淺談補償器安裝質量控制

章燕紅

補償器以其結構緊湊、補償量大、流動阻力小、零泄漏、節約空間等諸多優點在熱網中的應用越來越廣泛。但它也有不易解決的缺點：例如軸向型波紋補償器對固定支架產生推力,造成固定支架推力大,在試壓過程中極易損壞;許多設計對補償器的應用經驗不足,選材不當,施工人員對補償器的認識還不夠全面,導致施工與運行期間容易出現故障;尚未有正式國家產品驗收標準,制造廠家偷工減料,補償器自身的制造質量差,造成補償器失效。雙苑社區供熱系統改造項目全長7 500 m,使用波紋管補償器56臺;低溫熱改造項目涉及全廠各個車間及生活區,廠內采取龍門架進行自然熱補償,生活區段使用3臺填料函式補償器。

1 現場補償器失效事例分析

1.1 管線試壓對補償器的影響

管線試壓時出現的問題主要有三種類型：由于管系臨時支撐不當,或管系固定支架設置不合理,導致支架破壞,波紋管過量變形而失效;由于波紋管設計所考慮的壓力或位移安全富余度不夠,管線試壓時波紋管產生失穩變形失效;補償器本身質量差。雙苑社區供熱系統改造項目,在對雙苑社區西院區段管線進行水壓試驗時(有4臺補償器),未對補償器出廠的臨時約束裝置進行加固(廠家現場指導時未提出),在管線升壓至0.7 MPa時補償器約束裝置脫落,補償器伸長140 mm,泄壓后還伸長40 mm,但未發生泄漏。經設計及廠家計算補償器仍可使用,但其使用壽命會受到影響,因此,對管道進行水壓試驗及清洗過程一定要對約束裝置進行加固,正式投用前必須拆除,不可影響補償器自由伸縮;廠區西門段分段試壓,在選定分段點設臨時盲板,盲板作用力沒有作用在主固定支架上,而是作用在次固定支架上。按1.5倍試驗壓力升壓時將固定支架拉壞,固定支架管墩被拔起,但補償器約束裝置已加固未受損,軸向型補償器管路分段打壓時,分段點應選擇可承受水壓試驗壓力的主固定支架,無法做到這一點時,應對分段點承受盲板作用力的次固定支架進行臨時加固,使其能夠承受盲板作用力。由于主次固定支架推力相差太大,臨時加固的辦法很難實施分段,因此打壓分段點的位置最好由業主方、設計方、施工單位共同確定,由設計單位負責技術交底,共同考慮水壓試驗或吹掃方案,業主方根據設計單位意見組織實施。

1.2 設計選型及供貨質量對補償器的影響

低溫熱去開元社區段管道共1 260 m,管溝部分約 600 m,按照設計文件管溝部分共設置3個填料函式補償器,規格型號為PN1.6 MPa,DN400,設計溫度65℃,設計壓力 0.3 MPa,兩補償器間距125 m。現場監理對到貨的補償器實體進行了100%外觀檢測,存在問題：1)法蘭端面、螺栓孔局部已經生銹;2)補償器上沒有任何銘牌標識;3)無產品合格證,無相關試驗報告。對于以上問題,監理要求：安裝時對于生銹部分要進行處理,補償器銘牌標識及相關試驗報告監理多次索要未果,鑒于當時現場施工任務較重,工期要求比較緊,因此邊施工邊催補償器資料。補償器安裝時保證補償器與管道同心,經驗收合格后,對補償器的限位螺桿進行調整,設計要求補償量為146 mm。在對管線進行水壓試驗及沖洗過程中,發現三個補償器法蘭處局部漏水,對法蘭進行了緊固處理后不再滲漏(冷態),投熱水試車后出現兩個補償器泄漏,熱態緊固無效。對發生泄露的兩個補償器進行了解,發現：1)套筒密封采用的是楔形橡膠圈(耐熱溫度不明確);2)密封圈的楔支撐圈焊縫存在缺陷(未焊滿),廠家采用密封膏補其缺陷(材料性能無法確定)致使密封膏與楔形支撐環環脫離,密封不嚴;3)密封圈已經老化、破損,破損部分多集中在存在缺陷的地方;4)密封圈裝配不均,不同軸,部分密封圈被擠壓出來。分析泄漏主要原因為設計選型時未考慮該補償器的使用溫度,且實際回水溫度達到85℃,超過設計溫度;廠家偷工減料、密封圈與補償器安裝不同軸,密封圈的楔支撐圈焊縫未焊滿,存在質量問題,因此控制補償器供貨質量,選擇爭取的補償器結構及材料尤為重要。

