特气管道施工工艺标准

特气管道施工工艺标准 Revised by Jack on December 14,2020

QG/ZDⅡ-T03-12-2003 中国电子系统工程第二建设公司

洁净厂房

高纯气体管道施工工艺标准

拟稿单位：总工程师办公室

编制：邓顺志

审核：王开源

批准：侯忆

二OO三年一月二十五日

目录

1、总则----------------------------------------------------------------------------------1

2、高纯气体的三个主要参数-------------------------------------------------------1

3、管道材料选择----------------------------------------------------------------------2

4、施工程序----------------------------------------------------------------------------4

5、图纸会审----------------------------------------------------------------------------5

6、工程测定----------------------------------------------------------------------------5

7、绘制管段图-------------------------------------------------------------------------5

8、设置预制洁净房-------------------------------------------------------------------6

9、材料检查确认----------------------------------------------------------------------6

10、保护气体的供给和管理---------------------------------------------------------9

11、管段预制--------------------------------------------------------------------------11

12、现场配管施工--------------------------------------------------------------------13

13、压力试验--------------------------------------------------------------------------19

14、系统吹扫--------------------------------------------------------------------------20

15、系统测试--------------------------------------------------------------------------21 附录1 露点、含湿量、绝对湿度换算表---------------------------------------24 附录2 洁净室及洁净区空气中悬浮粒子洁净度等级------------------------26 附录3 EP/BA管自动氩弧焊接钨棒尺寸表------------------------------------27

1.总则

1.1本标准适用于洁净厂房高纯气体管道配管施工。

1.2气体管道的干管，应敷设在上下技术夹层或技术夹道内，当与水、电管线共架时应设在其上部。

1.3当采用碳素钢支吊架、碳素钢管卡时必须是镀锌件，且不锈钢管道与其接触处应采用不产尘的非金属材料隔离。

1.4高纯气体管道的设计应符合下列要求：

a. 按气体流量、压力或生产工艺需要确定管径，气体管道最小管径不小于φ6×1mm；

b. 管道系统应尽量短；

c. 不应出现不易吹除的盲管、死角；

d. 管道系统应设必要的吹除口和测试取样口。

1.5气体管道穿过洁净室墙壁或楼板处的管段不应有焊缝。管道与墙壁或楼板之间应采取可靠的密封措施，并用装饰板封堵。

1.6可燃气体和氧气管道的末端或最高点应设放散管。放散管引至室外应高出屋脊1米，并应有防雨、防杂物侵入的措施。可燃气体和氧气管道还应符合《洁净厂房设计规范》安全技术措施的有关要求。

1.7高纯气体终端过滤器应设在靠近用气点处。

2.高纯气体的三个主要参数

所谓高纯气体管道的洁净技术控制，主要是指气体纯度、干燥度、洁净度的控制（即三度控制）。

2.1气体纯度指气体中杂质气氛的含量，通常用气体纯度的百分数表示，如%（俗称6个9），也可用杂质气氛含量的体积比ppm、ppb表示。

洁净厂房高纯气体管道系统建成的各个环节必须做到上流的合格气体流经厂房管道系统到达用气点的气体纯度仍能满足工艺对用气纯度的要求。

2.2干燥度气体中微量水分的含量，通常以露点表示，如露点-70℃，或以含湿量ppm表示，如含湿量。（两者的转换见附录1）

2.3洁净度指气体中含有污染物粒子的数量，粒径为μm的粒子的个数，pc/m3。高纯气体管道通常使用在洁净的生产环境当中，对应的洁净环境等级，在《洁净厂房设计规范GB50073-2001》中，直接采用国际标准ISO14644-1（详见附录2）

对高纯气体洁净度的控制，当设计未加特别注明时，施工中对洁净度的控制应与使用空间的洁净度等级保持一致，严防气体中的污染物粒子超过规定值，而造成管路系统或洁净生产空间的污染。

洁净厂房高纯气体管道的设计、施工管理，不同于一般工业气体管道，任何一个环节稍有失控，就可能影响输送气体的质量，从而导至无法生产出合格的产品。

3.管道材料选择

将高纯洁净气体输送到各用气点而不被污染，在很大程度上受管路诸多因素的影响，其中管材的选择显得十分重要。

3.1用于输送高纯气体的管道应具备以下性能

a. 管材的透气性要小；

b. 管材内表面吸附解吸气体的作用要小；

c. 内壁光滑、耐磨损；

d. 有良好的抗腐蚀性能；

e. 性能稳定，含碳量低。

3.2管道材料选择

管道材料由设计选定，自行设计时应遵守《洁净厂房设计规范》的有关规定。

a. 能满足上述要求的管材，对于气体纯度在%以上或在空气洁净度等级中1~6级洁净室内时，以316L内壁经电抛光的不锈钢管（EP）为最佳选择，由于施工现场条件限制，管材应在制造厂脱脂、清洗、干燥，并有双重膜包装，对于气体纯度为%的洁净管道和干燥空气管道可选用内壁经机械抛光的304不锈钢管（BA）。

