在高壓管道檢修中,需更換的管段基本上都屬于封閉管段,在新裝設的管線中,亦必定含有封閉管段。近年來世界上一些國家推行預制管系施工法,即把一些管段和管件事先加工預裝好,在現場只是進行最后組裝和焊接,使安裝速度大大加快。這就要求必須精確、細致地進行現場測量,繪制出符合現場實際情況的施工單線圖,這樣才能保證預制的準確和現場安裝順利進行。


   現場測量的常用方法是掛線測量法,如能用經緯儀幫助測量,則效果會更好。現場測量的常用工具比較簡單,一般常用的有:


   水平尺--用以檢查掛線的水平度或坡度、管口法蘭平面的水平度或垂直度;


   彎尺(直角尺)-用以測量和檢查兩根互相垂直的掛線;


   丁字尺-用以檢查掛線是否為所測管子的中心線,也可用以檢查平行線和垂線;


   量角規-用以檢查掛線的交角;


   鋼尺-用以測量直線長度;


   線墜-吊線用;


   粉線-掛線用。



1. 幾種典型管段的現場測量


  ①. 90°彎管


    a. 水平90°彎管 


     如圖3-45所示,首先檢查已有的法蘭接管口垂直度(用水平尺或吊線墜的方法),在管口中心掛兩條粉線(線Ⅰ和線Ⅱ),用直角尺檢查并調整粉線Ⅰ、Ⅱ,使之成90°,兩線的交點便是測量的標點。用鋼尺量出L1、L2的尺寸。


    b. 垂直90°彎管 


  如圖3-46所示,用水平尺或吊線墜的方法檢查水平管段法蘭接管口的垂直度,從該管口中心掛水平粉線Ⅰ;檢查垂直管段法蘭接管口的水平度,從該管口中心吊線墜。用直角尺檢查并調整線Ⅰ、Ⅱ,使之成90°,兩線的交點便是測量的標點。用鋼尺量出L1、L2的尺寸。


   c. 水平90°來回彎管 


    這類彎管段相當于兩個90°彎管的組合體,測量和預制均要求很準確。測量時,一般只掛兩根粉線即可,掛線及測量方法參見圖3-47。


圖 45.jpg


  ②. 180°彎管 


    這類彎管管段也稱為U形管段,相當于兩個90°彎管的組合體,測量和預制均要求很準確。如圖3-48所示,測量時,一般只掛兩根粉線Ⅰ、Ⅱ,量出L1、L2的尺寸;L3的尺寸可以不測,根據預制、加工要求的最小尺寸(最小直段長度和彎制半徑)確定,在確定L3的尺寸時,應考慮使這個管段的展開長度盡量小些。若現場有障礙物,則L3的尺寸應按現場實際情況進行測量和確定。


  ③. 固定角彎管 


    由于現場已有的接管口是固定的,因此固定角彎管段的彎曲角、彎曲位置由已有的接管所決定。這類彎管段的測量和預制、加工均要求很準確。如圖3-49所示,可采用掛三條粉線的方法進行測量,線Ⅰ、Ⅱ為基本線,線皿為輔助線,通過管口中心與線I垂直。將掛線調整好后,量出彎管段的折線尺寸L1、L2,同時測量L1、L2和彎曲角a。由于這幾個數值可按直角三角形的邊角關系進行計算,因此可用于相互驗證、核對。


圖 49.jpg


  ④. 任意角彎管 


    任意角彎管測量時,其中一個接管口是固定的,另一個接管口可旋轉(如與三通、彎頭等管件連接),如圖3-50所示。在這種情況下,彎曲角α可任意選定,為了測量、預制方便,最好將a選為30°、45°或60°。測量時,掛三條粉線,線Ⅰ、線Ⅱ為基本線;線皿為輔助線,通過該管口中心與線Ⅰ垂直。將掛線調整好后,量出彎管


   段的折線尺寸L1、L2,同時測量L1、L2和彎曲角α.在將現場測得的a換算為選定的彎曲角(30°、45°或60°)時,折線L1、L2的尺寸和L1、L2的尺寸會相應變化,此時,必須考慮旋轉中心距H的尺寸。最后,用放大樣或計算的方法確定施工單線圖上的尺寸L1、L2、L1、L2和彎曲角α。


