［1］颜惠庚等.换热器的液压胀管研究(一)胀接压力的确定.压力容器.1996；(2)：36～40

［2］施建平等.橡胶胀管强度胀接试验.压力容器.1989；(6)：46～49

［3］陈永宁等.橡胶胀管法在中大型换热器制造中的应用.压力容器,1991；(6)：59～62

［4］曲春范等.液压胀管技术在小管径胀接中的应用.压力容器.1988；(5)：81～83

［5］国家质量技术监督局.压力容器安全技术监察规程

［6］Jawad,M.H Clarkin,E.J.and Schuessler.R.E.evaluation of tube-to-tubes sheet Junctions.Trans.of ASME,J.of Pressure Vessel Technology,1987；(109):19～26

［7］.列管式换热器的强度——液压胀管接头的拉脱紧固力.压力容器.1984；(2)：68～73

我国新型暖气片的发展状况

膨胀节的标准简介http://wenku.baidu.com/view/ecff1635eefdc8d376ee32df.html:

本标准规定了金属波纹管膨胀节(以下简称膨胀节)的术语和定义、分类和标记、要求、试验方法、检验规则、标志及包装、运输和贮存。

本标准适用于安装在管道中其挠性元件为金属波纹管的膨胀节的设计、制造和检验。

标准编号：GB/T 12777-2008

标准名称：金属波纹管膨胀节通用技术条件

英文名称：General specification for metal bellows expansion joints

发布单位：中国船舶工业集团公司

批准单位：全国船用机械标准化技术委员会

起草单位：中国船舶重工集团公司第研究所等

起草人：段玫、钟玉平、张道伟、姜雪桦、陈立苏、冯清晓、罗发元、贺慧琼

发布日期：2008年08月04日

实施日期：2009年02月01日

膨胀节厂家推荐：河北伟业波纹管制造有限公司百顺牌膨胀节，中国市场知名品牌。

膨胀管材料及提高抗挤强度方法研究进展

　一、什么是新型供暖暖气片？

在过去的半个多世纪里，我国广泛使用着灰铸铁暖气片，主要是四柱813、760、二柱M132、大六O、小六O等柱型、长翼型暖气片以及长1m笨重的圆翼型暖气片。近30年来，我国逐步发展生产钢制和铝制暖气片。最近10年，我国的钢、铝、铜材质的暖气片迅速发展。进入新世纪，蓬勃发展的暖气片达到辉煌的鼎盛时期，我国已成为供暖暖气片的生产大国和使用大国，而且还是铸铁暖气片的出口大国。现有暖气片生产企业1200多家，年产各类型暖气片折合铸铁760标准片达3亿多片（每片标准散热量130W），年产值近100亿元，约占建材行业总产值的5%。世界各国都看好中国的巨大市场，纷纷进入我国，目前至少有19个国家的86个品牌的暖气片在国内销售，大大丰富了我国暖气片市场，也推动了我国暖气片行业的发展。现在可以说，我国暖气片行业形势大好，外国有的类型我国都有了，有些外国没有的，而符合我们国情的暖气片也有了，我国的生产技术水平与外国先进水平的差距已大大缩小，我国已有许多自主知识产权的产品。这些都为我国全面建设小康社会、改善居住环境打下了良好的物质基础。

1. 钢制——板型、柱型、柱翼型、扁管型、串片、翅片管、组合型、装饰型。 

2. 铝制——柱翼型（管翼、板翼、牵拉式）、压铸型、装饰型。 

3. 铜制——铜管铝串片、铜管L型绕铝翅片、铜铝复合、全铜制装饰型。 

4. 铸铁精品——柱型、柱翼型、板翼型、艺术型、定向对流型。 三、当前最流行的三大类型暖气片 1. 钢制管柱型暖气片——以森德为代表 

2. 铜铝复合暖气片——最早诞生于山东 

3. 装饰型暖气片——以佛罗伦萨为代表 

据不完全统计，北京现有暖气片生产和销售企业70多家，天津有200多家，大多以生产这3种暖气片为主，京津地区已经成为我国新型暖气片生产基地，其邻近的山东也有不少企业生产新型暖气片。 

过去我国曾有两大暖气片生产基地：一个是山西省太原清徐县的灰铸铁暖气片生产基地，兴盛时期总产量曾占全国暖气片总产量的70%以上，现在由于新型暖气片的发展，其比例不断下降，但仍占据着铸铁暖气片的主导地位；另一个是黑龙江省的钢制翅片管暖气片生产基地，主要集中在大庆和哈尔滨阿城，现在，山西娘子关的高频焊翅片管以质优价廉而迅速崛起，将取代黑龙江而成为新的翅片管基地。 

说京津地区是我国新型暖气片生产基地，不仅是因为企业多，而且是实力强。我国投资亿元以上的6大暖气片企业中（森德、北新、金泰格、瑞特格、春风、垣跃）京津地区就占4个。我国销售额达亿元以上的新型暖气片企业——森德就在北京。我国生产技术先进、自动化、机械化程度高的5大暖气片企业（北新、森德、金泰格、瑞特格、长治7445工厂）中，有4个就在京津地区。北京还是我国最大的暖气片市场。因此，京津地区不仅是我国新型暖气片生产基地，而且还集我国暖气片之大全，聚集了骨干先进企业，流行主导产品，大型专业超市等。 四、当前存在的一些问题 1.行业标准滞后 

我国现有暖气片行业标准12个：散热量测定、钢柱型、钢管型、钢板型、钢串片、钢翅片、铁柱型、铁翼型、铁柱翼型、系列参数螺纹及配件、铝柱翼型、钢扁管型暂行技术条件。 

在当前广泛流行的暖气片中，只有一个森德主动参与制订的《钢管暖气片》标准，而铜管铝串片对流器、铜铝复合暖气片、装饰型暖气片等都还没有行业标准，不利于产品质量控制和规范市场，不利于行业发展。 

联想到这产品的某些专业人士信息也滞后，在去年九月的一个产品评估会上，这些人士都参加了，竟不知建设部2003年1月1日发布实施的JG/T148-2002《钢管暖气片标准》，竟不知科技部等五部委发布的《关于改进科学技术评价工作的决定》，严禁滥用不切实际的“国际领先”、“国内领先”等夸大之辞，坚决抵制和反对虚假评价，而作出了不严肃的评语。 

标准滞后，信息滞后，不利于行业发展。现已开始制订铜管铝串片对流器标准和修订钢制板型暖气片标准，但铜铝复合暖气片和装饰型暖气片的标准制订尚未启动，与其等待，不如学习森德榜样，企业积极主动参与制订标准，促进行业发展。 

2.供暖运行管理不规范 

薄板型钢制暖气片（板型、柱型、柱翼型、扁管型、装饰型）最怕氧化腐蚀，而我国目前广泛采用的集中供暖大多运行管理不规范，热媒水中含氧量高，停暖时放空或漏空，致使暖气片很快腐蚀漏水，而且还会腐蚀锅炉、管道和阀门，造成巨大的经济损失。现在有很多人热衷于暖气片内防腐，这是一种被动防腐，最多只能保护暖气片本身，而对庞大的锅炉、管网系统的腐蚀损失却无丝毫帮助。最好的办法是主动防腐，能有效地保护锅炉、管网系统和暖气片。欧洲的事实说明，设计合理、管理规范的供热系统是安全供热的基础和关键，其薄板型钢制暖气片能使用20年以上。我国各方面正在与世界先进水平接轨，当然也包括供热运行管理。北京建筑设计标准化办公室正在编制《民用建筑热水供暖的水质、水处理及运行管理规程》，将有效地解决这一老大难问题，使大家能放心地使用各种暖气片。 

