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内衬不锈钢复合钢管安装工法形成原因
随着中国“十二五”计划的实施，中国国民经济将获得快速提升，城市住宅、公共建筑及旅游等设施亦将在随即而来的建设高潮中高速增长，这就对热水供应及生活用水供给提出了更高的要求。特别是水质的问题，随着人们生活水平的不断提高也得到更高的重视，这也对建筑使用的管材提出了更高的要求。内衬不锈钢复合钢管就是在这一条件下产生的，既能达到生活用水的高标准也能满足用户的经济性要求的一种新型管道。它是通过特殊工艺在普通钢管内部衬上一层薄壁不锈钢管复合而成的一种新型管道。它和普通碳钢管一样常规有螺纹连接、沟槽连接、法兰连接和焊接几种连接方式。
由于2009年前中国无该种管道的施工工艺标准，在施工时大多按照普通碳钢管的施工工艺在施工，这样施工的产品就会存在管道接口处外层碳钢层内露和焊接时破坏内层不锈钢的晶间结构，导致管道整体的耐腐蚀性下降。为了解决上述问题，四川省晟茂建设有限公司、浙江中南建设集团有限公司联合内衬不锈钢厂家开展科技创新，编写了《内衬不锈钢复合钢管安装工法》，通过成都市妇女儿童中心项目、成都大城际电梯公寓项目及中南建设大厦的实践证明，取得了效果，解决了外层碳钢层内露和焊接时破坏内层不锈钢的晶间结构的问题，可指导工程建设中内衬不锈钢复合钢管的安装。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法工法特点
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的工法特点是：
一、内衬不锈钢复合钢管的特点
1、连接流通截面大、阻力小。有接近纯不锈钢的特点。
2、工作压力高。连接可以满足各类建筑给水工程需要。
3、安装便捷，工艺简单。碳钢内衬不锈钢复合管，安装同普通镀锌钢管：DN100以下采用螺纹连接，DN100以上采用沟槽连接、法兰连接及焊接连接，工艺简单，安装工人不需专门培训，只需注意安装时的要点。
4、安装时卫生环保、安全性好。内衬不锈钢复合管与内衬不锈钢管件配套连接（详见下图1及下图2），加上对接头螺纹和端面的无毒防锈处理，可以有效防止对水质造成的二次污染。内衬不锈钢复合管系统接触传输流体部分全为不锈钢材料，卫生环保，安全性好，符合“生态住宅”要求和以人为本的时代理念。
图1 内衬不锈钢复合管构成示意图 | 图2 内衬不锈钢管件实图 |
注图1：1一不锈钢层；2一碳钢层。
5、造价低，只有纯不锈钢管造价的60%~70%。
二、该工法的安装要点
1、采用管道密封胶保护内露的碳钢层。使得整个管路系统内壁形成一个防腐整体，加强管道的整体耐腐蚀性。
2、采用分层焊接控制管道内壁的温度。
3、施工工艺简单易懂，具有较强的可推广性。不需要增加特别的施工机具，不增加施工成本。施工过程中不会增加新的危险源和环境污染源，整个施工过程安全环保。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法操作原理
内衬不锈钢复合钢管安装工法适用范围
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》适用于工业及民用建筑空调水系统、给水系统及其他防腐要求较高的管路系统中内衬不锈钢复合管的安装。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法工艺原理
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的工艺原理叙述如下：
内衬不锈钢复合管通常在：DN15≤管径DN150时一般采用焊接连接。
一、内衬不锈钢复合管螺纹连接的施工工艺原理
1、通过控制管道丝口的长度及管道插入管件的深度来控制管道与管件内内壁不锈钢层之间的空隙大小。