  ⑤. 任意角來回彎管


   這類管段用以連接兩條平行的管線,管段由三段折線組成,由于折線的夾角可由施工人任意選定,故稱為任意角來回彎管。通常,因管段的兩個彎曲角a(即折線夾角)總是相等的(且α小于90°),故又稱為同位角彎管或等差彎管。如圖3-51所示,測量時,掛兩條粉線(線Ⅰ和線Ⅱ),只測量L1、L2的尺寸即可。折線尺寸L1、L2可在繪制施工單線圖時,任意選擇一個比L1/2小的尺寸(彎曲角α必然小于90°)。


   如現場有障礙物,L1、L2的尺寸不能任意確定,必須在現場測出具體數字。


圖 51.jpg


  ⑥. 搖頭彎管 


   若現場已有的兩固定接管口中心軸線呈異面直線,則必須采用擺頭彎管連接,現場測量時,須測出擺頭彎管的空間尺寸L1、L2、L3。由于將高壓管子預制成規定尺寸和形狀的擺頭彎管十分不易,所以實際施工時,都在豎直管段上加一對法蘭,使擺頭彎管變成兩個90°的彎管管段。擺頭彎管的現場掛線和測量情況如圖3-52所示。



 上面介紹的幾種典型管段的現場測量是實際施工中常見的、常采用的方法,但現場測量的范疇和方法遠不止這些,掌握了這幾種基本方法后,可根據現場實際情況組合運用,舉一反三,更巧、更簡捷、更準確地測量現場有關數據,以準確地確定和繪制高壓管段施工單線圖。



2. 現場測量注意事項


  ①. 在進行掛線測量時,應盡量考慮采用直觀掛線,這樣給以后的施工單線圖繪制、尺寸計算都會帶來許多方便。只有在現場條件不允許或不可能采用直觀掛線時,才采用非直觀掛線,但在進行尺寸計算時應特別注意和細心。


  ②. 高壓管道檢修工作中的現場掛線與基本建設過程中現場掛線略有不同,一是可能現有設備、管道正在運行之中,系線點較少甚至有振動,二是中間可能遇到梁、柱、墻、樓板、設備、管道、構筑物等,因此在現場測量時困難較大,必須充分考慮到這些因素。


  ③. 現場掛線測量時,一定要注意到哪幾條粉線是主要的(基本線),哪幾條粉線是參考的(輔助線),哪些數據是必須測量而且測準的,哪些數據是參考的、供驗證和核對之用的。這樣,才能做到主次分明,條理清晰,避免重測。


  ④. 系線點,就是掛線的端點。應盡可能用設備和管子的管口中心作為系線點,如圖3-53所示。采用其他物體作為系線點時,必須考慮其牢固程度和可能在將來發生變動等情況。


圖 53.jpg


  ⑤. 現場掛線,除利用線墜的粉線之外,必定有兩個系線點,其中一個是固定的,另一個是可調的,固定的系線點應盡可能地采用管口中心。因為現場掛線測量往往很難做到一次成功,需經幾次調整后才能進行測量,可調的系線點就是為此而設置的。


   掛線時,兩系線點的距離不宜很遠,否則將因粉線自身重量產生較大的撓度而影響測量結果。在吊掛互相交叉的三條粉線時,其中兩條粉線只能在另一條線的同側,否則會造成測量結果不真實。粉線的交叉點應涂色或用其他方法做上標志,避免粉線因沖碰、振動等緣故變位后重新找標點、重新測量。


 ⑥. 吊掛垂線時,其下端為線墜,只有在線墜不擺動時方可進行測量。在現場,由于振動、微風等影響,線墜可能久擺不息,此時,可在線墜下置一盛有機油的油盆,使線墜的尖端浸在油中,線墜便能很快地穩定下來。