3.暖气片内防腐是无奈之举 

在目前集中供暖大多运行管理不规范情况下，对暖气片进行化学镀、涂料内防腐，可延长其使用寿命，但并不绝对安全，并非最佳办法，而是无奈之举。森德总经理郭占庚博士说得好：“搞内防腐比不搞强，搞内防腐不见得不出问题，不搞内防腐不见得就出问题”。目前涂料内防腐的前处理工艺复杂而要求严格，涂后还无法有效检查质量，故广泛受到质疑。经涂料内防腐的暖气片还未经充足时间考验，不能完全令人放心。 

4.铜铝复合暖气片产品质量须提高 

铜铝复合暖气片是能适用于各种水质、耐腐蚀、使用寿命长的放心产品，但有5点质量问题不容忽视： 

1）材质：应选用TP2或T2优质铜管，别贪便宜，劣质铜管易腐蚀。 

2）壁厚：立管最小壁厚0.7mm，上下联箱最小壁厚1.0mm。 

3）焊接：往往焊缝处渗漏，采用温度较高的硬钎焊较好，焊工应培训，技术要过硬。 

4）胀管：有人建议过盈量取0.3mm为宜，但久置后常发现松动，对散热不利。可采用开封市红日暖气片厂的二次螺纹胀管技术。 

5）翻边：联箱翻边后与立管套合再焊接较牢固，而外翻边更好，还可减少水阻力与积垢腐蚀，但工艺难度较大。 

5.对流器罩厚 

我国强制性国家标准《住宅设计规范》GB50096-1999对暖气片有三项要求：结构紧凑，便于清扫，使用寿命不低于钢管。而行业标准《钢制翅片管对流暖气片》中对流器罩的厚度规定为120mm和140mm两种，显得厚笨，在市场上不受消费者欢迎，在北京的暖气片超市里纷纷被撤了下来。看看美国和加拿大的同类产品，都显得小巧玲珑，流线型设计，外观漂亮，色彩艳丽。用户的需要使对流器罩减薄、美化：众合的罩厚110mm，大圆角；烟台日江的罩厚75mm；武汉暖通和开封红日的罩减薄至70mm，结构改进，散热量反而提高。德赛特的机翼流线形罩，三叶和徐水四通的竖条波浪形罩，各具特色，美观大方。 

6.暖气片模仿者多 

流行产品的畅销，引起了众多的模仿者。有些不具备生产技术实力，甚至“一把焊*打天下”的企业，也敢出类似的产品。还有的买来好的产品装门面，而销售自己的假冒伪劣产品。这些鱼目混珠的伪劣产品，扰乱了市场，坑害了消费者，还给用户埋下了隐患，也损害了流行产品的形象。 

7.虚假宣传 

有的产品号称“第一”、“领先”、“首创”、“引进国外先进技术”、“名牌”，有的把全铜水道暖气片吹得“永不腐蚀”，有的夸大散热量，伪造检测报告等等。这些都属于不正当竞争，迟早会自食苦果。比如：你虚夸的散热量可能造成室温过低，当用户或施工方对散热量抽样送检，若达不到你吹虚的散热量，按《消费者权益保护法》将双倍索赔，而且还要支付检测费，那时就够你好受的。 

8.产品标识不全 

这可算通病，出厂和销售产品应明确标示出型号规格、材质、标准散热量、工作压力、接口中心距、接口尺寸等数据，以便消费者选用。 

有的标出“散热面积”，表示适用室内多少平方米，这不科学。散热面积是指暖气片本身外表面能散发热量的面积，这对该产品是一固定数。对于它能供暖室内多少面积，是随不同地区、不同房间而定，是个变数，标出了散热量就够，也可标出“供暖面积”作参考。“散热面积”和“供暖面积”是完全不同的两个概念。 

9.售后服务差 

市场经济的发展，要求有良好的售后服务。而现在有的企业还没有完善的售后服务机构，有的甚至没有售后服务人员。当产品在使有中出现问题，不能及时解决，用户有时甚至找不到厂家的维修人员，这势必影响企业的形象，对销售不利。 

10.压价竞争 

过去铸铁暖气片的压价竞争，给整个行业都带来不良后果，出现了偷工减料、假冒伪劣产品，使企业无力改进生产技术，无力开发新产品，无力采用环保措施。这些教训是深刻的。现在有的企业仍在玩弄这套把戏，压价竞争，而不去致力提高产品质量、加强售后服务、创造优良品牌意识，这是一种玩火自焚行为。 

11.企业“定点”太滥 

定点企业应是管理规范、生产技术先进、产品质量好的先进企业，是行业的精英和榜样。而实际情况却不尽人意，花几万元就可买到一个“定点”牌子，而且每年还要交5千元“管理费”。现“定点企业”已达80家以上，有一个“定点企业”某暖气片厂以赠送高档品换来的牌子，该企业早已消声匿迹，无影踪了，这样的“定点”企业会给人什么印象？而且发“定点”牌子的部门也不止一个，还有“建设部某公司”颁发的“定点生产基地”、“科研基地”。真是令人无所适从，啼笑皆非。消费者并不看重企业是否“定点”，而看重的是质量、服务和品牌。 五、今后发展方向 1.钢制为主，铸铁为辅，适度铝铜。 

建设部对我国暖气片的发展规划是：“九五”期间，采取铸铁暖气片与钢制暖气片互补发展的政策；到2010年时，达到以钢制暖气片为主，铸铁暖气片为辅，同时适度发展铝制暖气片。 

欧洲的发展证明了这一点，目前欧洲的钢制暖气片已达90%以上，现在我国暖气片的发展进程也表明这点。钢制暖气片的许多优点这里就不再细说。 

2.供暖多元化 

市场经济的发展和人民生活水平的提高，使消费者的需求呈多样化。因此，我国除了以集中供暖的水暖暖气片外，供暖方式也在向多元化发展，如电暖器、辐射板、辐射管、电热膜、电热画、地面辐射供暖、真空相变暖气片等等。其使用比例在逐年增加。 

3.供暖运行管理规范化 

目前供暖运行管理大多不太规范，致使钢制、铝制暖气片的使用受到限制。而当前搞得沸沸扬扬的各种内防腐措施又是费力不落好，并不彻底解决问题。北京市即将率先提出的《民用建筑热水供暖的水质、水处理及运行管理规程》，将使供暖运行管理规范化，这就为钢、铝暖气片的发展扫除了一个最大障碍，也符合本行业在世界上的发展规律。 

4.质量第一，诚信经营，加强服务，树立品牌 

我国现有暖气片生产企业1200多家，北京、天津的新型暖气片生产基地的企业也约有

国家水炉安装标准

刘晓丹1，2 陶兴华1 牛新明1

（1.中国石化石油工程技术研究院，北京 100101；2.中国石油大学，北京 102249）

摘 要 本文旨在研究如何提高膨胀管抗挤强度，分别从材料和强度影响外部因素入手进行分析。首先，提出高性能膨胀管材料选择的主要依据，基于此研究了膨胀管抗挤强度的外部影响因素，采用实验分析、微观理论剖析、模拟计算相结合的手段，诠释了其对抗挤强度的影响及敏感性。其次，研究了不同膨胀工艺对膨胀后管体性能的影响规律，给出了选择工艺的基本依据。另外，本文在充分吸收国内外该领域先前研究的基础上，尝试性提出了新型膨胀管材料，探索了膨胀管技术未来发展的方向，旨在获得综合性能良好的膨胀管，为拓展其应用领域做好前瞻性准备。

