在高压管道检修中,需更换的管段基本上都属于封闭管段,在新装设的管线中,亦必定含有封闭管段。近年来世界上一些国家推行预制管系施工法,即把一些管段和管件事先加工预装好,在现场只是进行最后组装和焊接,使安装速度大大加快。这就要求必须精确、细致地进行现场测量,绘制出符合现场实际情况的施工单线图,这样才能保证预制的准确和现场安装顺利进行。


   现场测量的常用方法是挂线测量法,如能用经纬仪帮助测量,则效果会更好。现场测量的常用工具比较简单,一般常用的有:


   水平尺--用以检查挂线的水平度或坡度、管口法兰平面的水平度或垂直度;


   弯尺(直角尺)-用以测量和检查两根互相垂直的挂线;


   丁字尺-用以检查挂线是否为所测管子的中心线,也可用以检查平行线和垂线;


   量角规-用以检查挂线的交角;


   钢尺-用以测量直线长度;


   线坠-吊线用;


   粉线-挂线用。



1. 几种典型管段的现场测量


  ①. 90°弯管


    a. 水平90°弯管 


     如图3-45所示,首先检查已有的法兰接管口垂直度(用水平尺或吊线坠的方法),在管口中心挂两条粉线(线Ⅰ和线Ⅱ),用直角尺检查并调整粉线Ⅰ、Ⅱ,使之成90°,两线的交点便是测量的标点。用钢尺量出L1、L2的尺寸。


    b. 垂直90°弯管 


  如图3-46所示,用水平尺或吊线坠的方法检查水平管段法兰接管口的垂直度,从该管口中心挂水平粉线Ⅰ;检查垂直管段法兰接管口的水平度,从该管口中心吊线坠。用直角尺检查并调整线Ⅰ、Ⅱ,使之成90°,两线的交点便是测量的标点。用钢尺量出L1、L2的尺寸。


   c. 水平90°来回弯管 


    这类弯管段相当于两个90°弯管的组合体,测量和预制均要求很准确。测量时,一般只挂两根粉线即可,挂线及测量方法参见图3-47。


图 45.jpg


  ②. 180°弯管 


    这类弯管管段也称为U形管段,相当于两个90°弯管的组合体,测量和预制均要求很准确。如图3-48所示,测量时,一般只挂两根粉线Ⅰ、Ⅱ,量出L1、L2的尺寸;L3的尺寸可以不测,根据预制、加工要求的最小尺寸(最小直段长度和弯制半径)确定,在确定L3的尺寸时,应考虑使这个管段的展开长度尽量小些。若现场有障碍物,则L3的尺寸应按现场实际情况进行测量和确定。


  ③. 固定角弯管 


    由于现场已有的接管口是固定的,因此固定角弯管段的弯曲角、弯曲位置由已有的接管所决定。这类弯管段的测量和预制、加工均要求很准确。如图3-49所示,可采用挂三条粉线的方法进行测量,线Ⅰ、Ⅱ为基本线,线皿为辅助线,通过管口中心与线I垂直。将挂线调整好后,量出弯管段的折线尺寸L1、L2,同时测量L1、L2和弯曲角a。由于这几个数值可按直角三角形的边角关系进行计算,因此可用于相互验证、核对。


图 49.jpg


  ④. 任意角弯管 


    任意角弯管测量时,其中一个接管口是固定的,另一个接管口可旋转(如与三通、弯头等管件连接),如图3-50所示。在这种情况下,弯曲角α可任意选定,为了测量、预制方便,最好将a选为30°、45°或60°。测量时,挂三条粉线,线Ⅰ、线Ⅱ为基本线;线皿为辅助线,通过该管口中心与线Ⅰ垂直。将挂线调整好后,量出弯管


   段的折线尺寸L1、L2,同时测量L1、L2和弯曲角α.在将现场测得的a换算为选定的弯曲角(30°、45°或60°)时,折线L1、L2的尺寸和L1、L2的尺寸会相应变化,此时,必须考虑旋转中心距H的尺寸。最后,用放大样或计算的方法确定施工单线图上的尺寸L1、L2、L1、L2和弯曲角α。


