天然氣工程管道設(shè)計(jì)施工技術(shù)探討

盧偉梧

摘要：在我國(guó)，天然氣的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨之而來(lái)的施工質(zhì)量問(wèn)題也日益突出。本文就當(dāng)前我國(guó)天然氣工程管道施工中常見(jiàn)的問(wèn)題，提出了施工過(guò)程中應(yīng)注意的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：天然氣工程；管道施工；施工技術(shù)

1 前言

隨著我國(guó)石油天然氣工業(yè)的發(fā)展及天然氣的廣泛應(yīng)用，對(duì)天然氣工程建設(shè)的要求越來(lái)越高。天然氣工程管道作為連接天然氣開(kāi)發(fā)與運(yùn)輸?shù)闹匾~帶，對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)石油天然氣工業(yè)的發(fā)展、拉動(dòng)能源市場(chǎng)供應(yīng)具有重要意義。管道是承載和連接天然氣開(kāi)發(fā)與運(yùn)輸?shù)闹匾~帶，其施工工程的質(zhì)量越來(lái)越受到人們的關(guān)注，分析其施工過(guò)程中的問(wèn)題，不斷對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)改進(jìn)，是天然氣工程正常運(yùn)行的必要保障。

2 工程的特點(diǎn)

2.1 高質(zhì)量的要求標(biāo)準(zhǔn)

在質(zhì)量等級(jí)上，天然氣的要求必須要保證高等級(jí)的要求，無(wú)論是在管材還是管件和配套的設(shè)備上都需要嚴(yán)格的按照設(shè)備的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，只有負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)要求才可以使用，材質(zhì)、承壓等級(jí)都是需喲啊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)之后才能使用。

2.2 影響因素多方面

從開(kāi)始實(shí)施工程一直到工程竣工，期間的施工周期中會(huì)遇到各種主客觀的因素影響。設(shè)計(jì)工藝、施工水平、外界環(huán)境、自然因素以及設(shè)備和人員素質(zhì)等等都會(huì)對(duì)工程的質(zhì)量造成直接影響或者是間接的影響。

2.3 隱蔽性特點(diǎn)決定了工程的難度

由于天然氣的輸送管道一般都是埋于地下，因此對(duì)于這種隱蔽工程需要進(jìn)行管道的管溝開(kāi)挖以及回填，并且埋于地下的管道或者是 PE 管在焊接以及組裝上也需要進(jìn)行控制，防腐和地下障礙也會(huì)影響到工程的總體質(zhì)量。對(duì)于這類因素可以通過(guò)以下方式進(jìn)行一定程度的控制，如對(duì)工程進(jìn)行狀況進(jìn)行不時(shí)的抽查，對(duì)容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)像是焊接、標(biāo)高、防腐、和管間距等等進(jìn)行抽查，最大程度的對(duì)事故隱患進(jìn)行排除。

3 天然氣管道存在的問(wèn)題

天然氣能源清潔環(huán)保，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。然而天然氣高壓、易燃，分布廣、線路長(zhǎng)，也使得天然氣管道施工難度大，易泄漏。管道一旦出現(xiàn)材料缺陷、氣密性不嚴(yán)等問(wèn)題時(shí)發(fā)生泄漏，就會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大威脅。如何提高天然氣管道的施工質(zhì)量及運(yùn)行安全，加強(qiáng)管道施工技術(shù)的研究和改進(jìn)是重中之重。目前石油天然氣管道存在的主要問(wèn)題從調(diào)查的情況看，石油天然氣管道存在的主要問(wèn)題有：部分管道破壞嚴(yán)重，極易釀成事故。如油氣管線被施工、勘探破壞嚴(yán)重；天然氣管線被違章占?jí)?。如在油氣管線附近采石、取土、修渠、堆物、修筑建筑物等；管道施工遺留的缺陷、損傷；管材或相關(guān)設(shè)備存在缺陷；管道腐蝕穿孔等。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，很大程度上是由于施工過(guò)程中的失誤或控制不嚴(yán)造成。因此，在當(dāng)前著力研究天然氣管道的施工及施工技術(shù)的研究是有著重要意義的。

4 天然氣管道施工技術(shù)分析

4.1 管線的測(cè)量與管道組對(duì)