关键词 膨胀管 材料 力学性能 抗挤强度 影响因素

Expandable Tubular Materials and StudyingProgress on Improving Collapse Strength

LIU Xiaodan1，2，TAO Xinghua1，NIU Xinming1

（1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering，Beijing 100101 ，China；2.China University of Petroleum，Beijing 1 02249，China）

Abstract The purpose of this article is to improve the collapse strength of expandable tubular.The analysis is beginning from how to choose expandable tubular materials and how the external factors affecting the collapse strength.First，it gives out the principle on which the materials are selected.based on this the main relative factors of collapse strength are studied.In the process the methods as test，micro-theory analysis，simulation are used.Thus the effects on collapse strength of all the factors and their sensitivity are analyzed.Then the laws of the how the expandable technology effected collapse strength are also studied.It gives out how to choose the proper method under some circumstance.In the other hand，the paper learns from the former and gives out the new expandable tubular materials，explores the future development of expandable tubular technology.The main purpose is to obtain the expandable tubular of good comprehensive performance in order to enlarge the operating fields.

Key words Expandable tubular；materials；mechanical properties；collapse strength；effective factors

膨胀管技术是在钻井施工过程中，将小于上层套管内径的特殊管下入井内，在井下通过液压式或机械式方式推动膨胀锥头，使管柱径向发生永久变形，内径增大，从而达到封固复杂地层、修补破损套管等目的。国外膨胀管技术研究开始于20世纪70～80年代。随后发展迅速，早在1993年已经进行了膨胀管技术概念性试验。1998年Shell公司在Gasmer Test Well井进行了型号为J55、尺寸为133/8套管的原型试验，膨胀和密封获得成功［1］。1999年便达到了商业化的水平，2004年6月，Enventure公司已在世界20个国家为58家用户完成了247次技术服务，累计胀管长度达到258755ft，可靠性超过95％。国内研究起步较晚，基础薄弱。2000年开始引入膨胀管概念，跟踪研究发现国内需求市场较大。因此，西南、大港等机构科研院所进行了相关课题研究和试验。2004年，中国石化胜利石油管理局钻采工艺研究所首次进行实体可膨胀管试验并取得成功［2］。之后，因其应用规模不断拓展，受到越来越多科研机构的青睐。该技术优势核心：一是可以节约井眼尺寸；二是可用于套管修补、完井以及采油等作业的全过程；三是具灵活的作业程序、广泛的适用性、显著的经济性。因此，被业界赞誉为 “21世纪石油钻采行业的核心技术之一”［3］。

膨胀管必须具备良好的力学性能，即较高的强度、良好的塑形等。大量试验和力学模拟结果表明，套管膨胀后抗挤强度会有较大程度降低，降幅一般为30％～50％。为提高作业安全性，拓展其使用范围，需要更高抗挤强度的膨胀管。鉴于此，本文围绕提高膨胀管抗挤强度的核心，首先提出了从内因着手，分析并提出高性能膨胀管材料选择的主要依据。其次剖析影响膨胀管抗挤强度的外部主要因素，采用实验分析、微观理论剖析、模拟计算相结合的手段，诠释了主要外部影响因素对抗挤强度的敏感性。本文吸收了国内外该领域前辈研究的精华，提出了新型膨胀管材料，尝试性探索了膨胀管技术未来发展的方向。旨在改善和提高膨胀管的性能，拓展其应用领域。

1 膨胀管材料性能要求

回顾关于膨胀管材料方面的研究，国外花费了大约6年的时间，系统地研究了管体材料、膨胀方式、膨胀后热处理等对膨胀管机械性能、残余应力和抗外挤性能的影响［4～7］。通常使用的膨胀管材料包括普通低碳合金钢、高压锅炉钢以及专门用于膨胀管的材料，如目前常用的N80、L80、K55等。部分资料显示高强度管线钢X-95和套管材料P110也可以作为膨胀管材料使用。为了模拟和预测钢管膨胀后抗外挤性能，根据ASTM E9-89标准，进行了膨胀管的压缩试验，图1反映了膨胀对不同材料钢管压缩屈服强度和硬度的影响。由图1a可见，P110和X95膨胀后屈服强度降低最为明显，降低大约30％，其原因是由于加工硬化作用不明显（图1b），无法弥补由于Bauschinger效应引起的屈服强度的降低。K55、L80、N80膨胀前后屈服强度变化不大，推断其原因是由于加工硬化作用与Bauschinger效应相抵消。图2为膨胀前后钢管冲击韧性变化曲线，膨胀后不同钢级钢管冲击韧性都出现了一定程度的降低，但都能够满足API标准的要求。

综上所述，国外科研机构对膨胀管材料硬度、屈服强度、抗拉强度、屈强比和伸长率等进行了详细研究，总结出了膨胀管材料具备的基本性能。为满足膨胀管使用时较大的塑性变形要求，膨胀管管体材料应满足以下几点要求：(1)良好的塑性变形能力；(2)较高的抗拉强度；(3)较低的屈服强度；(4)较高的加工硬化指数；(5)膨胀后管材（膨胀率一般为10％～25％）力学性能应满足API的要求。这为膨胀管在不同膨胀工艺下、不同作业环境中的使用提出了材料选择的基本原则，对进一步改善膨胀管材料性能和提高管体强度具有重要的借鉴作用。

图1 膨胀对不同钢级管材屈服强度和硬度的影响

2 膨胀管膨胀工艺适应性研究

为研究膨胀工艺对管材性能和强度的影响，国外某研究机构开展了专题研究。本文着重分析研究膨胀加载方式对管体抗挤强度的影响。试验采用专有成分C-Mn钢50钢管，外径193.7mm，壁厚9.5mm，膨胀率15％。

不同方式膨胀后管体尺寸变化、残余应力和抗挤强度结果见表1。

试验结果表明：膨胀后管体抗挤强度下降47％～55％。膨胀方式对膨胀后管体残余应力、径厚比、抗挤强度影响显著。方式d，膨胀后径厚比和残余应力在几种膨胀方式中处于中间水平，膨胀后抗挤强度最高。方式e，残余应力较低，径厚比较高，抗挤强度最低。方式f，膨胀后径厚比最高，残余应力较低，抗挤强度较高。该试验为有条件使用膨胀管提供了切实可行的膨胀工艺。为确保膨胀管具有良好的性能，在膨胀过程中要增加膨胀管润滑措施，尽量居中，膨胀速度适宜（最佳膨胀速度为7.6～18m/min）。

图2 膨胀对不同钢级管材冲击韧性的影响

表1 膨胀和加载方式对膨胀后管体尺寸、残余应力及抗挤强度的影响

注：a为膨胀前；b为单独在膨胀锥前施加压缩载荷；c为在膨胀锥后水力膨胀，在膨胀锥前施加压缩载荷；d为固定膨胀锥后面的管端，拉拔膨胀锥膨胀；e为在膨胀锥后水力膨胀；f为固定管子两端，在膨胀锥后水力膨胀。

3 膨胀管抗挤强度关键影响因素分析

因膨胀管自身工艺具特殊性，使抗挤强度的不利影响因素变得更为复杂。现就管体结构、屈服强度、应变时效、Bauschinger效应等对膨胀后管体抗挤强度的影响进行研究，并对各因素的敏感性进行分析。

