上海华谊建设有限公司 上海 200232
摘要：本文就卫生级不锈钢管道从设计标准、材质选择到施工要点出发，结合笔者参与管理的项目为实例作一个比较概括的阐述，同时对全过程的质量控制提出了措施要求。
关键词：卫生级不锈钢管道；管道设计；施工工艺；自动化焊接
近几年随着中国综合国力的不断提升经济发展越来越依靠科学技术的进步与变革，与之相对应的人们对生活水平和质量也有了更高的要求。食品和药品的生产加工是与人们生产生活息息相关的两大行业，而在这两大行业中卫生级不锈钢管道具有耐用和几乎无需维护表面的这两种特性，使得它在食品加工、制药行业等的应用越来越广泛。下面就此类管道的设计、选型及施工结合本人工作经验分别作一下阐述。
1.卫生级不锈钢管道的设计与选型
我国《药品生产质量管理规范》（GMP）第五章第二节“设计与安装”中“第七十四条”和第五章第六节制药用水中“第九十八条”都对卫生级不锈钢管道设计与选材有严格规定，依据以上规范我们在设计和选型时需关注以下几个方面：
1.1管材选择
《药品生产质量管理规范》中对此有非常具体的要求，当中最重要的一点就是所选管材必须不能与所接触的介质发生化学反应。由于奥氏体不锈钢具有良好的焊接性能，热处理不硬化，无磁性等优点而使其在卫生级不锈钢管道中被广泛使用，管壁厚小于6毫米时焊接不需焊后热处理，但如果管壁厚大于6毫米则需要延长焊接时间，需要选择碳含量更低的（小于0.03%）更高级别的钢材。如管道介质有腐蚀性，会对一般性不锈钢管材造成孔状腐蚀，不锈钢材中钼含量的增加会有效提升其耐腐蚀性能。而碳含量的降低钢材的焊接性能又可以提高，因此从综合性能出发，奥氏体不锈钢薄壁管无疑是运输具有腐蚀性无菌洁净介质的优先选择。
1.2管道尺寸标准的选择
管材选择的同时对管道尺寸标准的选择也是重中之重，目前，卫生级管道全世界有众多的行业标准国际标准：ISO/SMS，而欧盟，美国等根据自己国家实情制定了相应的地区或国家行业标准，我们在做建设项目时首先必须确定选用何种标准，根据业主设计要求选择，欧盟企业一般采用DIN标准，而美企一般使用ASME BPE标准。绝大多数情况下，由于各个标准都存在尺寸规格不全，所以都会不同标准混合使用。因此在项目建设初期项目部应根据设计图纸制定项目中所有管道等级列表，详细列出所有管道在各个公称直径下所使用管件、阀门、管接头、卡箍等的标准、等级、材质。
1.3管道设计的原则：
（1）表面光洁度
管道与介质接触面必须平整，可以有效清洁，管道、管件、仪表等与介质接触的表面的粗糙度Ra≤1.0μm。
（2）管道可放空
在设计和安装后必须保证管道在系统清洗、维修时能够完全放空其内容物。管道必须有设计坡度，管道连接处管件、阀门等必须可以放净，尽可能在设计时就避免死角。与管道相连罐体等设备也必须满足可完全放空的要求。
（3）管道清洗的要求
由于卫生级不锈钢管道内容物的特殊性，要求与之接触的设备和管道必须定期进行清洗。Cleaning in place简称 CIP是指在线清洗，用合适的清洁介质对系统设备和管道进行在线清洁消毒，这个通常是在设计时就加入的一个循环动作，可以定时定量对设备和管道进行系统净化。用于清洁的介质通常使用强酸强碱，如NaOH，H3PO4，HNO3等，清洁时一般介质温度会保持在80℃以上，由于清洁剂使用时具有一定危险性，因此做好相应人员和设备的安全防护工作也非常重要。
（4）隔膜阀排空角度
从安全生产出发管道设计时隔膜阀必须安装在水平管道上时，由于不同公称直径、标准的隔膜阀排空角度不同，因此在项目管道设计时就要考虑好隔膜阀排空角度对外部空间的影响。
（5）排放距离