管道的測(cè)量與放線是施工技術(shù)的重要步驟。施工組織者應(yīng)根據(jù)圖紙組織相關(guān)技術(shù)、施工人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及與圖紙的比對(duì)，如無(wú)特殊情況按照?qǐng)D紙的要求進(jìn)行初步放線；管道施工時(shí)在占地兩側(cè)劃出臨時(shí)占地線，且最多不宜超過(guò)8m；遇到管線與地下構(gòu)筑物干涉時(shí)，放線時(shí)應(yīng)在交叉處標(biāo)注明確，并將作業(yè)帶雜物清理平整干凈；對(duì)于施工機(jī)具、設(shè)備的管理要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況整理場(chǎng)地，確保施工人員與設(shè)備的安全。管道組對(duì)前應(yīng)認(rèn)真檢查管道是否有變形，對(duì)輕微變形可用脹管器進(jìn)行矯正。若矯正后乃不合格，則應(yīng)切除不合格管段部分；應(yīng)清掃干凈管子后才能進(jìn)行組裝，管道內(nèi)不能有任何雜物；組裝前將管端清除干凈（20mm范圍內(nèi)），然后再進(jìn)行組對(duì)；管子在溝邊組對(duì)時(shí)，管道外壁應(yīng)距管溝邊緣 0.5～1 米，每根管都有一個(gè)穩(wěn)固支撐.軟土地帶可用土堆做支撐，特殊地帶可用土袋裝軟物做支撐，嚴(yán)禁用硬石塊做支撐；組對(duì)時(shí)，直管段兩相臨環(huán)縫的間距必須大于300mm；管道組對(duì)時(shí)，應(yīng)避免強(qiáng)力對(duì)口，用倒鏈吊裝時(shí)，不得使用鋼絲繩，應(yīng)選擇尼龍吊帶。

4.2 管道敷設(shè)

天然氣管道在敷設(shè)布管時(shí)首先要對(duì)管內(nèi)進(jìn)行清掃排除雜物，相鄰管口首尾相接并呈鋸齒狀錯(cuò)搭，管道距管溝 1m 處加做支撐。管道在敷設(shè)前應(yīng)首先進(jìn)行預(yù)裝，將設(shè)備吊裝能力內(nèi)的管路與附件預(yù)焊接并組合后，分段吊裝連接，再進(jìn)行敷設(shè)焊接。管道組裝的過(guò)程中，應(yīng)盡量減少?gòu)?qiáng)力對(duì)口，防止焊接后產(chǎn)生的附加應(yīng)力。管道端口應(yīng)確保平整和型口的完整，對(duì)稍有變形的管端進(jìn)行校正，無(wú)法校正時(shí)必須將變形管段切除，應(yīng)保證校正或切除后的管口圓度偏差在 1%以內(nèi)。對(duì)口與焊接對(duì)口前應(yīng)將焊接端的坡口及內(nèi)外管壁20mm 范圍內(nèi)的污垢、鐵銹，毛刺清除干凈不能有裂紋及夾層等缺陷。兩管的中心線要在一條直線上，管子和管件對(duì)口做到內(nèi)壁平齊：等厚對(duì)接焊縫不超過(guò)管壁厚度的 10%，不等厚對(duì)接焊縫不超過(guò)薄壁管管壁厚度的20%，管子對(duì)口找正后，先用點(diǎn)焊固定，再進(jìn)行完整焊接。

管道組裝完成之后，在下管前要按相應(yīng)比例對(duì)焊口進(jìn)行無(wú)損探傷，并且用電火花儀對(duì)管道外層3PE夾克防腐層進(jìn)行刷漏，下管前要檢查管溝底部是否有堅(jiān)硬的碎石、磚塊存在，有則需人工清除。下管時(shí)嚴(yán)禁直接拋?zhàn)Ч艿?，采用手?dòng)葫蘆或其它機(jī)械設(shè)備緩慢將管放至管溝底部，以免管道外圍防腐層遭受破壞。