3.1 复杂几何形状膨胀管管体结构影响

膨胀管在制造、运输或者作业过程中，比厚壁套管更容易受到外界划拉、磕碰，作业中不可避免地受到钻柱等磨损。计算表明：膨胀管内壁磨损缺陷的存在，一方面降低了膨胀管本身的抗外挤强度，另外，如果外部地层为岩盐地层，因磨损改变了膨胀管管体径向不同方向的刚度，造成膨胀管外壁应力分布的不均匀性更加严重，非均匀载荷和内壁磨损缺陷的存在共同加剧了对膨胀管本体抗外挤强度的损伤。对型号为P110、壁厚12.7mm的套管，假设内壁缺陷的最大厚度为0、0.5、1、1.5、2、2.5mm，分别计算磨损后套管的抗挤强度表明，在磨损半径一定的情况下，磨损量达到2.5mm时，套管抗外挤强度下降约45％（图3）。另外，椭圆度也是影响膨胀管抗挤强度的重要因素之一，膨胀过程中椭圆度和壁厚不均度会继续保持甚至增强，膨胀后径厚比的增大也是导致膨胀后管体抗挤强度降低的原因。

图3 磨损对膨胀管抗挤强度的影响

3.2 膨胀管材料屈服强度的影响

如前所述，P110和X95材料膨胀后屈服强度降低较为明显，约30％，尤其是膨胀前期（膨胀率在10％之内）对管体影响显著。究其原因，是由于加工硬化作用不明显，无法弥补由于Bauschinger效应引起的屈服强度的降低。由于加工硬化作用与 Bauschinger 效应相抵消，K55、L80、N80膨胀前、后屈服强度变化不大。因此，材料的加工硬化率越高，膨胀后压缩屈服强度降低得越少。同时，根据Hall-Petch方程，即

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

式中：σy为屈服应力；σ0为晶格摩擦力；K为常数；d为晶粒直径。

结合试验得到的低碳钢加工硬化指数n与晶粒直径之间的经验关系式，即

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

得到屈服应力与加工硬化指数之间存在如下关系：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

由式（3）可见，材料加工硬化指数越高，屈服强度越低。因此在保持抗拉强度基本不变的前提下，尽量降低膨胀管材料的屈服强度、提高材料加工硬化指数对提高膨胀管抗外挤强度具有积极意义。国外研究认为在考虑材料非线性、加载历史、椭圆度、壁厚不均匀度条件下，在径厚比大于20时，材料的屈服强度并不是影响膨胀管抗挤强度的关键因素。

3.3 应变时效的影响

应变时效主要发生在低碳钢和低合金钢中，是指在塑性变形时或变形后，固溶状态的间隙溶质（C、N）与位错交互作用，钉扎位错阻止变形，导致强度提高、韧性下降的力学冶金现象。应变时效对膨胀管抗挤强度有重要影响，下面以L80膨胀管为例定量分析。表2为膨胀及应变时效对L80套管压缩屈服强度的影响。由于膨胀管是在温度环境为50 ～350℃井下进行膨胀施工，因此试验考察了在一定温度下的膨胀管应变时效作用。由表2可见，当管体膨胀20％后，压缩屈服强度由原来的632MPa降低为505MPa，降低约20％，出现所谓反载软化现象。在150℃温度下时效1.5h，屈服强度损伤恢复约14％，在该温度下时效作用5h，压缩屈服强度提高到639MPa，与膨胀前管体屈服强度相近。保持时效时间为5h，温度升高至175℃，屈服强度不再继续提高。这种现象说明膨胀管在井下使用过程中，膨胀初期抗外压强度会出现较大程度的降低。但经过一段时间时效后，抗外挤强度又会在一定范围内提高。

表2 膨胀和应变时效对L80套管屈服强度的影响

3.4 膨胀过程中的Bauschinger效应

膨胀管服役期间，它将受到内压力、外挤力以及拉力的作用。管子承受内压的方向和膨胀方向相同，而承受外挤力的方向和初始膨胀方向相反，所以Bauschinger效应会导致膨胀后的管体抗内压能力增强，抗外挤能力下降。影响机理如下：

Bauschinger效应大小与金属材料塑性变形量密切相关，在一定范围内，Bauschinger效应随塑性变形量增加而增大。但当塑性变形量超过易滑移区时，因位错增殖和难于重分布，则在随后反向加载时，Bauschinger效应可迅速降低甚至消失。因此，研究Bauschinger效应值与金属材料塑性变形量之间的关系对提高膨胀管抗挤毁强度有重要的意义。

3.5 膨胀后管体内产生的残余应力

管体膨胀过程中，环向、轴向均产生塑性变形，这种塑性变形一般是不均匀的，不均匀变形在管体内产生附加应力，膨胀后残留在管体内形成残余应力。张建兵等对35CrMo钢管和J55套管膨胀后残余应力的测量和分析结果表明［8］，膨胀后管体存在显著的环向残余压缩应力（其值约为200MPa），其效应相当于直接降低了管体的横向压缩屈服强度，它是导致膨胀后管体抗挤强度下降的一个重要因素。

3.6 膨胀管抗挤强度影响因素敏感性分析

力学模拟分析和和室内试验均表明，由于膨胀产生的残余应力和 Bauschinger 效应共同作用，膨胀后管体抗外挤强度有较大程度降低。膨胀后因管壁有不同程度的减薄。因此，原有的损伤或后续作业可能造成的磨损等缺陷都更加严重地影响膨胀后管体的抗挤强度。对于径厚比大于20的膨胀管，磨损深度比磨损半径影响程度更大；材料的屈服强度对膨胀管抗外挤强度的影响并不大。其他因素如Bauschinger效应、残余应力等相互影响，以及其对套管抗外挤强度的影响，有待于进一步的定量分析研究。

4 提高膨胀管抗挤强度新思路的探索

为了提高膨胀管作业的安全性，获得良好的膨胀管综合性能，现从材料热处理、管体结构优化、管体膨胀整形等角度提出增强抗外挤强度的新思路。

4.1 膨胀管材料热处理工艺优化

一般情况下，随着钢级的提高，加工硬化率降低，屈服强度比提高，这会导致膨胀后抗挤强度大幅度降低。可以通过对普通套管制定合适的热处理改善其力学性能。例如，可以对显微组织为铁素体＋珠光体的低碳钢或低合金钢套管进行亚温淬火，即将材料加热到奥氏体与铁素体之间两相区（Ac1—Ac3之间），保温后淬火以获得铁素体和马氏体两相组织［9，10］。这种组织状态的钢具有强度高、屈服点低、连续屈服、加工硬化率高和延伸率高等特点［11］。研究表明，铁素体＋马氏体双相组织钢与普通铁素体＋珠光体组织钢相比膨胀后具有更高的抗挤强度［12］。

4.2 膨胀前后管体结构优化

如前所述，膨胀管缺陷的存在使其抗挤强度大大降低，在膨胀后相应缺陷的不利影响更加恶劣。因此，在膨胀管选择前应设定更加严格的标准，加大整形力度，力求获得近似理想圆形膨胀管。在膨胀管服役期间，要优化工艺措施，防止钻柱或其他作业管串磨损膨胀管内壁。

4.3 膨胀管膨胀后消除残余应力

膨胀管因为加工和作业过程的影响，导致存在一定的残余应力，这对于膨胀管的抗挤强度会造成不可忽视的不利影响。因此，应采取主动措施将残余应力降至最低。下井前残余应力消除工艺及方法比较成熟。井下膨胀后残余应力消除是目前较新的认识。其中，超声冲击是相对有效的方法。膨胀芯下面连接超声波装置，随膨胀工艺自下而上移动并旋转，采用20kHz以上的高频大功率超声波，使膨胀管表层发生较大的压缩塑性变形，能够有效降低残余应力，提高膨胀管的综合性能。