管道防空管口在设计时要根据全系统容量及放空时间要求来设计，确保管径满足设计要求，另外管口位置要保证足够高度，最好是安装防废水吸入的反虹吸装置。
2.卫生级不锈钢管道的施工
不锈钢管道具有易成形，耐用美观，易操作等优点。所以施工时只要按规程科学正确施工，就能按时保质保量完成工程项目。接下来结合笔者2017年参与管理的上海开米洗涤剂车间生产工艺管线及设备安装工程项目，从施工工艺，操作步骤、技术重点等作简要论述：
该项目管道施工总长约1万米，材质主要包括不锈钢管（304），管道管径从φ23-φ233，壁厚从1.5mm-3mm；卫生级薄壁不锈钢管（304，316L，2205双相），管径从φ18-φ204，壁厚从1.5mm-2mm，管道介质包括蒸汽、去离子水、软水、清洁剂、生产物料等。
2.1施工工艺流程：
图纸会审→技术交底→管道预制→管道安装→管道试压、冲洗→质量验收
2.2操作步骤及要点
（1）图纸会审：施工前，项目部组织项目组所有成员等进行图纸会审。主要审查焊接工艺及设计对焊接技术的要求；焊缝是否需要酸洗钝化；管路的设计是否合理，避免管道交叉。
（2）技术交底：项目技术负责人将工程概况，工期要求，质量验收要求，焊接技术要求，施工中的难点，施工中安全作业要求等向施工人员进行技术性交待。让大家明确各作业人员的工作职责。专业施工员必须确认管道的工艺流程，结合现场情况，绘制管道单线图，指导施工人员的实际施工。
（3）管道预制：施工机具在使用前必须进行检查并清洗，保证机具表面清洁。切割时管道内需填塞无毛白布，完成后用锉刀去除切割部位管口的毛刺，取出填塞物然后清洁切割面。在预制好的管道上正确标明各管段的位置。
（4）管道安装：管道焊接技术要点在后文有详细论述，此处不做赘述。管道组对安装时按照管道安装规范，用角尺、钢板尺、钢卷尺量等边安装边测量，控制偏差在设计允许范围内，保证安装质量。组装时严禁使用碳素钢工器具击打不锈钢管。安装完毕后的管段内部清理后用塑料帽封堵并用发泡泡沫密封接口，防止异物进入。管口组对尺寸如下图所示：
（5）管道试压、吹洗：不锈钢管道分段安装完毕后，需进行分段压力试验。一般水试压压力为系统工作压力的1.5倍（不得低于0.3MPa），稳压时间不得少于半小时，稳压后检查管道各连接处有无渗水，整个试压过程压力降应≤0.05MPa，才算通过测试。全系统管道设备安装完成后，需进行全系统水压试验，与分段试压基本相同。试压结束后须进行管道的吹洗工作，以确保管道内洁净。吹洗前，应将各管道上的仪表、阀门等器件统一拆除保管，吹洗后重新安装。在吹洗管道末端设置临时管道和阀门，并将吹洗物排放至统一回收处。最后，吹洗后要做好相关记录。
（6）质量验收：分部分项工程的质量应按以下标准实施：①《流体输送用卫生级不锈钢无缝钢管》（GB/T12771-2008）；②《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB20235-2010）；③《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-2011），其中自动焊接后的焊缝表面检查验收要求如下表：
2.3施工中的重点技术要求（卫生级不锈钢管道自动焊接）
管道的焊接：笔者参与的项目管道以卫生级不锈钢管为主，壁厚为1.5mm-3mm，施工前，项目部经过多次与设计方沟通，最终决定采用的施工技术为自动化焊接。我们认为自动化焊接技术能很好地满足卫生级不锈钢管道内、外壁洁净度及焊缝内、外表面质量的要求，同时也能满足施工现场对施工环境的要求。
（1）自动化焊接工艺特点