2、在管道与管件内所衬不锈钢层之间的空隙中打上管道防腐密封胶，使得整个管路系统形成个防腐性能良好的整体。
二、内衬不锈钢复合管沟槽连接的施工工艺原理
通过在管道与管件内所衬不锈钢层之间的空隙中打上管道防腐密封胶，使得整个管路系统形成一个防腐性能良好的整体。
三、内衬不锈钢复合管法兰连接的施工工艺原理
1、管道与法兰之间连接通过选用不锈钢焊条一次性电焊成型，使焊缝形成单一的奥氏体焊缝，确保焊缝的耐腐蚀性。
2、管道与管道的对接、管道与管件的对接通过分层焊接以保证内层不锈钢层完整性和外层碳钢层的强度。
3、法兰对接时通过打胶保证碳钢法兰不暴露在管道的内壁。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法施工工艺
- 工艺流程
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的施工工艺流程见下图。[1]
施工工艺流程图
- 操作要点
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的操作要点如下：
一、施工准备
1、熟悉施工图纸、施工验收规范和施工现场环境。了解内衬不锈钢复合管的安全技术及施工技术要求，充分做好安全技术及施工技术的准备工作和专项交底工作。让安装施工人员充分地了解和掌握内衬不锈钢复合管的施工安全技术要求及施工技术要求。重点讲述与普通碳钢管施工的不同之处。
2、对安装所需管材，配件和阀门等附件以及管道支承件、加固件、密封圈等核对产品合格证质量保证书、规格型号、品种和数量，并进行外观检查；管道及管件的堆放要整齐，严禁内衬不锈钢接触碳钢物件。
3、施工场地及施工用水，供电满足要求。
4、施工机具已到场。
5、与管道连接的设备已就位固定或已定位。
6、核对图纸，检查管道布置是否与结构、其他专业管道有交叉、矛盾的情况，若有必须及时与有关专业进行协调，以确定最终的安装位置及标高。
7、核对现场预埋件、套管位置、标高、坐标是否正确。
8、按照最终确定的管道安装位置及标高完成管道支架制作安装。
二、管道的切割下料及管道的清理
1、采用砂轮切割机切管时，开始进刀可快点，但一碰到不锈钢层时应放慢进刀速度，直至割通不锈钢层后才可加快进刀速度。
2、采用套丝机割刀，或切管机切割时，应先快后慢，开始时可按镀锌钢管正常速度切割，接近不锈钢管层时，应放慢进刀速度。
3、当采用手工锯截管时，锯面应垂直于管轴心，在没有隔断前，不得用手折断。
4、对DN200以上的管道可用砂轮切割机或等离子切割机切割，切割时可采用自制切割设备。自制滚动切管设备切管的切口平整，切口断面能与管道垂直。而切割制作成本也较低廉。
5、下好料后管端的毛边毛刺必须清理干净，打磨平整。由于切割时管端的不锈钢层易受碳钢腐蚀，所以切割后端部必须用不锈钢半圆锉刀或圆锉刀进行打磨处理。
三、螺纹连接
1、管件连接不得使用普通玛钢配件代替内衬不锈钢配件。
2、套丝应符合下例要求：
（1）套丝应采用自动套丝机。
（2）圆锥形管螺纹应符合国家标准的要求。
（3）由于管件内衬不锈钢层压住管件的内螺纹1~2牙，在加工螺纹的有效长度也应比普通镀锌钢管短1~2牙。
3、管道套丝完成后，应将管端的毛刺油渍清理干净。
4、管螺纹清理加工后，管道安装前在包裹密封材料时应注意以下几点：
（1）密封材料小口径管道直接用生料带缠绕，大口径可用厚白漆麻丝加生料带缠绕。
（2）在缠绕过程中，厚白漆麻丝不得缠绕至管端，管端部位必须用生料带缠绕。
5、在安装前应进行防腐处理。
6、管子与配件连接时应注意控制旋入深度（下图），将管道端头与管件内衬不锈钢的平台的间隙控制在1~3毫米，旋入深度大致可参照下表管子与配件的连接。
内衬不锈钢复合钢管丝口连接节点示意图
