從管道內介質的流動性來說,管道系統內壁無論是管徑擴大還是縮小等變化,均應該平滑過渡,“倒刺”、“臺階”等問題不應該出現。在工程項目管道系統中,除非因特殊材質或非標等原因對連接的管道管件有例外的要求。“倒刺”質量問題影響大,若項目中已經出現,需要采取合理的方法,盡可能減少處理的時間以及人力物力。除此之外,還須對此問題深入調查,綜合性分析,從項目各環節中尋找問題產生的根源,并舉一反三,避免此類問題再次發生。
從一些項目反饋的情況及分析來看,此類問題產生的原因主要有如下三個方面:
(1) 設計的提資
對于通用系列的管道管件,由于均為標準件,其外形尺寸和制造加工要求均有詳細的國家標準。本文所述“倒刺”問題產生的幾個主要對象:管道、彎頭、三通/四通、異徑管、翻邊短接、帶頸對焊法蘭,其通用標準和對壁厚的描述和要求,可參考表1所列。
在同一條件下的管道系統中,由于管道等級是一致的,在不考慮施工對中的偏差外,管道管件連接端的外徑是相同的,但對于壁厚的要求,管件與管道要求稍有不同:對于管道及彎頭,有固定計算公式,可依據理論計算公式,結合管表等級確定公稱壁厚;對于整體成型的三通/四通、異徑管和短接,通用標準中沒有給出明確的計算公式,一般由采購方確定,只提供了對應管道的公稱壁厚等級,而在實際設計過程中,由于管件相對于管道位置不同,須考慮到管內流體的沖擊及抗壓等因素,設計選型時公稱壁厚一般不低于所連接的管道壁厚(部分口徑可選相同壁厚除外),一般大口徑管件壁厚均大于管徑;對于帶頸對焊法蘭的連接端壁厚G B/T9124-2010有明確的壁厚要求,但是這個壁厚對于不同材料的管道管件可能是不相同的,因此仍有可能法蘭連接端壁厚大于管道壁厚(不銹鋼薄壁管或碳鋼管均是不相同的)。
基于如上的描述可以看出,對于在同一管道系統中的管道和管件,在設計選型確定管道管件規格時,就可能造成管件壁厚大于管道壁厚,而對于設計或制造商來說,“倒刺”問題的產生往往就是忽視了管道管件連接處的壁厚處理要求所致(管道管件制造商可能不相同,管件連接端的壁厚要求未提資清楚)。
(2) 加工制造
在加工制造階段,除設計單位提資給各制造商有關管道管件的規格信息外,制造廠家還會考慮到管件在不同機械加工方法的過程中產生的減薄、彎曲及制造偏差等因素,也會在設計提資壁厚的基礎上增加適量的余量。但是,很多項目中,因設計管理及設計制造方溝通的原因,導致一些管件制造商在出廠時,也忽略了所連接管道的壁厚而未進行處理或者處理不到位,產生了“倒刺”問題。
(3) 不正確的選型及安裝
設計及加工制造方面的原因,一方面體現了設計人員對現有有關管道管件有關連接處壁厚問題的理解不夠,另一方面是由于項目管理的不嚴謹,在設計提資及制造加工時未明確雙方在管道管件連接處的詳細要求,且制造時未能有效反饋,導致在施工現場管道管件連接處的壁厚未能吻合。除此之外,現場施工過程中,很多“倒刺”問題是因為一些錯誤導致的,這種錯誤來源于管道管件不正確的選型以及安裝過程中材料使用錯誤。不正確的選型主要是同一管道系統中,使用了不同制造標準的管道管件,以及錯誤地使用了不同壓力等級的管件。安裝過程中產生的錯誤則主要是用錯材料導致。