浅谈核电常规岛过程仪表及仪表管的安装技术
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摘要：本文概要的介绍了核电常规岛仪表及仪表管的安装技术，包括仪表框架、仪表管、
仪阀、仪表等安装。
日本福岛核电站爆炸给全球带来了深刻的影响，现在全世界对核能的使用是慎之又慎，当然我们国家也不例外；笔者从一个专业人士的角度认为核能还是相对比较安全、清洁又环保的能源；核电的应用是大势所趋，也符合我国的基本国情，笔者以自身工作所在的工程项目为例，结合自身的工作经验，对核电常规岛的过程仪表以及仪表管的安装技术进行下探讨，希望能给同行一点经验。
作业准备和条件要求：
作业准备作为施工的重要步骤，是施工能否顺利实施的基础，正式施工前，将重点进行对施工管理计算机信息平台、各种文件（施工图纸、施工程序、质量计划、特殊系统/特殊工艺的提前策划）、材料、工机具、人力等方面的准备。
“人”，所有从事过程仪表安装的工作人员，都必须进行专业培训和技术交底，从而具备有熟练的专业技能；“机”，施工所用的工具和设备必须对其质量进行检验，只有检验合格且在有效期内的工具才能在现场使用。
“料”，施工材料、仪表阀门可用且符合技术规范要求，业主、厂家供货仪表调试校验符合仪表检验要求，厂家提供的阀门、安装材料等符合安装要求。
“法”，上游施工图纸已组织审核，已对设计问题进行澄清、变更确认并满足施工，施工前所必须的施工图纸已宣布“可用”，现场设计图纸已审核完毕，已编制实用质量计划并开启准予施工；已实施施工技术交底。
“环”，房间及区域内所有土建工作应已完毕，室内无积水、杂物等。涉及到的邻近孔洞必须进行围栏或封闭，土建单位对安装房间应已进行移交；安装区域的照明光线良好，通道畅通；对于两米以上高空作业时，在无法使用梯子的情况下，已搭制合格的脚手架；房间主要设备、主管道等大型设备安装完毕；220V和380V的临时电源已具备。
仪表框架、预制安装
施工人员根据图纸，确定施工所需的材料及规格，领用、下料、组装、安装固定。框架安装完毕，确定安装工艺符合水平偏差小于1mm/m，垂直偏差小于1.5mm/m的要求，螺栓力矩标识及防腐。注意：膨胀螺栓的正确安装：膨胀螺栓安装时，不能直接敲击螺栓帽和螺杆，需加保护套敲击，紧固后露2道丝扣；螺栓进行力矩紧固后，施工班组应用黄色油漆或油性笔标记、QC1人员检查后用红色油漆或油性笔标记以明确紧固。
仪表管敷设
3.1 仪表管支架安装
仪表支架安装是仪表管安装的重要工序，在整个仪表施工过程中占据着非常重要的地位，它决定了仪表管路径的走向、仪表管坡度的大小及安装牢靠程度。施工人员根据二次设计图纸，确定施工所需的材料及规格，领用、下料，预制支架。现场确定各支架点实际位置，方向及固定方式，安装画线、或标识，同时注意后续仪表管敷设的坡度要求。打孔、安装膨胀螺栓或直接安装支架，并确认螺栓的紧固力矩标识；注意：支架应固定牢固、横平竖直、整齐美观、在同一直线段上的支架间距应均匀；仪表支架不允许固定在设备上（泵、箱、操作装置等），但可以固定在固定设备的支架上；小尺寸的仪表管支架可以固定在大尺寸的工艺管道（机务管道范围）支架上，也可以固定在金属结构上，但不允许直接固定在格栅网上；现场仪表管支架间距根据设计院或供货商所提供设计文件进行规定，如没有规定，支架的间距宜符合下列规定：无缝钢管水平敷设时支架间距宜为1~1.5m，垂直敷设时支架间距宜为1.5~2m，以不超出最大间距为原则，可根据实际情况调整支架间距；铜管水平敷设时支架间距宜为0.5~0.7m，垂直敷设时支架间距宜为0.7~1m，以不超出最大间距为原则，可根据实际情况调整支架间距；。