5 膨胀管新材料研究展望

如前所述，膨胀管材料需要良好的强度和塑性匹配以及优良的加工硬化能力，可以采用强塑积（抗拉强度与延伸率的乘积）作为衡量膨胀管材料性能的指标。国际上Shell公司最先推出的膨胀管用钢LSX80，其强塑积达到30GPa％。先进的汽车用钢与膨胀管材料性能要求相似，可以引入到新型的膨胀管材料开发中。第二代汽车用钢材料中的TWIP钢和奥氏体不锈钢属于高合金钢的范畴，它的组织结构主要是软相奥氏体。通过利用奥氏体的TWIP效应将钢的强度提高800～1000MPa，塑性达到50％～80％，因而其强塑积达到50～70GPa％的水平［13］。目前我国自主研发的第三代汽车用钢，通过中锰碳钢的合金化设计及奥氏体逆相变等措施，制备出含30％左右的亚稳奥氏体与超细晶基体的双相复合组织钢。其室温抗拉强度在0.8～1.6GPa级，断后延伸率为30％～45％的水平，而其强塑积为30～48GPa％［14］。将这些先进材料引入石油行业，作为未来高性能膨胀管材料具有广阔的前景。

6 结 论

1）通过分析膨胀前后P110、X95、K55钢管的硬度、屈服强度、Bauschinger效应及其相互影响对管体抗外挤性能的影响，给出了膨胀管材料具备的基本性能，为高性能膨胀管材料开发提供了主要依据。

2）结合5种不同膨胀试验加载方式，分析了膨胀工艺对膨胀管结构和综合性能的影响。据此，结合实际工况能够为选择合适的膨胀工艺提供重要参考依据，从而获得具有良好综合性能的膨胀管。

3）膨胀工艺不同造成膨胀后残余应力的分布和大小变化较大，不仅严重影响膨胀管抗外挤强度，而且直接影响其他后续工艺的效率。本文提及的井下消除残余应力的方法提供了改善管体强度的新思路。

4）膨胀管制造和加工都可能不同程度地造成管体的变形，即使入井后后续作业也可能造成膨胀管内壁的磨损，这都将严重影响膨胀波纹管抗外挤强度，而且这种缺陷对强度的影响将在膨胀后恶化。

5）如果不考虑其他影响因素，膨胀管材料屈服强度比越低，加工硬化率越高，膨胀后抗挤强度损失越小。可以通过对普通套管制定合适的热处理工艺（如亚温淬火）来提高其抗挤强度。