公称直径 （毫米） | 旋入 | 公称直径 （毫米） | 旋人 | ||
长度（毫米） | 牙数 | 长度（毫米） | 牙数 | ||
15 20 25 32 40 | 11 13 15 17 18 | 6.0~6.5 6.0~6.5 6.5~7.0 7.0~7.5 7.0~7.5 | 50 65 80 100 | 20 23 27 33 | 9.0~9.5 10.0~10.5 11.5~12.0 13.5~14.0 |
四、沟槽连接
1、沟槽连接方式可适用于公称直径100~10毫米的内衬不锈钢复合钢管的连接。
2、使用符合国家标准内衬不锈钢沟槽管件。
3、沟槽式管接头的工作压力应与管道工作压力相匹配。
4、用于输送热水的沟槽式管接头应采用耐热型橡胶密封圈。用于饮用净水管道的橡胶材质应符合国家标准的要求。
5、内衬不锈钢复合钢管沟槽连接安装应符合以下要求。
（1）材料按管道切割的要求执行。
（2）压槽与普通碳钢管工艺相同，可参见普通碳钢管施工工艺。
（3）管道挖孔时要用力要均匀，避免绞坏不锈钢层。
（4）管道的端头及开口断面处必须打防腐密封胶。
（5）管道安装工艺与普通碳钢管相同。可参见普通碳钢管施工工艺。
五、法兰连接及焊接连接
1、采用法兰连接及焊接连接时内衬不锈钢复合管的外层管不得采用镀锌钢管或已镀锌的无缝钢管。
2、管道与法兰焊接时有以下要求，如下图所示。
管道与法兰焊接图
（1）法兰的压力等级应与系统的工作压力相匹配。
（2）法兰可用不锈钢法兰也可用普通碳钢法兰。
（3）在焊接过程中，应选用不锈钢焊条（A307）将法兰的内口焊接牢靠后，再焊接法兰的外圈。
（4）在焊接过程中，焊接电流应控制100-110安之间。
3、在管道对焊时有以下要求，如下图中坡口节点所示。
内衬不锈钢复合钢管对焊节点图
（1）坡口角度应控制在30度~40度。坡口时应露出内层不锈钢管1毫米左右。
（2）对口焊接应按照下述工艺施工。
①先使用不锈钢焊丝氩弧焊将管内壁的不锈钢管对接满焊（上图中焊接节点1）。使得内部的不锈钢层形成一个整体。
②再使用不锈钢焊丝氩弧焊将管内壁的不锈钢管和外壁的碳钢管焊接牢靠，（上图中焊接节点2）以保护内层的不锈钢管。内衬不锈钢层在焊后应对焊口进行消除应力处理。防止当输送介质中有氯离子或其它离子时，引起应力腐蚀。
③最后采用碳钢电焊条将外层的碳钢管焊接牢靠，确保管道的强度。
④根据不锈钢复合钢管生产标准规定的内层不锈钢管管壁厚度及外层碳钢管管壁厚度。结合焊接工艺要求及焊接试验得出的经验，DN200~DN400的内衬不锈钢复合钢管焊接时的技术参数如下表所示。
焊接部位 | 焊丝（条）型号 | 焊丝（条）直径 （毫米） | 钨极直径（毫米） | 喷嘴直径（毫米） | 焊接电流（安） |
节点1 | ER302 | 1.2 | 1 | 6~8 | 18~20 |
节点2 | ER302 | 1.6 | 2 | 8~10 | 25~30 |
节点3 | J402 | 3.2~4 | / | / | 100~110 |
4、大管径管道变径及三通口连接方式：大管径管道的变径仍采用内衬不锈钢管件焊接连接，三通采用内衬不锈钢三通管件，具体连接方式见下图。
三通口连接方式
六、打胶
打胶是内衬不锈钢复合管施工中重要的一道工序，管道密封胶的质量、打胶的部位、打胶质量及打胶的时机都对整个管路的施工质量有着重要的影响。这也是普通碳钢管施工过程中没有的一道工序；因此，不论是在施工前交底，还是在施工过程中，都是必须重点关注和控制的。
1、打胶部位：管道端口、切口、挖眼三通的三通口，管件的螺纹处及碳钢法兰的法兰边等所有暴露在管道内壁的普通碳钢表面必须打上防腐密封胶。
2、防腐密封胶的质量要求有以下几点：
（1）附着力强，防腐胶能均匀牢固的附着在普通碳钢的表面。
（2）耐腐蚀性好，能很好的保护内露的普通碳钢部位能不被腐蚀。