注：316L的国内对应牌号为00Cr17Ni12Mo2Ti

304的国内对应牌号为0Cr18Ni9

b. 阀门及其它附件的选择

阀门及其它附件的材质应与管材选用原则一致，在采用不锈钢管材的管路系统中，不得采用铜材质的阀门，为确保阀门及管道系统的严密性和介质不受污染，应采用两端为焊接连接的无填料波纹管阀或隔膜阀。对于系统终端采用螺纹连接时，应采用VCR卡套连接；非焊接连接的垫片，对于氢、氧管道应采用金属垫片，其它高纯介质管道可采用聚四氟乙烯垫片，三通、弯头应采用与管材同材质的成品，为适应公司现有自动焊头的施焊条件，订货应注明对颈长L的要求（见下表）

4. 施工程序

5.

6. 生矛盾时，再与有关方面协商调整，但最终应反应到竣工图上。

7. 绘制管段图

7.1 凡施工图已提供透视图的，可利用透视图作为管段图，无透视图时应在施工前绘制管段图。

7.2不可将几个管道系统绘制在一张图上，一个小系统，可绘制在一张图纸上，大系统可分段绘制在几张图上，但应标出连接符号。

7.3无论是利用透视图还是自绘管段图均应标注各管段直径、长度、标高和阀门、三通、法兰等的位置，还应分别标出预制组件的焊口（即死口）和现场焊接的焊口（即活口）位置，并在图中顺序标出焊口号。

7.4图中标注的各项尺寸应是现场实测的尺寸。

7.5对一个系统分段予制的原则是：

a.尽可能减少现场（安装场所）焊接的焊口数，大量的焊接工作尽可能在预制间完成；

b.现场焊接的焊口应设在便于操作的位置；

c.予制组件的大小应尽可能大一些，但不可无限制的大，既要考虑预制房面积的限制，也要考虑搬运安装所经通道和门洞的限制。

8.设置预制洁净房

8.1洁净厂房内高纯气体管道的预制场所，其洁净要求应与管道安装场所的洁净度要求一致，否则将很难控制所预制的管道不受污染，因此预制房的搭建是不容忽视的。管道可能安装在不同洁净等级的房间，应按安装场所的最高洁净等级的要求来搭建预制房。

8.2预制房应尽可能在厂房暂不使用的房间内搭设，当不具备这种条件时，可就近先搭设符合挡风挡雨要求的临时建筑，再在其内搭设临时洁净预制房。预制房的长、宽、高应能满足预制工作的要求。一般宜采用长×宽×高=7.2米×3.6米×2.2米的规格，用防静电厚塑料膜（以0.3mm厚为宜）围护，采用FFU或高效过滤器及低压风机用风管连通（要有调节阀，以获得必要的室内正压），完成上送风、下侧四周排风的空调系统。

室内要有充足的照明。

9.材料检查确认

本检查为在现场接收管材、零部件时，验证是否满足订货书要求而进行的外观检查和确认。

9.1供检查的环境

到货的材料应是有双层薄膜包装的洁净材料。材料从接收开始，不得受到污染。

a. 外包装完好情况的检查，在非洁净区进行，但在折除外包装后应立即搬入洁净厂房或预制加工洁净房内；

b. 内包装的开封必须在洁净室或预制加工洁净房内进行，以确保材料不受污染。检查完成后，对暂不用的材料应立即重新用薄膜袋包装密封并置于洁净区妥善保管。

9.2检查对象

a. 管材

b. 管子附件（三通、弯头、变径管等）

c. 阀类（阀门、减压阀等）

d. 计器类（压力计、压力传感器、压力线圈等）

e. 设备类制成品（筒、箱、阀盒等）

9.3检查项目

○：全数检查

△：抽查5%

×：不检查

9.4外观检查和质量要求

9.4.1管路系统的管材、阀门和所有附件，必须严格按设计要求选购，不得随意更改或代换。

9.4.2管材到货后应置于室内精心保管，杜绝露天堆放、日晒雨淋。

9.4.3到货的管材，两端应有塑料密封帽密封严密，无破损和脱落；有双层塑料薄膜密封包装，不得有破损。

9.4.4阀门、管件应有塑料袋密封包装，无破损。

9.4.5管子、阀门、管件等，使用前按、、的要求切实进行下列外观检查：

a.管子直径、壁厚符合订货要求，且壁厚均匀；

b.管子应平直、圆滑、无局部凹陷、无压入物、无刮伤、碰伤和挤压等缺陷；

c.无裂纹、缩孔、折叠、重皮和凸筋等缺陷；

d.无锈蚀、锈斑等痕迹；

e.内表面的粗糙度是否符合设计要求，螺纹是否有损、保护是否良好；

f.内表面是否有尘埃、油脂，确认管子是否已经净化处理；

g.内面电抛光薄壁不锈钢管的进货要有出厂合格证书和相关材质证明。当进货的管材受到质疑时，应抽取各种规格的管材，在管子的任何部位，随机切下60mm长的管段，并沿轴向剖开，在显微镜下对照样板验