  ⑤. 任意角来回弯管


   这类管段用以连接两条平行的管线,管段由三段折线组成,由于折线的夹角可由施工人任意选定,故称为任意角来回弯管。通常,因管段的两个弯曲角a(即折线夹角)总是相等的(且α小于90°),故又称为同位角弯管或等差弯管。如图3-51所示,测量时,挂两条粉线(线Ⅰ和线Ⅱ),只测量L1、L2的尺寸即可。折线尺寸L1、L2可在绘制施工单线图时,任意选择一个比L1/2小的尺寸(弯曲角α必然小于90°)。


   如现场有障碍物,L1、L2的尺寸不能任意确定,必须在现场测出具体数字。


图 51.jpg


  ⑥. 摇头弯管 


   若现场已有的两固定接管口中心轴线呈异面直线,则必须采用摆头弯管连接,现场测量时,须测出摆头弯管的空间尺寸L1、L2、L3。由于将高压管子预制成规定尺寸和形状的摆头弯管十分不易,所以实际施工时,都在竖直管段上加一对法兰,使摆头弯管变成两个90°的弯管管段。摆头弯管的现场挂线和测量情况如图3-52所示。



 上面介绍的几种典型管段的现场测量是实际施工中常见的、常采用的方法,但现场测量的范畴和方法远不止这些,掌握了这几种基本方法后,可根据现场实际情况组合运用,举一反三,更巧、更简捷、更准确地测量现场有关数据,以准确地确定和绘制高压管段施工单线图。



2. 现场测量注意事项


  ①. 在进行挂线测量时,应尽量考虑采用直观挂线,这样给以后的施工单线图绘制、尺寸计算都会带来许多方便。只有在现场条件不允许或不可能采用直观挂线时,才采用非直观挂线,但在进行尺寸计算时应特别注意和细心。


  ②. 高压管道检修工作中的现场挂线与基本建设过程中现场挂线略有不同,一是可能现有设备、管道正在运行之中,系线点较少甚至有振动,二是中间可能遇到梁、柱、墙、楼板、设备、管道、构筑物等,因此在现场测量时困难较大,必须充分考虑到这些因素。


  ③. 现场挂线测量时,一定要注意到哪几条粉线是主要的(基本线),哪几条粉线是参考的(辅助线),哪些数据是必须测量而且测准的,哪些数据是参考的、供验证和核对之用的。这样,才能做到主次分明,条理清晰,避免重测。


  ④. 系线点,就是挂线的端点。应尽可能用设备和管子的管口中心作为系线点,如图3-53所示。采用其他物体作为系线点时,必须考虑其牢固程度和可能在将来发生变动等情况。


图 53.jpg


  ⑤. 现场挂线,除利用线坠的粉线之外,必定有两个系线点,其中一个是固定的,另一个是可调的,固定的系线点应尽可能地采用管口中心。因为现场挂线测量往往很难做到一次成功,需经几次调整后才能进行测量,可调的系线点就是为此而设置的。


   挂线时,两系线点的距离不宜很远,否则将因粉线自身重量产生较大的挠度而影响测量结果。在吊挂互相交叉的三条粉线时,其中两条粉线只能在另一条线的同侧,否则会造成测量结果不真实。粉线的交叉点应涂色或用其他方法做上标志,避免粉线因冲碰、振动等缘故变位后重新找标点、重新测量。


 ⑥. 吊挂垂线时,其下端为线坠,只有在线坠不摆动时方可进行测量。在现场,由于振动、微风等影响,线坠可能久摆不息,此时,可在线坠下置一盛有机油的油盆,使线坠的尖端浸在油中,线坠便能很快地稳定下来。