（3）卫生环保，防腐密封胶必须卫生环保，不得对水体及环境造成污染，对卫生要求较高的管路系统，必须采用食品级防腐密封胶。
（4）产品必须有完整的合格证及检测报告。
3、打胶流程及注意事项（以SL-1型管道防腐密封胶为例）
（1）SL-1型密封胶为复合型胶水，一组有A、B两瓶。
（2）在打胶前将A、B两种胶水按1:1的比例混合搅拌均匀。
（3）打胶时涂抹要到位，涂抹部位要压过碳钢边缘2~3毫米，涂层要均匀、饱满，涂层厚度在1~2毫米为宜。
（4）由于SL-1型胶固化后成陶瓷状，因此，打好胶的管道必须在固化前安装就位。晴天时大致的固化时间见下表，雨天或空气湿度大时管道固化时间还要长。
气温（摄氏度） | 0摄氏度以下 | 0~10摄氏度 | 10~20摄氏度 | 20~30摄氏度 | 30~40摄氏度 | 40摄氏度以上 |
固化时间（小时） | 20小时以上 | 15~20小时 | 11~15小时 | 8~11小时 | 6~8小时 | 4~6小时 |
七、管道支架安装
内衬不锈钢复合管支架的制作安装与普通钢管支架的制作安装一样，可参见普通钢管支架的制作安装工艺。
八、管道试压
内衬不锈钢复合管试压有下列要求
（1）灌水必须在管道安装完成24小时后开始。
（2）试压的其他工艺和要求可按照镀锌钢管或无缝钢管的相应要求。
（3）漏点检修时拆下的管道，必须将原打胶部位的残留密封胶和水渍清理干净，重新打胶后再安装。安装完成后必须待新胶固化后再进行二次试压。
九、管道冲洗消毒
在管道内放置0.03%的消毒液或低氯离子的消毒液，注满管道24小时后放尽，再用市政自来水连续冲洗，但应保证有充足的流量（25升/秒），观察管道的出水，在清浊度、透明度等与进水比较要基本一致，经监理确认后经有关部门取样检验，符合《生活饮用水标准》GB 5749方可使用。
十、保温与防腐。
内衬不锈钢复合管的保温和外部防腐无特殊要求，可按照普通钢管保温防腐的工艺施工。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法材料设备
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》所用的材料及设备明细如下：
一、主要材料见下表。
序号 | 材料用途 | 机具名称 | 型号 | 数量 |
1 | 支架制作与安装 | 型钢 | 根据实际情况 | 按实际用量 |
2 | 电焊条 | 4.2 | 按实际用量 | |
3 | 膨胀螺栓 | 根据实际情况 | 按实际用量 | |
4 | 防腐漆调和漆 | 根据实际情况 | 按实际用量 | |
5 | 管道制作及安装 | 内衬不锈钢复合管 | DN15~DN400 | 按设计及现场情况 |
6 | 内衬不锈钢丝接管件 | DN15~DN100 | 按设计及现场情况 | |
7 | 内衬不锈钢沟槽管件 | DN100~DN200 | 按设计及现场情况 | |
8 | 内衬不锈钢焊接管件 | DN200~DN400 | 按设计及现场情况 | |
9 | 阀门等配件 | DN15~DN400 | 按设计及现场情况 | |
10 | 管道密封胶 | SL-1 | 按现场实际用量 |
二、主要施工设备配置见下表。
序号 | 机具使用部位或用途 | 机具名称 | 型号 | 数量 |
1 | 管道及附件垂直运输 | 塔吊 | 利用总包 | 根据现场情况 |
2 | 施工电梯 | 利用总包 | 根据现场情况 | |
3 | 手动葫芦 | 3T | 2台 | |
4 | 管道及支架安装 | 电焊机 | BX3-300-2 | 3台 |
5 | 氩弧焊机 | TIG250S | 2台 | |
6 | 氧气乙炔 | / | 1套 | |
7 | 砂轮切割机 | JBG3-400 | 1台 | |
8 | 自制切割设备 | / | 1台 | |
9 | 切管机 | WB100-L1D | 1台 | |