仪表管固定
仪表管固定采用U形管卡
当使用U型管卡时，仪表管支架采用Z型铁支撑，分固定型支架（仪表管卡死不能活动）、滑动型支架（仪表管与管卡之间有间隙，管线能横向活动）；当并排管安装时，仪表管支架采用Z型铁支撑，固定型、滑动型与单根管要求一致。注意：当使用U型管卡时， 一条直管段上支架有且仅有一个固定点，其余全为滑动点，若直管段大于6米，可适当增加固定点；当使用U型管卡时，一条直管段上支架仅有一个支架时，该点可以为固定点也可以为滑动点；一次阀可认为是仪表管线上的一个固定点；毛细管线的最后一个支架应是固定点。
仪表阀门安装
施工人员根据二次设计图纸，确定仪表阀的安装位置。根据图纸确认仪表阀的规格、型号编码、通径、压力等级、温度等级等参数符合设计图纸要求。安装仪表阀，部分法兰螺栓连接阀应确定螺栓力矩及标识，所有不锈钢螺栓紧固使用专用记号笔。注意：仪表阀领出时，应确定手柄牢固无松动，旋转无卡涩，阀体标识明确，介质流通方向箭头无误；管路的排污阀门应装设在便于操作和检修的地方，排污情况可监视，排污阀门下应装有排水槽或排水管直接引至地沟。
仪表管弯制
弯管器到货后，通过管线弯制进行其质量验收，只有合格的管管器才能用于现场施工，每把弯管器的弯管工艺评定周期为一年。施工人员根据二次设计图纸及已安装支架位置，标识仪表管弯制的精确尺寸。以下列举一种类型弯管工序：根据实际尺寸，用记号笔在仪表管上划出尺寸线，将仪表管放入手动弯管器中，调整C刻度盘上的0线与圆弧上的0线对正，正弯（A端的尺寸有用）90o时需将尺寸线对准C刻度盘上的90线，反弯（B端的尺寸有用）90o时需将尺寸线对准C高刻度盘上的R线，弯制45o时正反弯都一样，需将尺寸线对准C刻度盘上的45线，扳动手柄进行弯制，使C刻度盘上的0线大于所需角度1～2°时停止，弯管时要用力均匀，速度缓慢；将弯管器退回至起点，取出导管。具体操作如下图所示：
将弯制好的仪表管固定在支架上，用卡子固定仪表管，根据连接管件的实际尺寸进行测量，在接头处做好标记。注意：铜管必须采用割管刀进行下料，进口的不锈钢仪表管应使用专用割管刀切割；小于DN 6及以下的不锈钢、碳钢仪表管采用割管刀进行下料，严禁采用切割机切割下料；大于DN 6的不锈钢、碳钢仪表管可以采用割管刀进行下料，也可以采用切割机等切割下料，但必须使用不锈钢切割片；所有仪表管严禁使用气焊或火焊的方式下料；金属管的弯制宜采用冷弯，并宜一次弯成，仪表管弯制后，应无裂纹和凹陷等应力损伤现象；仪表管弯曲断面的椭圆度8%，椭圆度=（椭圆长轴－椭圆短轴）÷圆管外径×100%；有坡度的仪表管路，其坡度必须在弯制管线时完成，应借助水平尺测量出实际敷设路径的角度；在可能的情况下，尽量减少仪表管弯的数量，尽量减少焊口数量，弯制管时要一气呵成，禁止弯曲后的管调直再次使用；金属管的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍；如设计图纸需弯制膨胀环，且弯曲半径宜大于管子外径的4倍；切割后的仪表管，采用圆锉处理仪表管内的缩口并清洁处理产生的屑渣；仪表管弯制时，多次操作实践，充分熟悉弯管器的性能。