2 補償器安裝控制要點

2.1 補償器的檢查驗收

百分之百外觀檢查,檢查補償器的型號、規格、材質、補償量及其配套支架等應符合設計規定,查出廠合格證及相關實驗報告。

2.2 補償器的吊裝

補償器一般宜整體吊裝就位,吊裝過程應滿足下列要求：在捆綁繩扣時,應準確掌握補償器的重心,保持就位時有正確的方位。所有補償器在吊裝前應有可靠的加固措施,對波形補償器嚴禁將捆綁繩直接系在波峰、波谷處或兩端的直管段上,而應在加固支撐并用木板墊好后捆系在墊板上,鉛垂吊裝填料式補償器時,不得在法蘭上捆系繩扣,并應采取措施,防止外殼與插管之間發生位移或脫落。

2.3 補償器的支、吊架驗收

管道支、吊架應按設計要求安裝,并應保證其材質的正確。支、吊架的坐標偏差不得超過10 mm,標高不宜有正偏差,負偏差也不應超過10 mm。支、吊架應在管道安裝前施工完畢,并在管道安裝時及時進行調整和校正。支、吊架與管道應緊密接觸,不得有空隙,也不得使管子產生外力或位移。導向支架或滑動支架的滑動面應潔凈、平整、無毛刺、焊瘤,不得有歪斜和卡澀現象。其安裝位置應符合設計要求,從支撐面中心向熱位移反方向偏移,偏移量為管道熱位移值的一半。

在開始熱負荷運行時應及時對各支、吊架按下列要求逐個進行檢查調整：活動支架的位移方向、位移量及導向性能是否符合設計要求;管托有無脫落現象;固定支架是否牢固可靠;彈簧支、吊架的安裝高度和彈簧的工作高度是否符合設計要求;可調支、吊架的調整是否合適。

2.4 補償器現場安裝

按設計進行預拉伸(或壓縮),沿圓周檢查,應受力均勻,變形量一致,其偏差不應超過預拉伸(或壓縮)量的5%。補償器內套有焊縫的一端,在水管道上應迎向介質流向安裝;在鉛垂管道上應置于上部。補償器應與管道保持同軸性,不得傾斜或錯位。嚴禁用補償器來調整管道安裝的偏差,以免影響補償器的正常功能。嚴禁使補償器受到電焊的電弧擦傷及其他機械損傷,也不得使焊渣飛濺到波殼上。安裝波形補償器時,預拉伸(或壓縮)后應設置臨時固定支撐,待管道正式固定后予以拆除;同時將限位裝置調整到規定的位置,確保有充分的補償能力。波形補償器的臨時支撐拆除后,只允許承受軸向力,不得橫向受力。

2.5 補償器的試壓與清洗

當進行管道分段試壓時,應按波紋管有效面積計算的內壓推力,對分段末段管架予以加固。試壓等級應與管道相同。試壓用水的氯離子含量不超過25 ppm。補償器的清洗可與管道一起進行,水質不低于試壓要求,并應采取措施防止污物進入波紋管。

2.6 補償器的防腐與保溫

地溝或井室應防止雨水進入,波紋管補償器附件(拉桿、拉板、螺栓等)須作防腐處理,防腐方面應符合設計要求。補償器應保溫,保溫材料應不含氯離子,保溫層應不影響波紋管自由活動。

3 結語

補償器作為熱網管道的關鍵組件,在熱網中的使用量也越來越大,但是補償器在我國應用時間仍較短,設計及施工單位對補償器的認識較淺,應用經驗不足,只是簡單套用樣本,不能有效地保證補償器的使用效果。通過正確選擇補償器材料及補償結構,規范廠家生產質量,嚴格控制施工質量,能有效地提高補償器的使用效果及壽命。建議廣大供熱設計、制造、施工人員應加強調查研究,互相交流學習,總結經驗,吸取教訓,加強協作,掌握原則,正確運用,做到管網安全、經濟、合理,杜絕安全事故發生。

[1] CJT 3016-93,城市供熱管道用波紋管補償器[S].

[2] SHT 3517-2001,石油化工鋼制管道工程施工工藝標準[S].

[3] CJJ 28-2004,城鎮供熱管網工程施工及驗收規范[S].