10 | 套丝机 | 237-N100B | 2台 | |
11 | 压槽机 | YW712-4 | 1台 | |
12 | 管道开孔机 | / | 1台 | |
13 | 台钻 | 2516-1A | 1台 | |
14 | 电锤 | Z1C-MH-26 | 4把 | |
15 | 水压试验 | 手动试压泵 | S2SY40 | 1台 |
16 | 电动试压泵 | 2D1SY40 | 1台[1] |
内衬不锈钢复合钢管安装工法质量控制
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的质量控制要求如下：
一、质量控制依据
1、内衬不锈钢复合钢管安装质量的验收应符合《给水内衬不锈钢复合钢管管道工程技术规程》CECS 205：2006、《工业金属管道施工及验收规范》GB 50235-97、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002等国家相关规范规程的相应条款。
2、内衬不锈钢复合钢管安装质量还应符合施工图纸及相关设计文件、施工组织设计相关内容的要求。
二、质量保证措施
1、从人、机、料、法、环五个方面控制。
（1）施工人员必须培训合格后方可上岗作业。
（2）施工机具进场前必须检查保养，施工过程中对施工机具中的易损部件及时更换，比如切管机的割刀、套丝机的板牙、开孔机的钻头等。
（3）内衬不锈钢复合钢管管材、管件及主要管道附件的产品质量证书应齐全有效；进场材料报监理验收合格后方可使用。
（4）施工工艺严格按照该工法的工艺标准施工。
（5）材料、配件堆放整齐有序，不得堆放在露天或潮湿的地方，防止内衬不锈钢复合钢管与普通钢管混用或者在施工前管道管件就已开始腐蚀生锈。
2、通过施工过程中的“三检”制度保证施工质量能得到全过程控制。
3、及时、准确、完整的做好施工资料，保证施工过程的可追溯性。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法安全措施
采用《内衬不锈钢复合钢管安装工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：
一、定期对各种设备进行调试、保养和维修，保证施工设备安全可靠。
二、安全管理措施
1、认真贯彻“安全，预防为主，综合治理”安全方针，落实施工组织设计中的安全相关措施，对危险性较大工序还应编制专项安全方案，比如DN200以上的管道在管井内垂直吊装。
2、实行安全生产责任制、消防安全责任制和安全奖罚制度。
3、实行安全检查和安全例会制度。
4、实行安全教育和安全交底制度：先培训，后上岗；先交底，后施工。
三、安全技术措施
1、所有作业人员需配备和正确佩戴的劳动保护用品。
2、氧气瓶、乙炔气瓶在运输及使用过程中要有严格的安全隔离措施，作业现场保持良好的通风状态。
3、所有用电设备及配电柜应安装漏电保护装置，并张贴安全用电标识，严禁无电工操作证人员进行电工作业。电焊机加装二次回路防触电保护装置。
4、施工场区内危险区须挂警示牌，焊接作业区内配备足够的灭火器材。
5、做好“四口”“五临边”的防护措施。
6、各种设备必须严格按安全操作规程进行操作，严禁违章作业。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法环保措施
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的环保措施如下：
一、制定文明施工与环境保护管理制度和奖罚制度，与施工班组签订文明施工和环境保护生产责任制。
二、每施工小组均发放编制袋，每天施工时做到“工完、料尽、场地清”。清理出施工垃圾倒入总包单位垃圾堆放场地。