仪表管的连接
仪表管的连接基本形式一般分为：卡套、焊接，阀门、仪表、设备接口一般为NPT螺纹、平螺纹加垫片。这里主要介绍仪表管焊接：
施工人员用锉刀（或用割管刀自备刀片）将下好料的仪表管管口（管口横截面平整，垂直于管线轴线）毛刺进行处理。仪表管焊接方式一般为角焊缝，部分特殊部位或应厂家要求为对接形式，角焊缝中套接为最常用的连接方式，以下介绍套接焊接规范要求：将仪表管插到连管节中间凸出台，在仪表管与连管节形成的角焊缝处用记号笔标记，拉出一定的间隙（热膨胀）进行点焊，再将连管节与仪表管轴线调到一致，逐步满焊，如图所示：
仪表管每个焊口都应受到控制，由施工人员、焊工、质检人员填写仪表管检查记录单。注意：仪表管直通、三通及连接加工件接头材质应与仪表管相同；仪表管焊接时，应注意焊接收焊缝口原则，避免单边收口，防止焊口冷缩造成焊口应力收缩；焊接前焊口清洁处理：不锈钢管焊接口50mm内应用沾有丙酮或工业酒精的白布进行清洁，碳钢管焊接口50mm内应用锉刀进行清洁（锉掉油漆、铁锈、露出金属光泽）；仪表管敷设、焊接时，对于成排敷设仪表管的焊口成一字形、V字形、交错形，美观布置；实施焊接作业的焊工及实施无损检测的探伤工必须具有有效的合格证书；不锈钢、碳钢仪表管的焊接方式采用氩弧焊接，铜管焊接（如需要）采用气焊的方式；
仪表管线敷设特殊要求
压力、差压、液位测量的管线敷设要求应按设计图纸要求，当设计没有明确说明时，沿水平敷设的差压管路坡度参照国标行标要求。管路倾斜方向应能保证排除气体和凝结液，否则应在管路最高点或最低点装设排气或排水措施；不锈钢管不能与碳钢支架直接接触，应用不锈钢垫片隔开。管线成排安装时，应排列整齐，间距应均匀一致、不小于1D（D 为管外径）；对于一般设备和低压低温的管道无特殊距离要求，（如：消防、压缩空气、冷却水、工业用水、生活用水管道等）；仪表管敷设时必须考虑主设备及管道的热膨胀，并应采取补偿措施，以保证管路不受损伤；油管路离开热表面保温层的距离不应小于150mm，严禁平行布置在热表面的上部；仪表管穿过墙洞时，需加保护套管。
仪表管线清洁度
仪表管的密封实验前需对仪表管进行内部清洁检查，该步骤主要是对仪表管安装完成后的统一检查，管内清洁、管口毛刺等综合施工工艺的评定，是安装检查中重要环节。检查内容主要包括仪表管内有无异物、仪表管焊口无焊渣、仪表管口无毛刺、仪表管表面清洁状况等，仪表管（包括油管路和氢气管路）清洁度检查一般为管内气体吹扫方式进行。
吹扫前(一次门无连接)，使用压缩空气装置连接仪表管就地一端，打开仪表二次门，缓慢打开压缩空气装置的吹扫阀，向仪表管内持续吹扫压缩空气1分钟，检查仪表管路取源端排除气体状况，无铁锈、尘土、水分及其他杂物时，即为合格。
仪表管线密封试验
仪表管清洁度检查完毕，进行取样源最后一道接口连接，即完成整个管线敷设，需对每一根仪表管进行密封合格试验，且填写密封试验记录单，仪表管密封试验分：水压试验和气压试验。
试压前准备：试压前确认施工人员是否已进行技术、质量、安全交底，明确职责及注意事项；试压前工具、计量器具准备：由施工人员准备试压装置、导压管、标准压力表、扳手、水、压缩空气装置等；明确设计压力、试验压力。