证内表面的相对粗糙度Rmax是否符合设计要求，是否与出厂文件中所标注的内容与精度相符，净化处理是否符合要求；

h.查看管子外包装和管端密封帽是否有效；

i.法兰的密封面应平整、光滑，不得有毛刺及径向沟槽，凹凸法兰应嵌合准确，凸面的高度不得小于凹槽的深度；

j.非金属垫片应质地柔软、无老化及分层现象，表面不得有折损及皱纹等缺陷；金属垫片表面不得有裂纹、凹槽、毛刺、径向划痕及锈斑等缺陷。

9.5不合格品的处置

经检查若不能符合质量要求时，应予退货或经商定留作降级使用。9.6验收后的保管

经检查验收后，在规定的仓库或现场妥善保管，材料库应是专用库房，不得和其它物资混放，管子、管件、阀门要分类保管。

10.保护气体的供给和管理

10.1气体供给装置

保护气体为高纯氩气，其纯度指标不得低于管道系统要求的纯度，氩气的供给采用低温液化气容器或高压瓶装氩气。系统装置见下图（其中虚线框内的装置，在采用液氩时才配置）：

蒸

发

器

湿分计

10.2供给管理

10.2.1在供给联箱上安装湿分计，以确认、记录气体的供给纯度

10.2.2保护气体供给开始后，保持连续通气，以确保配管内的纯

度。

10.2.3流量控制

a. 焊前吹除可参照下图选择流量和吹除时间

b. 焊接时的气体流量参照下图选用:

φmm

5 10 15 L/min

c. 施工过程中，间断作业时（如夜间），仍应保持一定的通气量，可按焊接通气量的1/4通气。

10.3气体供给管理记录

定期检查气体供给情况：

a. 供给联箱：含湿量、供给压力，并记下记录时间；

b. 气瓶：剩余量、压力、使用情况，并记下记录时间。

11.管段预制

11.1预制环境及其管理

11.1.1为保持预制件的洁净度，管段预制应在预制洁净室内进行

11.1.2为保持预制环境的洁净度，以下各条规定应每日进行一次检查，并保持记录。

a. 按拟定的必须的室内洁净等级，保持FFU运转正常，工作有效；

b. 作业人员应着洁净服、洁净鞋、洁净帽、洁净手套进行作业；

c. 洁净服、洁净鞋、洁净帽要经常保持清洁；

d. 洁净室内由专人进行作业，作业人员一般不超过6人；

e. 洁净室内设专用吸尘器，作业中如产生尘埃，应彻底清扫，作业完后必须全面清扫一次；

f. 洁净室内必须设置灭火装置，至少应设置手轮式二氧化碳灭火器二个；

g. 洁净室内不得堆放与预制加工无关的物资；

h. 下班时必须进行检查，并切断电源。

11.2管子切断

11.2.1切断机具

a.小管径（φ6~12.7mm）不锈钢管用管子割刀；

b.大管径（大于φ12.7mm）不锈钢管用GF锯。

11.2.2切断要求

a. 使用专用固定夹具实施切断作业；

b. 进行管子切断作业。要有不低于系统输送介质纯度的氮气或氩气经过滤器通过管内，确保管内洁净度；

c. 使用管子前，不得过早提前开启端部封帽；

d. 切割好的管子要放置在货架或管子专用搁架上。

11.3管子剖口加工：见下图

11.3.1剖口机具：管子剖口加工使用专用端面平口机

11.3.2剖口形状：Ⅰ型

11.3.3剖口要求：

a. 剖口加工时，要通过过滤器向管内输送精N2，保持管内洁净度;

b. 管端应与轴线垂直，加工面光滑、无毛刺;

c. 管内口有毛刺时，应用倒角器除去，并保持洁净;

d. 剖口完成后，迅速用无水酒精（污染严重时可用丙酮）清洗加工部位，并用洁净密封帽保护;

e、加工好的管子要放置在不锈钢货架上或搁架上。

11.4弯头加工

11.4.1小管径配管（φ6~12.7mm）使用专门的弯管器弯制，但对现场上升、下降管道弯曲困难的地方仍应采用成品弯头。口径大于φ12.7mm 的配管，采用成品弯头。

