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实验室气路工程施工及技术工艺

实验室气路工程施工及技术工艺说明

(一)工程施工简介:

实验室供气要求气体纯度极高,因此要求施工时保证管路的连接性能好,气密性高,高强度、控制性能好,安全性高等要求。因此施工中需严格按照标准,采用优质材料。

(二)技术要求

一、技术标准

1、《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000);

2、《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-2010);

3、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-2011);

4、《乙炔站设计规范》(GB50031-1991);

5、《氢氧站设计规范》(GB50177-2005);

6、《氧气站设计规范》(GB50030-2007);

7、《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-2008;

8、《压缩空气站设计规范》(GB50029-2003);


二、工程设计

1、气瓶间设计:

①气瓶间应采用300mm厚实体墙,安装防爆门,设置泄爆窗;

②室内电器设备均应具备防爆功能;

③室应安装排气扇,时刻保持良好的通风状态;

④地面采用环氧树脂自流坪,防止静电的导入,防爆门也须接地使用。

2、供气系统要求采用二级减压的方式进行供气,供气汇流排第一次减压,气体由150kg减压到15kg以下,再通过BA级不锈钢管输送到各楼层,二级减压器安装于每个用个点终端,用于控制仪器的输入压力,用气终端配有中压球阀和压力指示表,二级减压器对压力进行精确调整,得到稳定的压力,可以满足仪器对不同使用压力的要求;

3、采用单瓶汇流排或双侧汇流排半自动方式不间断供气,充分满足实验室的使用要求,更换气瓶时,可通过安装在高压软管下面的卡套进行气瓶更换;

4、互不相容的两种气体(如可燃气体H2与助燃气体O2)分开安置在两个气瓶间;

5、氢气属于易燃性气体,设计气体泄露探测报警装置,设置排空管路,引至室外,在排空管路上加装单向阀,防止明火回流;

6、管道沿走廊天花敷设,进入实验室,沿墙明管铺设,到达各用气点引出分支,安装终端配件装置,整体达到美观实用的要求。

三、工程用材

1、管道、球阀、卡套和三通等为316L不锈钢材质,减压器为高纯气体减压器(不锈钢阀芯),高压软管(连接钢瓶和汇流排)为不锈钢波纹管,在高压软管的进气端,配置单向阀,可以防止更换钢瓶时,软管内的气体外泄,同时避免外界的空气混入气路之中;

2、管道系统:所有的气体管道选用BA级别的316L不锈钢管,使气体在流通过程中不至于被管道系统污染,保证气体的纯度;

3、终端:配置截止阀和二级减压器。截止阀用于控制每一个气路的开启与关闭;在仪器需要调整和维修时,能停止任何指定的仪器的气体供应,减压器用于显示和调整终端的压力。

4、主要元器件材质说明:

⑴高压减压阀

高压减压阀为膜片式减压阀,母体材质采用SS-316L,膜片与母体采用硬密封形式,母体螺纹为1/4NPT,调节压力为25Mpa—0Mpa,输出压力稳定,适用于气体分析仪器、各种高纯气体、腐蚀性气体及有毒气体。

⑵截止阀

截止阀,母体材质采用SS-316L,最高使用压力达3000psig,使用温度范围:-23℃至74℃,母体设计采用一体式结构,手柄式转动开关,接口形式为GENLOK卡套式接头。

⑶球阀

球阀母体材质采用SS-316L,最高使用压力达3000psig,使用温度范围:-23℃至74℃,母体设计采用一体式结构,手柄式转动开关,接口形式为GENLOK卡套式接头,可快速切断气体流量。

四、其它

1、实验室气体管路工程主要材质为316LBA和EP等级的不锈钢无缝钢管,所有气体管路的连接采用无缝焊接技术,禁止采用法兰,快装和卡套。所有的气体管路在工作台上配备合适的控制阀门,便于试验人员的控制。

2、压缩空气的气体管路为不锈钢,经过除水、除油、除尘后减压输送到实验室以满足实验室仪器工作的需要。

3、实验室气体管路系统必须配备安全压力释放和调节阀门,配备压力表直观反应气体入口和出口压力。所有释压和吹扫阀门要求通过管路连接到排气管道装置系统。排空管道有易燃,助燃气体,需要分开排放,排空管道要能有足够的流量空间,应选用1/2以上口径的管道。