水压试验，运行工况一般为液体介质（油管路除外）的仪表管采用水压试验：确定水压实验装置就地准备完毕且水箱内含合格的水压试验水；把试压软管或不锈钢管连接到被试压管线的接口或阀门上；连接试压软管或不锈钢管与试压泵连接；安装标准压力表且打开水压试验泵的隔离阀；用水压试验泵向被试管线充水，排除管线中的空气；排气过程完成，关闭一次阀，操作试压泵缓慢升压到水压试验压力(为工作压力的1.25倍)；当达到试验压力后，关闭试压泵隔离阀和试压泵。稳压5分钟，以压力不降、无渗漏为合格；
气压试验，运行工况为气体介质（氢气除外）的仪表管采用气压试验：确定气压实验就地准备完毕且压缩空气装置内压力满足试验压力值；把试压软管或不锈钢管连接到被试压管线的接口上；连接试压软管或不锈钢管与气体装置连接；安装标准压力表且关闭仪表隔离一次门；打开气体装置，持续输往试压管线；用控制阀调节缓慢升压直到试验压力（为工作压力的1. 5倍），稳压5分钟，以无泄漏、压力降低值不大于0.5%为合格。
特殊管路严密性试验标准。参考DL-T5190.5-2004中附录A 管路及阀门严密性试验标准，具体规定如下：油管路及真空管路：用0.1MPa～0.15 MPa（表压）压缩空气进行试验，15分钟内压力降低值不大于3%为合格；氢管路系统：仪表管路及阀门随同发电机氢气系统作严密性试验，试验标准按DL 5011-1992中附录J的规定。DL 5011-1992中附录J试验要求如下：用空气进行试验（试验压力应按制造厂规定的漏气量试验的压力），试验时间为6小时，平均每小时的压力降不大于初压的0.1%为合格。
仪表安装
仪表安装是整个安装工序的关键，设备及管道的运行状态良好与否，都是从测量仪表中反映出来的，且仪表管路材质和规格的选用、敷设路线的选择、安装方式以及管路的严密性等直接影响测量的准确性，它反映了测量指示和自动调节的质量，做好这项工作意义重大。所有仪表安装前需进行仪表单体校验。
施工技术人员与班长根据工程进度及现场实际情况，确定需要优先安装的仪表。根据设计图纸，确定安装仪表的编码，从仓库或调试领出合格仪表及其所配的安装附件（如现场施工需要，可以先领附件后领仪表）。框架上仪表安装一般为卡套螺纹连接。螺纹连接一般为NPT螺纹或平螺纹，NPT螺纹应采用生料带密封；平螺纹应采用密封垫片（如退火紫铜垫、聚四氟乙烯垫等，其中二回路的系统一般采用聚四氟乙烯垫，除二回路外的系统一般用退火紫铜垫。）密封，用扳手紧固且做好紧固标识；框架上仪表中心距操作地面的高度宜为1.2-1.5m 。就地温度类仪表安装时；确认现场安装套管尺寸、螺牙、规格符合设计要求，将传感器温度探头插入保护套管其连接处螺纹应涂抹二硫化钼，探头端面与保护套管（热井）底部的接触程度要符合厂家安装技术规范（根据传感器性能考虑留膨胀间隙），用扳手将锁帽锁紧；对于部分特殊温度仪表应充分参考安装说明书及其特性正确安装。就地流量类仪表、就地液位类仪表由相应的焊管工区、热机工区安装。
参考文献：
《电力建设施工及验收技术规范 第5部分：热工仪表及控制装置》 DL 5190.5-2004
自动化仪表工程施工及验收规范 GB 50093-2002
自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GBJ131-90
电力建设施工及验收技术规范 汽轮机机组篇 DL 5011-1992