  ⑦. 兩條粉線在空間垂直相交時,一定要用直角尺檢查后方可測量其他有關尺寸。


  ⑧. 現場測量時,應考慮用哪一管段作為最后安裝的管段-封閉管段。封閉管段應便于安裝、測準、加工,如果在管線安裝時發現新的問題,封閉管段還可以起到彌補作用。



 3. 制加工尺寸的確定


   為了高壓管段預制的需要和進一步指導高壓管道的安裝,在現場測量之后,必須根據測量結果繪制高壓管線施工單線圖和高壓管段的預制加工尺寸圖。高壓管線施工單線圖,是從該管線的連接起點到終點,包括管段、管件、閥門的系統圖,在單線圖上應注明管段、管件和閥門的編號、規格、尺寸、材料、介質流向、標高以及主要障礙物的位置和大小等,在某些場合,還要注明與其他設備、管道、構筑物的間隔尺寸。在單線圖中,管件、閥門都是標準件,按標準或產品樣本查得即可,只有管段尺寸必須根據現場測量的結果進行計算后方能確定。管段計算,主要是算出該管段的展開長度,以便據以下料和彎曲加工,其計算方法與中、低壓管道的管段計算方法基本相同,但須考慮閥門和管件尺寸、透鏡墊厚度的影響,而且要求計算的準確度更高,管段尺寸計算本身并不復雜。在管段的預制加工尺寸圖上,應注明該管段的展開長度、彎曲半徑、起彎點和終彎點位置、直管部分長度、機加工部分的尺寸(管端螺紋、管端密封面)以及其他加工要求。



  現場測得的數據不是施工尺寸,更不是加工、下料的尺寸,必須經過計算,方能繪制出管段的預制加工尺寸圖。下面以固定角彎管為例,介紹現場測量后管段展開長度的計算(參見圖3-54)。


圖 54.jpg


   已知:現場測量的數據L1、L2、L1、L2及a,根據《高壓管、管件及緊固件通用設計》確定或選用的數據R、8或Δ,在計算時需根據《高壓管、管件及緊固件通用設計》核對的數據M1、M2。計算固定角為α的高壓彎管管段展開長度c。


  在確定預制管段的加工尺寸和繪制加工尺寸圖時須注意以下幾點:


   ①. 法蘭、焊口的設置應考慮管子加工及管段的安裝、維護、檢修的方便,不得置于墻壁、樓板或管架上。


   ②. 彎管的彎曲半徑應大于或等于5倍管子外徑,即R≥5Dw.特殊情況下亦允許R<Dw,但必須保證彎曲后不超過規定橢圓度,壁厚在安全范圍內。彎管的管端直管部分最小長度應大于或等于1.3倍管子外徑(M≥1.3Dw),且不得小于60mm。


   ③. 管端螺紋有公制螺紋及圓柱管螺紋兩種,在選用時應顧及原有管道、管件采用的是哪種螺紋,以便舊件配換。


   ④. 在標注管端螺紋時應注意:


     PN320MPa的 DN6mm、DN10mm 管子和 PN220MPa 的 DN6mm、DN10mm、DN15mm管子,因受管子規格限制,只能采用G1/4in、G5/8in的圓柱管螺紋。


     PN320MPa的DN15~65mm 管子和PN220MPa的DN25~80mm管子,可根據現場實際情況采用公制螺紋或圓柱管螺紋。也就是說,在這些范圍內,兩種螺紋并用;PN320MPa的DN80mm或更大的管子和PN220MPa的DN100mm或更大的管子,管端螺紋只能用公制螺紋。


   綜上所述,可列成表3-25。


表 25.jpg


   公制螺紋為圓根螺紋,外螺紋牙型槽底為圓弧形,圓柱管螺紋為圓角螺紋。管端螺紋的精度等級為2a級,其技術要求應符合《高壓管、管件及緊固件通用設計》中“H5-67”、“H6-67”及“H31-67”之規定。


  ⑤. 檢修工作中,在繪制好管段預制加工圖后,應與原有的高壓管道配管施工圖認真核對,一定要確認無誤后才能據以加工。


  ⑥. 在有把握的情況下,可以根據原有的高壓管道配管施工圖來繪制高壓管段的預制加工尺寸圖,但封閉管段必須以現場實測數據的計算結果來繪制加工尺寸圖。封閉管段最好選成容易測量的直管段,封閉管段的長度最好實測。