三、使用白铁皮自制一批接油盘用于存放套丝机及已制作的短管，刚制作好的长管段必须垫高放置，在管端头放置接油盘。对使用过的废机油单独处理。防止污染环境。
四、打胶时注意控制每次调胶的分量，避免调制过多，在固化前使用不完；即浪费了材料，又造成了环境污染。
五、在地下室、管道井等自然通风条件施场所，在焊接或刷油时增加机械通风改善施工环境。
六、管道试压冲洗时废水不能随地排放，放水时用塑料软管直接排入工地排水管网中。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法效益分析
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的效益分析如下：
一、根据内衬不锈钢复合钢管和镀锌钢管、不锈钢管三种管材采购价格及使用性能，编制三种管材的性价比较表，见下表。
序号 | 性能管材 | 工程造价 | 耐压性能 | 耐腐蚀性 | 使用寿命 | 安装检修 |
1 | 内衬不锈钢复合钢管 | 1 | 好 | 好 | 长 | 方便 |
2 | 镀锌钢管 | 0.6 | 好 | 一般 | 不长 | 方便 |
3 | 不锈钢管 | 1.5~1.8 | 一般 | 好 | 长 | 不方便 |
二、从上表可以看出，内衬不锈钢复合钢管造价合理，耐压性能及耐腐蚀性良好，使用寿命长，产品规格齐全，检修方便。
三、如果采用常规工艺施工的话，虽然管道本身有优点，但由于在施工过程中存在外层碳钢层内露及电焊时破环内层不锈钢层晶间结构的现象。管道接头处就成了整个管路系统的薄弱环节，整个管路系统耐腐蚀性和使用寿命就接近镀锌钢管。
四、经过工程实践证明，采用该工法施工，解决了接头处外层碳钢管内露的问题以及焊口处内层不锈钢管晶间结构被破坏的问题。管路系统形成了一个良好的防腐整体。管路的耐腐蚀性和使用寿命接近不锈钢管的性能，性价比高于不锈钢管，取得了较好的社会和经济效益。[1]
内衬不锈钢复合钢管安装工法应用实例
《内衬不锈钢复合钢管安装工法》的应用实例如下：
一、成都大城际项目（下图）
工程简介：大城际位于南延线城南左侧，紧邻地铁一号线站点。总占地约40亩，总建筑面积约105800平方米，7栋18至32层十字形建筑分布在项目南北两侧。开工日期：2007年6月，竣工验收日期：2009年6月。分项施工概况：该工程生活给水管采用内衬不锈钢复合钢管。其中DN15-DN150共计12000米，沟槽连接。该分项工程造价总计615660元，节约成本24万元。管道安装从2008年12月开始至2009年6月结束。
大城际电梯公寓图
二、成都市妇女儿童中心（下图）
成都市妇女儿童中心工程由中房集团成都房地产开发总公司开发建设，位于成都市东大街东延线。该工程生活给水管采用内衬不锈钢复合钢管。其中DN15~DN150共计8000米，沟槽连接。该分项工程造价总计349931元，节约成本合计16万元。管道安装从2009年9月开始至2010年9月结束。
妇女儿童中心效果图
三、中南建设大厦
中南建设大厦为一栋生产综合办公楼，地上为26层，地下1层，建筑高度为93.30米，地上建筑面积为32087.4平方米，地下建筑面为4025平方米。开工日期为2007年12月，竣工日期为009年12月。该工程DN15~DN150共计2260米，产生经济效益20余万元。管道安装从2008年11月开始至2009年4月结束。[1]
注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算
内衬不锈钢复合钢管安装工法荣誉表彰
2011年9月30日，中华人民共和国审定《2009-2010年度国家二级工法名单》，以建质[2011]154号文件公布，《内衬不锈钢复合钢管安装工法》被评定为中国国家二级工法。[2]
参考资料
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