管道吹掃。我們通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際應(yīng)用及總結(jié)，采用管道頭200米爆破吹掃，然后用已吹掃干凈的200米儲(chǔ)氣吹后面的200米，再用已吹掃干凈的400米儲(chǔ)氣吹后面的400米，再用已吹掃干凈的800米儲(chǔ)氣吹后面的500米，之后每次儲(chǔ)氣吹掃管道長(zhǎng)度不宜大于500 米，直到管道內(nèi)無(wú)污水及雜質(zhì)方合格。

4.3 焊接與焊縫檢驗(yàn)

天然氣的泄漏是工程完工后的主要故障，因此對(duì)焊接質(zhì)量及焊縫的檢驗(yàn)要求應(yīng)極為嚴(yán)格。焊接時(shí)必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，尤其是預(yù)熱溫度和層間溫度保持環(huán)節(jié)，對(duì)焊接材料的保存、領(lǐng)用及保護(hù)都按照規(guī)定的要求來(lái)執(zhí)行，防止焊接材料的使用不當(dāng)。焊接技術(shù)員焊接的過(guò)程中實(shí)時(shí)進(jìn)行檢查，對(duì)出現(xiàn)的焊接異常不放過(guò)，不忽視；質(zhì)檢員隨時(shí)檢查焊道的焊接情況，對(duì)焊接的外觀質(zhì)量全面檢查，經(jīng)過(guò)全面檢查合格的焊道在進(jìn)行探傷測(cè)試。焊接時(shí)，風(fēng)速超過(guò)焊接作業(yè)要求時(shí)，采用輕型簡(jiǎn)易防風(fēng)棚；當(dāng)環(huán)境溫度低于焊接工藝規(guī)程的要求時(shí)，在焊后在焊道上加蓋石棉保溫被以防止焊道急驟降溫。焊接完成后，對(duì)焊縫表面進(jìn)行外觀檢測(cè)，焊縫表面不得有裂紋、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷，天然氣管道焊縫的內(nèi)部檢測(cè)要求進(jìn)行100%的超聲波探傷和X射線探傷，對(duì)法蘭接口處要做磁粉探傷。

4.4 管道防腐

天然氣管道中根據(jù)機(jī)械性能和使用條件，復(fù)合材料增強(qiáng)管道強(qiáng)度的技術(shù)雖然也正在開(kāi)發(fā)，當(dāng)前應(yīng)用較多的是鋼制材料，對(duì)鋼材的防腐蝕至關(guān)重要。鋼管在土壤中的腐蝕主要是與土壤中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起，電化學(xué)反應(yīng)是由于管道與土壤電解質(zhì)的電位不同，形成了一個(gè)原電池導(dǎo)致鋼管發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其腐蝕速度取決于土壤的成分、含鹽的種類、數(shù)量、PH值，含水率，電阻率、透氣性，細(xì)菌（厭氣性硫酸鹽還原菌）等。根據(jù)土壤的腐蝕特性要對(duì)鋼管做必要的防腐處理，防止或阻緩?fù)寥缹?duì)管壁的腐蝕速度。為防止雜散電流對(duì)管道的腐蝕，一般在高壓管線及附屬設(shè)備上增加犧牲陽(yáng)極加以保護(hù)，即用一塊電位較低的金屬與管道、設(shè)備聯(lián)結(jié)，使兩者在電解質(zhì)中構(gòu)成原電池；電位較低的金屬作為陽(yáng)極會(huì)逐漸被腐蝕，通常犧牲陽(yáng)極腐蝕到最后尺寸至少十年，因此根據(jù)被保護(hù)物的長(zhǎng)度、土壤電阻率及保護(hù)年限確定陽(yáng)極尺寸，降低或阻止金屬的電化學(xué)腐蝕速度，使作為陰極的金屬管道得到保護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前隨我國(guó)天然氣管道工程建設(shè)的深入，加強(qiáng)和改進(jìn)管道施工技術(shù)更好地提高管道工程施工質(zhì)量是當(dāng)前天然氣工程施工組織者面臨的重要課題。天然氣管道的質(zhì)量好壞直接關(guān)系著沿線人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，確保管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不斷增進(jìn)管道施工的技術(shù)科研，最大限度地挖掘自身潛力提升管道施工的技術(shù)安全，嚴(yán)格遵守各項(xiàng)技術(shù)安全規(guī)定，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改事故隱患，確保管道的質(zhì)量和使用安全運(yùn)行。

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