面成型良好；每道焊口完成后，應(yīng)去除表面飛濺物和熔渣。

2.5 焊縫探傷

管道焊接完成后，應(yīng)對(duì)焊接接頭進(jìn)行檢驗(yàn)和檢查，管道的對(duì)接環(huán)縫、角焊縫、支管連接采用100%目視檢測(cè)，同時(shí)對(duì)管道的對(duì)接環(huán)縫采用15%的X射線照相檢測(cè)，X射線照相檢測(cè)的質(zhì)量合格等級(jí)按照NB/T47013—2015的Ⅲ級(jí)合格，抽樣檢查時(shí)，固定焊和焊接接頭不得少于檢測(cè)數(shù)量的40%[3]。

2.6 管道壓力試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)

管道試運(yùn)行前要求進(jìn)行壓力試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)，前者的目的是對(duì)管道強(qiáng)度和密封性進(jìn)行校核；后者的目的是檢測(cè)管道的嚴(yán)密性。采用無(wú)油、無(wú)水的壓縮空氣作為管道壓力試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)的介質(zhì)，試驗(yàn)前將施工方案、安全措施報(bào)相關(guān)安全部門，獲得同意后方可施工，在試驗(yàn)區(qū)域外設(shè)置警戒線。

壓力試驗(yàn)時(shí)，先升壓至規(guī)定壓力的10%后對(duì)所有的焊縫、法蘭、閥門等接點(diǎn)進(jìn)行檢漏，如有泄漏，局部重新施工后再次試驗(yàn)。當(dāng)10%的壓力無(wú)泄漏后，再次升壓至規(guī)定壓力的50%，重新逐一檢查，如無(wú)問(wèn)題每次升壓10%，全部焊縫、法蘭、閥門等接點(diǎn)合格后進(jìn)行泄壓。

在壓力試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)管道進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，利用壓縮空氣對(duì)管道升壓至規(guī)定壓力后，穩(wěn)壓24 h，不出現(xiàn)壓力降為合格。

3 氫氣管道施工規(guī)范

為了保證氫氣管道的使用安全，嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工尤為重要，氫氣管道的施工規(guī)范主要包括《氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50177；《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》GB/T20801；《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50316；《工業(yè)金屬管道施工規(guī)范》50235；《工業(yè)金屬管道施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50184等?！稓錃庹驹O(shè)計(jì)規(guī)范》12.0.14條[4]：氫氣管道設(shè)計(jì)對(duì)管道施工及驗(yàn)收的要求如下：

1)接觸氫氣的表面，應(yīng)徹底去除毛刺、焊渣、鐵銹和污垢等，管道內(nèi)壁的除銹應(yīng)達(dá)到出現(xiàn)本色為止；2)碳鋼管的焊接，宜采用氫弧焊作底焊；不銹鋼管應(yīng)采用氬弧焊；3)管道、閥門、管件等在安裝過(guò)程中及安裝后，應(yīng)采用嚴(yán)格措施防止焊渣、鐵銹及可燃物等進(jìn)入或遺留在管內(nèi)；4)管道的試驗(yàn)介質(zhì)和試驗(yàn)壓力，應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 氫氣管道的試驗(yàn)介質(zhì)和試驗(yàn)壓力

試驗(yàn)介質(zhì)不應(yīng)含油。以空氣或氮?dú)庾鰪?qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)制定安全措施。以空氣或氮?dú)庾鰪?qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在達(dá)到試驗(yàn)壓力后保壓5 min，以無(wú)變形、無(wú)泄漏為合格。以水做強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)壓力下保持10 min，以無(wú)變形、無(wú)泄漏為合格。氣密性試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓10 min，然后降至設(shè)計(jì)壓力，對(duì)焊縫及連接部位進(jìn)行泄漏檢查，以無(wú)泄漏為合格。泄漏量試驗(yàn)時(shí)間為24 h，泄漏率以平均每小時(shí)小于0.5%為合格。泄漏量試驗(yàn)合格后，必須用不含油的空氣或氮?dú)猓圆恍∮?0 m/s的流速進(jìn)行吹掃，直至出口無(wú)鐵銹、無(wú)塵土及其他臟物為合格。

《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》中GB/T20801.4、GB/T20801.5、GB/T20801.6，對(duì)氫氣管道中壓力管道部分的管道施工也做出了嚴(yán)格的要求，見(jiàn)表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氫氣管道中壓力管道施工的要求

《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》、《工業(yè)金屬管道施工規(guī)范》、《工業(yè)金屬管道施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中對(duì)非壓力管道部分的氫氣管道施工有詳細(xì)的要求，該文對(duì)此部分不詳細(xì)介紹。

4 結(jié) 論

為了確保生產(chǎn)線在后期的運(yùn)行中安全、可靠，在工程施工中每一步都嚴(yán)格做好管道施工控制十分重要，其中管道脫脂和酸洗鈍化、焊縫探傷、管道壓力試驗(yàn)、管道氣密性試驗(yàn)等更是重中之重，按照?qǐng)D紙及規(guī)范的要求進(jìn)行施工是每一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)該嚴(yán)格遵守的底線。