它具有以下几方面特点：首先，在焊接时不用添加焊丝，焊接方法为依靠本体母材自熔；其次，由于采用封闭式焊接，氩气保护性能良好；焊接过程较传统手工焊接简单；最后，电弧更加稳定，热影响区窄，焊接应力和焊接形变都较小。
（2）自动焊接工艺流程及其参数
自动焊接工艺流程如下图所示：
在实际焊接施工中，我们一定要重视数据的有效选择，一般参数如下表所示。
（3）自动焊接时的操作要点
①自动焊接前一天，需测试程序的使用情况。
②管道切割以后需用专用工具对管口表面进行处理，如铣刀、平口机等，随后用干净的酒精布条清洗管口内外表面，除去油、脏污。
③自动焊接前，应对焊接接头的表面进行详细检查，不能留有污物。
④自动焊接前，应进行焊接试验。
⑤自动焊接前，点焊固定的痕迹要小。
⑥自动焊接时，必须按充气气体方向依次进行，以确保每一道焊缝的质量。
⑦焊接后，焊缝表面不得有裂纹、气孔等超标缺陷；对焊缝进行打磨至平滑。
（4）自动焊接易产生的通病及整改措施
在项目实际施工中，由于施工人员及材料等原因，在自动焊接时也容易产生一些质量通病，项目部在面对这一问题时，针对不同缺陷对症下药，总结如下：
（5）自动化焊接设备的构成
常用自动化焊接设备构成如下表所示：
常用自动化焊机如下图所示：
自动焊接系统示意图如下图所示：
施工现场卫生级不锈钢管自动焊如下图所示：
3.采取的质量管理措施
针对笔者所参与的上海开米洗涤剂车间生产工艺管线及设备安装工程项目，由于采用了新的施工技术方法——自动化焊接。对于质量的管理就提出了更高的要求，项目部在面对这一管理目标时，主要有以下几点管理措施：
1.项目部各专业负责人在项目施工期间加强质量控制，层层分责，施工人员规范操作，质监人员不定时对施工现场，各工序进行检查，抽查，严格把控，确保质量体系正常运转。
2.加强质量检查职能，按照公司质量保证体系程序文件的要求，建立施工质量检查验收台帐制度。对原材料、配件进行验收，对前后工序、隐蔽性工程等进行检查验收，并做好相关记录工作。
3.加强施工全过程的检查监督，管道施工作业人员做好自检是首要的，后续工序前由后道工序人员再对前道工序进行复查，防止自检遗漏，技术人员和质检员必须深入施工现场，巡回检查，指导和监督整个过程施工工艺纪律的实施，确保每道工序质量过关。
4.项目经理部设有焊接检查员、管道安装检查员等专职质检员，在现场把好各专业的质量关，发现问题及时处理，并做好相关记录，做好过程管理工作，质量管理阶段以防患于未然为原则。
5.施工前由项目技术负责人就本项目具体技术方案及有关规定进行交底及答疑，不断提高操作者的施工技术水平，针对施工难点进行技术培训并在培训中讲解质量标准，把质量标准交给每个施工者，施工人员做好质量自检，是项目实现施工质量自我控制的基础。
结束语
卫生级不锈钢管道项目必须严格按照相关设计标准进行设计，在项目实施过程中施工管理必须规范操作，加强监督，科学合理的设计是装置安全生产的前提，规范高质的施工是装置生产合格产品的保障，二者缺一不可，都是企业生产实现经济效益的前提。
参考文献：
[1]倪卫钢 沈红 张昊.医药卫生工程中卫生洁净管道的焊接要求[J].化工与医药工程，2012（02）
[2]张琳.不锈钢洁净压力管道施工技术[J].建筑工程技术与设计，2016（09）
[3]GB 50235-2010，工业金属管道工程施工规范
[4]GB 50184-2011，工业金属管道工程施工质量验收规范
论文作者:蒋海涌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/20
标签：管道论文; 不锈钢论文; 项目论文; 卫生论文; 质量论文; 介质论文; 标准论文; 《基层建设》2018年第14期论文;