  ⑦. 两条粉线在空间垂直相交时,一定要用直角尺检查后方可测量其他有关尺寸。


  ⑧. 现场测量时,应考虑用哪一管段作为最后安装的管段-封闭管段。封闭管段应便于安装、测准、加工,如果在管线安装时发现新的问题,封闭管段还可以起到弥补作用。



 3. 制加工尺寸的确定


   为了高压管段预制的需要和进一步指导高压管道的安装,在现场测量之后,必须根据测量结果绘制高压管线施工单线图和高压管段的预制加工尺寸图。高压管线施工单线图,是从该管线的连接起点到终点,包括管段、管件、阀门的系统图,在单线图上应注明管段、管件和阀门的编号、规格、尺寸、材料、介质流向、标高以及主要障碍物的位置和大小等,在某些场合,还要注明与其他设备、管道、构筑物的间隔尺寸。在单线图中,管件、阀门都是标准件,按标准或产品样本查得即可,只有管段尺寸必须根据现场测量的结果进行计算后方能确定。管段计算,主要是算出该管段的展开长度,以便据以下料和弯曲加工,其计算方法与中、低压管道的管段计算方法基本相同,但须考虑阀门和管件尺寸、透镜垫厚度的影响,而且要求计算的准确度更高,管段尺寸计算本身并不复杂。在管段的预制加工尺寸图上,应注明该管段的展开长度、弯曲半径、起弯点和终弯点位置、直管部分长度、机加工部分的尺寸(管端螺纹、管端密封面)以及其他加工要求。



  现场测得的数据不是施工尺寸,更不是加工、下料的尺寸,必须经过计算,方能绘制出管段的预制加工尺寸图。下面以固定角弯管为例,介绍现场测量后管段展开长度的计算(参见图3-54)。


图 54.jpg


   已知:现场测量的数据L1、L2、L1、L2及a,根据《高压管、管件及紧固件通用设计》确定或选用的数据R、8或Δ,在计算时需根据《高压管、管件及紧固件通用设计》核对的数据M1、M2。计算固定角为α的高压弯管管段展开长度c。


  在确定预制管段的加工尺寸和绘制加工尺寸图时须注意以下几点:


   ①. 法兰、焊口的设置应考虑管子加工及管段的安装、维护、检修的方便,不得置于墙壁、楼板或管架上。


   ②. 弯管的弯曲半径应大于或等于5倍管子外径,即R≥5Dw.特殊情况下亦允许R<Dw,但必须保证弯曲后不超过规定椭圆度,壁厚在安全范围内。弯管的管端直管部分最小长度应大于或等于1.3倍管子外径(M≥1.3Dw),且不得小于60mm。


   ③. 管端螺纹有公制螺纹及圆柱管螺纹两种,在选用时应顾及原有管道、管件采用的是哪种螺纹,以便旧件配换。


   ④. 在标注管端螺纹时应注意:


     PN320MPa的 DN6mm、DN10mm 管子和 PN220MPa 的 DN6mm、DN10mm、DN15mm管子,因受管子规格限制,只能采用G1/4in、G5/8in的圆柱管螺纹。


     PN320MPa的DN15~65mm 管子和PN220MPa的DN25~80mm管子,可根据现场实际情况采用公制螺纹或圆柱管螺纹。也就是说,在这些范围内,两种螺纹并用;PN320MPa的DN80mm或更大的管子和PN220MPa的DN100mm或更大的管子,管端螺纹只能用公制螺纹。


   综上所述,可列成表3-25。


表 25.jpg


   公制螺纹为圆根螺纹,外螺纹牙型槽底为圆弧形,圆柱管螺纹为圆角螺纹。管端螺纹的精度等级为2a级,其技术要求应符合《高压管、管件及紧固件通用设计》中“H5-67”、“H6-67”及“H31-67”之规定。


  ⑤. 检修工作中,在绘制好管段预制加工图后,应与原有的高压管道配管施工图认真核对,一定要确认无误后才能据以加工。


  ⑥. 在有把握的情况下,可以根据原有的高压管道配管施工图来绘制高压管段的预制加工尺寸图,但封闭管段必须以现场实测数据的计算结果来绘制加工尺寸图。封闭管段最好选成容易测量的直管段,封闭管段的长度最好实测。