4、安全减压阀要有标示,标明压力释放级别。

5、所有管件阀门、调压装置、切换装置等都由高质量的不锈钢材料制成,并且都是标准配件。

6、压力调节装置要求是不锈钢隔膜型,要求采用优质品牌的产品。每种气体的减压阀压力表为各种气体的专用仪表。

7、所有管路标明连接的气体和气体的流动指向。指示标示的颜色须用不同颜色来区分,特殊气体的色彩应鲜艳醒目。

8、实验室管路系统中的气体管路、钢瓶等需要提供合适的接地保护。气管不得与电气同一个线槽支架。

9、气体管路每间隔1.5m采用管码支架固定,并根据气体管路弯曲的直径,设置合适的支架位置;

10、整个管路安装完毕后,对整个系统做压力测试。参照《工业金属管道工程施工及验收规范》,管路系统在保压24小时后,压力无下降为合格。

(三)施工方法

1、材料验收

1.1、全部不锈钢、管件应有制造厂的质量证明书,且符合设计文件的规定,钢管的质量证明书上有供方的名称或印记、产品标准号、钢的牌号、炉罐号、批号、品种名称、规格质量等级,同时还应检查直径、壁厚,应符合规定。

1.2、全部管子、管件应进行外观检查,其表面应无裂纹、结疤、麻点、夹杂物、折皱、重皮、划痕、锈蚀等缺陷。

1.3、全部阀门应做外观检查,检查项目包括:

a. 阀门型号规格、铭牌、编号、压力等级、材质标注应符合图纸设计要求。

b. 外部和可见的表面,螺纹、密封面应无损伤、锈蚀现象。

2、材料的存放

不锈钢管要堆放在木板上,所有阀门要检查两端口封闭状况,小型管件和阀门要放在货架上。所有存放的材料均要做出明显标识,注明规格、材质、合格证号、数量等内容。

3、切割

所有不锈钢钢管全部采用不锈钢专用割刀进行切割下料,以确保内壁清洁无污染。切割后的坡口要平整,坡口表面要清理干净。内外孔采用刮刀清理平整。

4、预制

管道预制要充分考虑现场条件,按照方便运输和安装的原则来确定预制深度和活口位置,活口处应留50~100mm的下料余量,以便安装时调整,仪表一次元件开孔预制时应按图同时进行加工。

管道组成件的焊接、无损探伤、加工、组装和检查,应符合规范有关规定。

预制管段应具有足够的刚性,必要时可进行加固,以保证存放及运输过程中不产生变形。

5、管道焊接

5.1、本项目中不锈钢管均采用管管自动焊专机封闭式氩弧焊接,管壁内外均需充氩气进行保护,个别焊缝由于条件所限无法采用自动焊时允许采用手工氩弧焊接。焊接材料全部采用H00Cr18Ni14Mo2 316L不锈钢焊丝,线径1.2mm。

5.2、填丝焊接时,坡口采用V型坡口,具体按照GB50236-97中的型式加工。

5.3、所有接头和邻近母材表面应将污物、夹渣、油液、锈蚀等清理干净,坡口须打磨光亮,清理采用不锈钢钢丝刷和锤子。坡口加工应均匀,避免焊接错边。


5.4、焊接操作:

① 点固焊高度不超过壁厚的2/3,点固焊长度及间距按常规。

② 采用直流反接。

③ 焊接时,采用小电流、快运条、窄焊道,以防止晶间腐蚀、热裂纹及变形的产生。

④ 避免焊接飞溅粘在母材上。

⑤ 短弧焊,收弧要慢,填满弧坑。

⑥ 焊后空冷。

⑦ 手工焊后焊缝进行酸洗。

⑧  阴雨天气,相对湿度大于90%时,除非采取防护措施(如搭设棚子、预热15℃以上等),否则严禁施焊。

⑨焊接前应进行焊接工艺试验,工艺试验合格后才能进行正式焊接,正式焊接时焊接工艺应与试焊焊接工艺相同。

⑩需要返修的焊缝应准确找出缺陷位置,返修焊缝焊接时按原焊接工艺进行,并对补焊处用原规定的方法进行检验。

5.6、焊接检验

①质检人员应对所有焊缝的外观进行检查,焊缝的外观质量应符合GB50236-97的要求。发现焊缝缺陷超过规定时,必须进行返修。

②当抽样检验未发现需要返修的焊缝缺陷时,则该次抽样代表的一批焊缝应认为全部合格;当抽样检验发现需要返修的焊缝缺陷时,除返修该焊缝外,还应采取原规定方法按下列规定进一步检验:

a.出现一道不合格焊缝应再检验两道该焊工所焊的同一批焊缝。

b.两道焊缝均合格时,认为检验所代表的这一批焊缝合格。

c.当这两道焊缝又出现不合格时,每道不合格焊缝应再检验两道该焊工的同一批焊缝。

d.当再次检验均合格时,可认为检验所代表的这一批焊缝合格。

e.当再次检验又出现不合格时,应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验。

③对不合格焊缝的返修,返修前应进行质量分析,当同一部位的返修次数超过两次时,应制订返修措施并经审批后方可进行返修。

5.7、管道安装要求

5.7.1、管道在安装前应对设备管口、预埋件、预留孔洞、钢结构等涉及管道安装的内容进行复核。

5.7.2、管道的坡度应按图纸的要求进行调整,调整方法可以利用支座达到坡度要求,焊缝应设置在便于检修、观察的地方。

5.7.3、阀门安装前,按设计文件核对其型号,并按介质流向确定其安装方向。当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时,阀门应在关闭状态下安装;如以焊接方式安装时,阀门不得关闭。

5.7.4、仪表元件的临时替代:所有仪表元件安装时,均采用临时元件替代,等试压、冲洗、吹扫工作结束后,投料前再正式安装。

5.8、工艺管道的试压冲洗

① 鉴于本工程管道气体压力较低,试压采用洁净氮气进行,试压、吹扫前必须编制方案指导施工。

② 压力试验时,无关人员不得进入。压力试验完毕,不得在管道上进行修补。

③ 压力试验前,应具备下列条件:

a. 试验用压力表已经校验,并在周期内,其精度不得低于1.5级,表的满刻度值应为被测最大压力的1.5-2倍,压力表不得少于两块。

b. 符合压力试验要求的气体已备齐。

c. 按试验要求,管道已经加固。

d. 待试管道与无关系统已用盲板或采取其它措施隔开。

e. 待试管道上的安全阀及仪表元件等已经拆下或加以隔离。

f. 试验方案已经批准,并进行了技术交底。

④  当试验过程中发现泄漏时,不得带压处理。消除缺陷后,应重新进行试验。

⑤  对氢气管道内管,还必须进行泄漏性试验,泄漏性试验介质采用洁净氮气(即进行气密试验)。气密试验按下列规定进行:

a. 气密试验压力为设计压力。

b. 气密试验重点检验阀门、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等。

c. 气密试验用涂刷肥皂水或其它发泡剂的方法进行检查,以不泄漏为合格。

管道在压力试验合格后,应按吹洗方案组织管道的吹扫或清洗工作。

(四)验收方法

(1)气体管道检验

实验室气体管道系统工程安装完成后,进行如下性能验收:

①气体管路安装到位,使用正常。

②气体阀门开关正常。

③压力表指示正常。

④自动切换系统工作正常。

⑤管路经过支撑且支撑点牢固。

⑥所有管道标识清楚。

(2)强度测试:管内冲入高纯氮气(99.999%)使压力到达1.2Mpa,保持此压力不小于1小时,压力不降合格。

(3)气密性测试:管内冲入高纯氮气(99.999%)使压力到达0.8Mpa,密闭不少于48小时,压力不降合格。

(4)稳定测试:开启所有使用设备,在正常工作情况下,工作压力波动小于5%为合格。

(5)洁净度测试:管路充进纯氮,关闭所有阀门,打开末端阀,用干净白布放置管口一分钟,无杂质无水分即为合格。


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