6）将第二代汽车用钢和新型第三代汽车用钢引入石油行业膨胀管技术领域，创新了该方面的理论研究思路，补充和扩展了原有膨胀管选材范围，具有重要的启发意义和导向作用。

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华人民共和国国家标准锅炉安装工程施工及验收规范 GB50273—2009 研讨资料 一．概述 （一）锅炉定义 《特种设备安全监察条例》第八十八条 锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备，其范围规定为容积大于或者等于30 L 的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于 0．1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0．1MW 的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。 《锅炉安全技术监察规程》（征求意见稿）将锅炉分为电站锅炉和非电站锅炉。并分为4 级： (1)A 级锅炉：额定工作压力（表压，下同）P≥3.8MPa 的锅炉，包括： 1.超超临界锅炉: P≥27.0MPa 或额定出口温度≥590℃的锅炉； 2.超临界锅炉: 22.1MPa≤P＜27.0MPa； 3.亚临界锅炉: 16.7MPa≤P＜22.1MPa； 4.超高压锅炉: 13.7MPa≤P＜16.7MPa； 5.高压锅炉: 9.8MPa≤P＜13.7MPa； 6.次高压锅炉: 5.4MPa≤P＜9.8MPa； 7.中压锅炉: 3.8MPa≤P＜5.4MPa。 (2)B 级锅炉；包括： 1.蒸汽锅炉： 0.8MPa＜P＜3.8MPa 或额定蒸发量＞1.0t/h； 2.热水锅炉： 额定出水温度≥120℃或额定热功率＞4.2MW； 3.有机热载体锅炉： 1)气相有机热载体的锅炉； 2)液相有机热载体锅炉:额定热功率＞4.2MW； (3)C 级锅炉，除D 级锅炉外的下列锅炉： 1.蒸汽锅炉: 额定工作压力≤0.8MPa 且额定蒸发量≤1.0t/h 的蒸汽锅炉； 2.热水锅炉: 额定出水温度＜120℃且额定热功率≤4.2MW； 3.液相有机热载体锅炉: 额定热功率≤4.2MW。 (4)D 级锅炉： 1.蒸汽锅炉：设计正常水位时水容积≤50L 且额定工作压力＜0.8MPa； 2.汽水两用锅炉: 额定工作压力≤0.04MPa 且额定蒸发量≤0.5t/h 的锅炉； （二）现行涉及锅炉安装的有关安全技术法规 《特种设备安全监察条例》；国务院2009 年1 月24 日549 号令修订。 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》； 《热水锅炉安全技术监察规程》； 《有机热载体炉安全技术监察规程》； 《小型和常压热水锅炉安全监察规定》(原国家质量技术监督局令第11 号)； 《特种设备安全监察条例》颁布实施后，其中涉及常压热水锅炉的部分不再执行。上述四项技术法规正在修订为《锅炉安全技术监察规程》，目前已经公布征求意见稿。 《安全阀安全技术监察规程》TSG ZF001-2006； 《安全阀维修人员考核大纲》TSG ZF002-2005； 《燃油（气）燃烧器安全技术规则》TSG ZB001-2008； 《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求； 《锅炉安装改造单位监督管理规则》TSG G3001-2004； 《锅炉安装监督检验规则》TSG G7001-2004； 《锅炉水处理监督管理规则》TSG G5001-2008； 《锅炉化学清洗规则》TSG G5003-2008。 （三）《锅炉安装工程施工及验收规范》GB50273-2009 修订概况 （1）本规范在原《工业锅炉安装工程施工及验收规范》GB50273-98 的基础上，依据相关产品标准和现行国家标准与相关条文进行对照，进行修改和补充。新规范共分十章157 条。其中，第1.0.3、5.0.3（4）、6.3.2（2、3、7）、6.3.3 （2、4）、6.3.4（2、4）、10.0.2 条（款）为强制性条文。原《工业锅炉安装工程施工及验收规范》GB50273-98 同时废止。 （2）修订后的规范不仅适用于固定式蒸汽锅炉和固定式承压热水锅炉，同时也适用于有机热载体炉，扩大了规范的适用范围。 本规范在进行修订时，适用范围在原规范蒸汽锅炉、热水锅炉的基础上增加了有机热载体炉；锅炉的燃料种类包含了燃煤、燃油、燃气等。 在工业锅炉产品型号编制方法中没有有机热载体炉，它是作为新产品单列，因而将“工业”二字去掉，使其适用范围更为广泛。同时也避免了本规范不适用于非工业用途锅炉的误解。 国家现行标准《工业锅炉产品型号编制方法》JB/T1626-2002 对标准的适用范围进行了调整，对工业锅炉的压力由原标准的不大于2.5MPa改为大于 0.04MPa但小于3.8MPa。同时根据产品生产的实际参数范围，这次修订对锅炉的主要参数中仅规定了压力不大于3.82MPa 的界线，以区别于中压等电站锅炉；而对蒸发量、热功率等参数，由于变化较大，以及考虑到今后发展等原因，没有明确规定的必要。 （3）第四章中受热面管部分的修改包括： 1．增加了胀接管端的最小外径控制数据；目的是对管子的质量进行控制。 2．对受热面管作出了公称外径不大于60mm 才进行通球的规定； 原规范对管子通球无管径规定，此次修改规定了受热面管子公称外径不大于60mm 的，其对接接头和弯管应作通球检查。 3．明确了胀接管端硬度小于管孔壁的硬度时可不进行退火的规定； 原规范条文中“未经退火的管子”改为“硬度大于管孔壁的管子”才需退火；电加热式红外线退火炉或用纯度不低于99.9%的铅进行铅浴，这两种退火方法现在施工中常用到；对锅炉管孔硬度和管端硬度的规定，根据施工经验，一般管端硬度小于管孔硬度HB10～HB20 的，管端可不退火。从胀接工艺的机理来看，管板孔硬度应大于管子硬度。所以锅炉制造和上海工业锅炉研究所及工业锅炉 厂在胀接的试验中，均按此要求来选配管板和管子的；如10#锅炉用无缝钢管选配20g 锅筒；20#锅炉用无缝钢管选配16Mng 锅筒。原规范中“管子胀接端硬度高于或低于HB170 时应退火或不退火?”的说法,经查对,20#或10#锅炉用无缝钢管,其硬度都低于HB150,不存在HB170 的情况,此提法并不合适。退火对管口扳边亦有利。 根据我国钢材供应的实际情况，国产工业锅炉无法按管板硬度大于管子硬度的要求选配，而且大多出现20g 钢板与20#锅炉钢管相匹配的现象。考虑到本规范的可行性，故本条对管板硬度应大于管子硬度，管子退火后应达到什么要求等都没有作出明确规定。希望在执行中掌握上述原则，正确处理实际的硬度关系，同时摸索新的经验。退火不得用烟煤作燃料直接加热，是为了消除燃料中的硫磷等有害杂质对钢材质量的影响。 4．当采用内径控制法控制时，超胀管最大胀管率的控制范围根据《工业锅炉胀接技术条件》JB/T9619-1999 中5.7 的规定改为2.8%； （4）对仪表、阀门和吹灰器部分，增加了温度、压力、流量、分析、物位等取源部件和仪表的安装要求。在阀门和吹灰器中增加了辅助装置，是对有机热载体炉的辅助设备安装作出的规定。 （5）炉墙砌筑和绝热层中部分内容作出了定量的规定。 （6）工程验收应具备的竣工资料增加了现在工程交工时需要提交的各种质量证明资料和检验资料。 二．规范重点条文说明 1 总 则 1.0.1 为了确保锅炉安装工程的施工质量，促进安装工程的技术进步，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于额定工作压力不大于3.82MPa的锅炉安装。 本规范不适用于铸铁锅炉、交通运输车上和船上的锅炉、电加热锅炉和核能锅炉的安装。 1.0.3 锅炉安装工程的施工单位，必须持有国家特种设备安全监督管理部门发给的与锅炉级别相符合的锅炉安装许可证。 1.0.4 在锅炉安装前和安装过程中，发现受压部件存在影响安全使用的质量问题时，必须停止安装。 （1）持证施工 《特种设备安全监察条例》 第十四条：锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施及其安全附件、安全保护装置的制造、安装、改造单位，以及压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保护装置等（以下简称压力管道元件）的制造单位，应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方可从事相应的活动。 前款特种设备的制造、安装、改造单位应当具备下列条件： （一）有与特种设备制造、安装、改造相适应的专业技术人员和技术工人； （二）有与特种设备制造、安装、改造相适应的生产条件和检测手段； （三）有健全的质量管理制度和责任制度。 