11.4.2加工要求

a. 小管径弯头的弯曲半径R应等于或大于管外径的5倍；

b. 弯头加工，要在管端用密封帽保护的状态下进行。

11.5焊接

11.5.1焊接采用整套全自动钨极氩弧焊接设备，无焊丝自熔焊接，其工艺详见企标《电抛光薄壁不锈钢管焊接工艺标准》

11.5.2焊接工作应由经过培训合格的人员担任

11.5.3焊接参数的设定，应执行“作业指导书”，经试焊，其焊口经焊接指导者和检验员确认符合质量要求时，才能从事该规格管子的正式焊接，中途不得任意改变参数。

11.5.4每天上班施焊作业前都要进行试焊，直至合格才能从事当天的焊接工作，并保留合格的试件。

11.5.5每焊完一个焊口，应用细不锈钢丝刷（φ0.25mm不锈钢丝，刷丝整体高度15mm）趁热时清除表面痕迹。

11.5.6焊接用的钨棒规格应与焊头、管子外径相匹配，钨棒起弧端与管外壁间距离应在0.75mm~1.75mm范围内（见附录3）。

11.5.7焊前应用氩气彻底吹除，调整到焊接通氩量后，在施焊过程中要始终保持氩气流通。

11.5.8管段焊接完成后，立即加盖密封管帽。

12.现场配管施工

支吊架安装无误后，将预制好的管段及当日需用的直管搬入安装现场，上架、调整、组对、通氩、点焊、自动焊接。

12.1配管施工顺序

确认作业场所的环境状态

预制的管段和直管上架、调整、组对

按各焊口的焊接顺序，自上流端通入保护Ar

对大于φ的管道对接实施点焊

制成焊口样品，以确认焊接参数

自上流端开始实施自动焊接

进行焊口外观检查

12.2确认作业环境

12.2.1场所

下列气候场所，原则上不能进行配管施工作业。

气温：-10℃以下

湿度：90%以上

风速：对风速超过1m/s的环境要有防风对策

12.2.2保持作业环境的对策

a. 设置局部洁净单元在现场配管施工环境很差的场合，为保证焊接部位的洁净度而设置局部洁净单元（如焊接套筒）

b. 防风对策为挡风和维持周围环境而设置挡风板。强风场所，由现场监督人判断，中止施工。

c. 检查脚手架现场配管施工用的脚手架，不安全时，要进行加固。

12.3配管安装调整

支吊架安装完成后，将预制好的管段和当日用的直管搬入现场，顺序上管架安装、调整好标高，注意在焊接前不要取下两端的密封帽。

12.4通保护氩气

12.4.1取下调整好的管子的上流端部的管帽，同时安上带小孔的管帽（或在原管帽上划一小孔），通入保护氩气。

12.4.2取掉下流端管帽

12.4.3管与管的对接

12.4.4管与管用胶带缠好固定

以上配管顺序可在现场根据情况进行调整

使用的管帽、密封胶带等应是洁净品。

12.5点焊

12.5.1从上流端开始顺序撕下胶带，用手动氩弧焊机实施点焊。

12.5.2点焊要领

a.管子、管件在点焊前确认其内外表面未受污染（无异物、油脂等）；

b.点焊采用手动氩弧焊；

c.点焊使用固定夹具，管管应同心，管口不得错位；

d.点焊时为防止管内氧化，和正式焊接（自动氩弧焊）一样，通入保护氩气；

e.每点焊完一个焊口后，待表面温度降低，重新贴一密封带，正式焊接时再撕下胶带，直接用自动焊头固定实施焊接；

12.6自动焊接条件的确认

12.6.1焊接试件的作成

为获得自动氩弧焊接的良好效果，在正式焊接前作成合格的试件，获得最佳焊接参数。

12.6.2试件作成要领

a. 每逢下列情况应焊出合格试件，才能正式焊接。

?作业日的上午、下午开始作业前（一日二次）

?配管口径、壁厚、材质、管件改变时

?作业中产生缺陷时

?焊机本身的条件、状态改变时

b. 作业者必须经本专业BA、EP管配管自动氩弧焊接的培训，持证上

岗。

c. 质量检验人应是经培训合格的本专业技术、检验人员或外国专家。

12.6.3记录

根据焊机的特性，编制出各种管径、壁厚的基本焊接参数表，以该参数为基础，设定试件的焊接参数，在焊接试件的过程中，可根据焊口存在的缺陷，调整焊接参数，直至焊接出合格的焊口，此时得出的参数，作为正式施焊的参数。

a. 配管焊接施工管理记录

将配管焊接参数记入施工管理记录（含基本焊接参数、试件）。

b. 试件检验表