第六十七条 未经许可，擅自从事锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施及其安全附件、安全保护装置的制造、安装、改造以及压力管道元件的制造活动的，由特种设备安全监督管理部门予以取缔，没收非法制造的产品，已经实施安装、改造的，责令恢复原状或者责令限期由取得许可的单位重新安装、改造，处5 万元以上20 万元以下罚款；触犯刑律的，对负有责任的主管人员和其他直接责任人员依照刑法关于生产、销售伪劣产品罪、非法经营罪、重大责任事故罪或者其他罪的规定，依法追究刑事责任。 具体执行：《锅炉安装改造单位监督管理规则》TSG G3001-2004。 《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》TSG Z0004-2007。 锅炉安装许可证级别 级别 许可安装改造锅炉的范围 1 参数不限 2 额定出口压力≤2.5MPa 的锅炉 3 额定出口压力≤1.6MPa 的整（组）装锅炉；现场安装、组装铸铁锅炉 注：1.对于从事较单一工作范围的锅炉安装改造单位，可申请单项范围的许可，如限安装、限铸铁锅炉等。 2.整(组)装锅炉是指锅炉本体承压件已在制造厂内组焊完毕,在安装现场不进行承压件组焊工作的锅炉. 已获得锅炉制造许可的锅炉制造企业可以安装本企业制造的整（组）装出厂锅炉，无须另取许可证。但不能安装本厂制造的散装锅炉。 散装（现场组装）锅炉是指以散件或组合件运到安装地点，需要在施工现场进行组装的锅炉，以区别于整体出厂的锅炉安装。 《锅炉安装改造单位监督管理规则》：质量管理体系和管理制度至少应包括企业宗旨，质量方针和目标，质量管理组织机构图，质量控制程序图，控制环节，质量控制一览表，各级质量责任人员的职、责、权，图样资料审查制度，变更设计图样联系制度，开箱验收制度，焊材和原材料检验验收制度，材料代用制度，施工检验验收制度，技术文件管理制度，设备管理和维修保养制度，焊接工艺评定制度，接受质量技术监督部门监督检查制度，安全生产制度，用户服务与意见处理制度，质量信息反馈与处理制度等。解析：企业可以根据实际情况，决定适合自己的质量管理体系建立的具体模式，只要内容包括了本规则的要求。 《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》TSG Z0004-2007。第十条规定：本要求自2007 年10 月1 日起施行。本规范颁布前 制定的特种设备相关规范、文件，所规定的特种设备制造、安装、改造、维修质量保证（管理）体系、质量体系的要求同时废止。 (1)对人员的要求 1)工程技术人员数量：1 级锅炉安装改造单位至少15 人（未规定持有锅炉操作证的调试人员数量）。2 级锅炉安装改造单位至少8 人，并应有持锅炉操作证的调试人员2 名。3 级锅炉安装改造单位至少3 人。并要有持锅炉操作证的调试人员1 名。 《锅炉安装改造单位监督管理规则》解析:工程技术人员是指锅炉、热能、暖通、焊接、无损检测、热工仪表、机械、设备安装等专业毕业的，一般有中专或中专以上学历的人员，对于和锅炉安装改造无关专业毕业的人员不能视为工程技术人员。 2）单位法定代表人（或其授权代理人）是承担安全质量责任的第一责任人，应当在管理层中任命1 名质量保证工程师，协助最高管理者对质量保证体系的建立、实施、保持和改进负责，任命各质量控制系统责任人员，对特种设备制造、安装、改造、维修过程中的质量控制负责； 3)质量保证工程师和各质量控制系统责任人员应当是特种设备制造、安装、改造、维修单位聘用的相关专业工程技术人员，其任职条件应当符合安全技术规范的规定，并与单位签订了劳动合同，不得同时受聘于两个（及）以上单位； 锅炉安装单位工程技术人员数量和质量控制系统责任人员任职条件是： 安装级别 项目 1 2 3 工程技术人员最低数量 15（工程师以上8 名） 8（工程师以上4 名） 3（工程师以上1 名） 质量保证工程师职称 工程师 工程师 助理工程师 其他责任人职称 助理工程师 助理工程师 技术员 专业及工作年限 至少应有锅炉(热能、暖通)、热工仪表、焊接各一人，且有 2 人具备2 年以上相应级别锅炉安装工作经历 —— 4)质量控制系统责任人员最多只能兼任两个管理职责不相关的质量控制系统责任人。 管理职责不相关质量控制系统是指不存在相互指导、领导、监督和矛盾的质量控制系统。 （2）质量保证体系文件应包括质量保证手册、程序文件（管理制度）、作业（工艺）文件、记录（表、卡）、和质量计划。 质量保证手册应当描述质量保证体系文件的结构层次和相互关系，并至少包括以下内容： 1)术语和缩写； 2)体系的适用范围； 3)质量方针和目标； 4)质量保证体系组织及管理职责； 5)质量保证体系基本要素、质量控制系统、控制环节、控制点的要求。 （3）质量保证体系的基本要素共18 项，可以根据特种设备许可项目范围和特性以及质量控制的需要设置质量保证体系基本要素。但至少包括管理职责、质量保证体系文件，文件和记录控制，合同控制，设计控制，材料（零、部件）控制、作业（工艺）控制，检验与试验控制、设备和检验试验装置控制、不合格品（项）控制、质量改进与服务，人员培训、考核及其管理，执行特种设备许可制度等基本要素。并应包括安全技术规范规定的其他主要过程控制的内容（除十三项基本要素外，其他安全技术规范规定的主要过程应作为要素）。《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》TSG Z0004-2007 中列出的其他主要过程有：焊接，热处理，理化试验，无损检测，锅炉管板与烟管、汽包与下降管的胀接，锅炉安装调试等。其中直接影响工程质量的要素应设置质量控制系统。 锅炉安装单位应设置的质量控制系统 安装级别 项目 1 2 3 质量保证体系安全技术规范要求设置的质量控制系统 材料、工艺、焊接、热处理、检验、无损检测、设备计量、理化试验、胀接、调试 《监督管理规则》要求至少配备责任人 —— —— 焊接、筑炉、起重 一般鉴定评审细则要求设置的质量控制系统 焊接、无损检测、水压试验、筑炉、起重、材料 焊接、筑炉、起重 （4）管理制度属于“程序性文件”。根据《锅炉安装改造单位监督管理规则》的要求，锅炉安装改造单位应有的管理制度包括：图样审查制度、变更设计图样联系制度、开箱验收制度、焊材和原材料检验验收制度、材料代用制度、施工检验验收制度、技术文件管理制度、设备管理和维修制度、焊接工艺评定制度、接受质量技术监督部门监督检查制度、安全生产制度、用户服务与意见处理制度、质量信息反馈与处理制度等。 （5）根据《锅炉安装改造单位监督管理规则》的要求，应有的工艺文件包括：焊接、胀接、无损检测、校正、组合、吊装、水压试验、筑炉、烘煮炉、水处理设备安装调试、炉排及辅机安装调试、试运行以及其他典型工艺文件，二级锅炉安装单位还应有暖管工艺和施工组织设计。 （2）履行义务 《锅炉安装改造单位监督管理规则》第十六条：安装改造单位在施工时应当履行以下义务： （一）在锅炉安装改造前，安装改造单位应按照《条例》履行告知义务； 《条例》第十七条 特种设备安装、改造、维修的施工单位应当在施工前将拟进行的特种设备安装、改造、维修情况书面告知直辖市或者设区的市的特种设备安全监督管理部门，告知后即可施工。 （二）自觉接受当地质量技术监督部门的安全监察，积极配合锅炉安装改造监督检验机构按照《条例》和《锅炉安装改造监督检验规则》等安全技术规范的规定所实施的监督检验工作； 《条例》第二十一条：锅炉、压力容器、压力管道元件、起重机械、大型游乐设施的制造过程和锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、重大维修过程，必须经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构按照安全技术规范的要求进行监督检验；未经监督检验合格的不得出厂或者交付使用。 《锅炉安装监督检验规则》： 第三条：本规则规定的安装监督检验，是指锅炉安装过程中，在安装单位自检合格的基础上，由国家质量监督检验检疫总局核准的检验检测机构对安装过程进行的强制性、验证性的法定检验。 第四条：锅炉安装监督检验工作的依据是：《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《热水锅炉安全技术监察规程》、《有机热载体炉安全技术监察规程》、《工业锅炉安装工程施工及验收规范》、《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇》、《机械设备安装工程施工及验收规范》以及其他相关安全技术规范、国家标准和行业标准。 第八条：安装单位应当在安装现场提供以下材料和条件，并设专人做好以下配合工作： 1）施工计划； 2）质量保证手册和相关管理制度； 3）质量保证体系人员、专业技术人员和专业技术工人名单和持证人员的相关证件； 4）安装设备的出厂文件、施工工艺文件及相应的设计文件； 5）施工过程的各种检查、验收资料； 6）安装监督检验工作要求的其他相关资料； 7）根据监督检验的情况，需要在现场设立固定办公场所的，准备必要的办公条件。 （三）发现锅炉受压元（部）件存在影响安全质量问题，应当停止施工，及时报告安装地的质量技术监督部门，并在有关问题得到解决后方可继续施工； （四）对安装改造的施工质量负责，并及时做好有关锅炉安装改造质量的记录工作，妥善保存锅炉资料和见证材料，在竣工验收后应当按照《条例》规定，在30 日内将有关技术资料完整移交锅炉使用单位存档。 条例第二十条 锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、维修以及场（厂）内专用机动车辆的改造、维修竣工后，安装、改造、维修的施工单位应当在验收后30 日内将有关技术资料移交使用单位，高耗能特种设备还应当按照安全技术规范的要求提交能效测试报告。使用单位应当将其存入该特种设备的安全技术档案。 （3）遵守规则 《锅炉安装改造单位监督管理规则》第十五条规定： 安装改造单位应当遵守以下规定： 1）不得超出许可范围安装改造锅炉； 2）不得安装改造由未取得相应锅炉制造许可的单位制造的锅炉产品； 3）不得安装出厂资料不全或者未经监督检验合格的锅炉产品（分期出厂的散装锅炉除外）； 4）不得改造未进行使用登记的锅炉； 5）不得安装未经定期检验合格的移装锅炉； 6）不得安装改造报废的锅炉，或者将非承压锅炉改造成为承压锅炉； 7）不得伪造、涂改、转让、出租和出借许可证； 8）不得将承接的锅炉安装改造工程转包给其他无相应资格的单位。 1.0.5 锅炉安装工程施工及验收，除应符合本规范的规定外，尚应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231 及国家现行的有关强制性标准的规定。 锅炉的辅助设备安装工程如水泵、风机、输煤设备等安装工程的基本工序质量要求，如地脚螺栓、垫铁、清洗等应执行国家现行标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231、《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275、《破碎、粉磨设备安装工程施工及验收规范》GB50276 和《连续输送设备安装工程施工及验收规范》GB50270 等的有关规定。 2 基础检查和放线 2.0.1 锅炉及其辅助设备就位前，应检查基础尺寸和位置，其允许偏差应符合表2.0.1 的规定。 2.0.2 锅炉安装前，应放出纵向、横向安装基准线和标高基准点。 2.0.3 锅炉基础放线应符合下列要求： 1 纵向和横向中心线应互相垂直。 2 相应两柱子定位中心线的间距允许偏差为±2mm。 3 各组对称四根柱子定位中心点的两对角线长度之差不应大于5mm。 锅炉的纵向安装基准线可选用基础纵向中心线或锅筒定位中心线；横向安装基准线，可选用前排柱子中心线、锅筒定位中心线或炉排主动轴定位中心线。 标高基准点大多设在运转层锅炉安装位置附近的建筑物上（柱、墙或基础上）。为了安装时测量方便，大多以标高基准点为准，在锅炉的柱子上划出1m 标高线，以后均可以柱子的1m 标高线为基准去测量有关部位的标高。 锅炉基础放线应以随机技术文件中的锅炉基础图样、钢架图样为依据，以建筑物柱、墙中心、基础孔中心或基础平台边缘为基准点，按工程设计施工图样先放出钢架、锅筒、燃烧室纵横中心线，再以中心线为基准放出各立柱的位置坐标线。 3 钢 架 3.0.1 钢架安装前，应按施工图样清点构件数量，并对柱子、梁、框架等主要构件进行检查，其允许偏差应符合表3.0.1 的规定。 由于现场组装锅炉的钢架往往是散件运输，所以必须检查，发现超差还应作必要的校正工作。 3.0.2 安装钢架时，宜先根据柱子上托架和柱头标高，在柱子上确定并划出1m 标高线；找正柱子时，应根据厂房运转层上的标高基准点，测定各柱子上的1m 标高线。柱子上的1m 标高线应作为以后安装锅炉各部组件、元件和检测时的基准标高。 由于柱子长度有偏差，在柱上划1m 标高线时必须从托架或柱头往下量。 3.0.3 钢架安装允许偏差应符合表3.0.3 的规定。 3.0.4 当柱脚底板与基础表面之间有灌浆层时，其厚度不宜小于50mm。 3.0.5 找正柱子后，应按设计将柱脚固定在基础上。当需与预埋钢筋焊接固定时，应将钢筋弯曲并紧靠在柱脚上，其焊缝长度应为预埋钢筋直径的6－8 倍，并应焊牢。 3.0.6 平台、撑架、扶梯、栏杆柱和挡脚板等应安装平直，焊接牢固；栏杆柱的间距应均匀；栏杆接头焊缝处表面应光滑；平台板和扶梯、踏脚板必须能可靠防滑； 3.0.7 不应任意割短或接长扶梯，或改变扶梯斜度和扶梯的上、下踏脚板与连接平台的间距。 3.0.8 在平台、扶梯、撑架等构件上，不应任意割切孔洞。当需要切割时，在切割后应进行加固。 4 锅筒、集箱和受热面管 4.1 锅筒、集箱 4.1.1 吊装前检查锅筒、集箱，应符合下列要求： 1 锅筒、集箱表面和焊接短管应无机械损伤，各焊缝及其热影响区表面应无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔等缺陷。 2 锅筒、集箱两端水平和垂直中心线的标记位置应正确，必要时应根据管孔中心线重新标定或调整。 3 胀接管孔壁的表面粗糙度Ra不应大于12.5μ m,且不应有凹痕、边缘毛刺和纵向刻痕，少量管孔的环向或螺旋形刻痕深度应不大于0.5mm，宽度应不大于1mm，刻痕至管孔边缘的距离应不小于4mm。 4 胀接管孔直径及其允许偏差，应符合表4.1.1 的规定。 4.1.2 锅筒必须在钢架安装找正并固定后，方可起吊就位。无钢梁直接支持的锅筒，应安设牢固的临时性搁架；临时性搁架应在锅炉水压试验灌水前拆除。 4.1.3 锅筒、集箱就位找正时，应根据纵向、横向安装基准线和标高基准线对锅筒、集箱中心线进行测量，其允许偏差应符合表4.1.3（图4.1.3）的规定。 本条为锅筒、集箱安装就位找正、调平阶段的规定，测量后应作出记录。锅筒、集箱安装的允许偏差，均以主锅筒为准，去确定相关的集箱的水平和垂直的距离允许偏差，及中心线允许偏差；增加了上下锅筒横向中心线相对偏移，提高了要求，有利于穿管和胀接工作。 由于胀接管头在胀接中管孔处管子有轴向延伸，因此锅炉胀接后，其安装找正、调平的原有测量数值往往发生变化。必要时，在胀接后，临时性搁架以及临时性固定拆除前可进行复查。当发现原测量数值发生变化时，除操作不当，或临时性固定措施失误引起的变化外，这种变化是允许的。 ? 图4.1.3 锅筒、集箱间的距离 1—上锅筒（主锅筒）；2—下锅筒；3—上集箱； 4—下集箱；5—过热器集箱；6—立柱 4.1.4 安装前检查锅筒、集箱的支座和吊挂装置，应符合下列要求： 1 接触部位圆弧应吻合，局部间隙不宜大于2mm。 2 支座与梁接触应良好，不得有晃动现象。 3 吊挂装置应牢固，弹簧吊挂装置的自由长度和拉伸长度应调整均匀，并应临时固定。 4.1.5 锅筒、集箱就位时，应按其膨胀方向预留支座的膨胀间隙，并应临时固定。 锅筒、集箱在冷态下就位、找正后，热态下向自由端会产生膨胀，本条单独明确规定的目的是防止疏忽这一问题，产生事故。 膨胀间隙的大小，随机技术文件有规定的，按其规定值预留；无规定的按锅筒、集箱热线胀系数计算预留膨胀间隙。 4.1.6 锅筒内部装置的安装，应在水压试验合格后进行。其安装应符合下列要求： 1 零部件的数量不得缺少。 2 蒸汽、给水连接隔板的连接应严密不漏，焊缝应无漏焊和裂纹。 3 法兰接合面应严密，其连接件应有防松装置。 4 连接件的连接应牢固，且有防松装置。 4.2 受热面管 4.2.1 安装前检查受热面管子，应符合下列要求： 1 管子表面不应有重皮、裂纹、压扁和严重锈蚀等缺陷。当管子表面有刻痕、麻点等其它缺陷时，其深度不应超过管子公称壁厚的10%。 2 合金钢管应逐根进行光谱检查。 3 对流管束应作外形检查及矫正，校管平台应平整牢固，放样尺寸误差不应大于1mm，矫正后的管子与放样实线应吻合，局部偏差不应大于2mm，并应进行试装检查。 4 受热面管子的排列应整齐，局部管段与设计安装位置偏差不宜大于5mm。 5 胀接管口的端面倾斜度不应大于管子的公称外径的1.5%，且不大于1mm。 6 受热面管子公称外径不大于60mm 的，其对接接头和弯管应作通球检查；通球后的管子应有可靠的封闭措施，对接管通球直径应符合表4.2.1-1 的规定，弯管通球直径应符合表4.2.1-2 的规定，弯制后进行焊接的管子，通球试验时球的直径应选用表中的较小值。 4.2.2 胀接管端退火，应符合下列要求： 1 对硬度大于锅筒管孔壁的胀接管子的管端应进行退火，退火时宜用电加热式红外线退火炉，或纯度不低于99.9%的铅进行铅浴进行退火，并应有温度显示仪进行温度控制。不得用烟煤等含硫、磷较高的燃料直接加热，进行退火。当胀接管端硬度小于锅筒管孔壁的硬度时，管端可不进行退火。

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