天然氣管道的施工與安全管理

■ 崔利軍

天然氣管道的施工與安全管理

■ 崔利軍

隨著我國天然氣的進(jìn)一步開發(fā)，天然氣行業(yè)將面臨著新的機(jī)遇，也面臨著新的挑戰(zhàn)。無論是對原有管網(wǎng)的改造，或?qū)π鹿芫W(wǎng)的敷設(shè)，都必須強(qiáng)調(diào)安全，消除各種隱患。對天然氣管道應(yīng)進(jìn)行全過程和全生命周期內(nèi)管理和維護(hù)，最大程度地降低對天然氣管道造成的危害，保證天然氣管道安全平穩(wěn)運(yùn)行，促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。

一、天然氣管材的選用

管材選擇是天然氣管道安裝的重要組成部分，在管材的選擇上，主要應(yīng)考慮管徑的大小、管壁的厚度、材質(zhì)和焊接材料的性能。管道的管徑大小主要與其流量、流速有關(guān)，并且要根據(jù)介質(zhì)的壓力值、管頂?shù)膹?fù)土深度及荷載的分布形式確定管材與管壁厚度。對于焊接材料的選擇要充分考慮母材的化學(xué)成分、機(jī)械性能和使用條件，要考慮使用與母材相同的焊接材料，對焊接材料要進(jìn)行認(rèn)真的檢查，要均勻、沒有明顯的裂紋、脫皮或腐蝕現(xiàn)象，在儲(chǔ)存時(shí)要符合規(guī)定，避免因潮濕、雨水、霜凍及油質(zhì)的侵蝕影響焊接的結(jié)果。

屈強(qiáng)比是鋼管強(qiáng)度的技術(shù)指標(biāo)之一。屈強(qiáng)比即屈服強(qiáng)度不抗拉強(qiáng)度之比值，表示材料塑性變形的能力，屈強(qiáng)比與材料的塑性變形能力和加工硬化能力有關(guān)，因此，提高鋼的屈強(qiáng)比，意味著低的加工硬化指數(shù)和低的均勻延伸率。從管道安全性考慮，高鋼級鋼管的屈強(qiáng)比不應(yīng)過大，因?yàn)榍鼜?qiáng)比越大，環(huán)向應(yīng)變允許值越小，試驗(yàn)和運(yùn)行壓力越接近鋼管的抗拉強(qiáng)度，母材和焊接接頭對缺陷的容忍能力就越小。在很多管道用鋼管的技術(shù)規(guī)范中對材料的屈強(qiáng)比進(jìn)行了限制規(guī)定，一般在0.85～0.93范圍內(nèi)。隨著人們對天然氣需求的不斷增加，輸氣管道建設(shè)也得以迅速發(fā)展。天然氣管道輸送作為一種經(jīng)濟(jì)、安全、高效的輸送方式而被廣泛應(yīng)用。

銅管則是人們較為熟悉的材料。根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會(huì)（中國）提供的資料，美國、英國及澳大利亞的燃?xì)庀到y(tǒng)已較為普遍地采用了銅管暗埋工藝。它易成型、易安裝、可塑性好，而且具有較高的強(qiáng)度，熔點(diǎn)高達(dá)1083℃）。在純氧中也不會(huì)燃燒，只會(huì)阻燃，在一般火災(zāi)中不會(huì)熔化或者放出有害或有毒的氣體，銅的耐蝕性也非常好，在普通居室中可能遇見的各種介質(zhì)，銅幾乎都很耐蝕。退火銅盤管的長度可達(dá)50m以上，可充分滿足暗藏管無接口的要求。

新規(guī)范對室內(nèi)燃?xì)夤艿赖墓懿倪x用時(shí)認(rèn)為：室內(nèi)燃?xì)夤艿酪诉x用鋼管，也可選用銅管、不銹鋼管、鋁塑復(fù)合管和連接用軟管，并符合相關(guān)規(guī)定。鍍鋅鋼管因連接方式多以螺紋連接，如在室內(nèi)暗埋，存在較大安全隱患。燃?xì)夤艿腊德駪?yīng)在住宅樓主體施工時(shí)配合土建工程施工；在早期預(yù)埋好管線，防止后期鑿樓板、梁、柱及墻面而破壞主體結(jié)構(gòu)，增加造價(jià)。部分剪力墻厚度較小，一般為100～200mm，加上內(nèi)部鋼筋，有時(shí)只有3～4cm可用空間。而現(xiàn)在高層住宅廚房配置的炊具用氣量較大，以進(jìn)出口管徑妒35（厚1.2mm）為例，若采用1.2mm角鋼保護(hù)，所需的墻體厚度至少為7cm，顯然提供給管線暗埋的厚度不足。對此，為達(dá)到美觀、節(jié)約空間的效果，可采用水平管敷設(shè)在吊頂內(nèi)，豎管暗埋人分隔墻的辦法。新規(guī)范中更明確指出暗埋管不應(yīng)有機(jī)械接頭，所以，鍍鋅鋼管不應(yīng)用作家庭燃?xì)夤艿腊捣蠊懿?。可埋式不銹鋼波紋管選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，設(shè)計(jì)使用壽命50年，具有補(bǔ)償性，可避免地震或建筑物沉降造成的燃?xì)庑孤?。長度可任選擇，管體中部無接口，安裝方便，是燃?xì)夤艿腊德竦淖顑?yōu)選擇。

鋁塑復(fù)合管一般由中間層縱焊鋁管，內(nèi)外層PE（聚乙烯）以及鋁管與內(nèi)外層PE之間的熱熔膠共擠壓熱復(fù)合而成。聚乙烯的化學(xué)性能穩(wěn)定，在常溫下不溶于任何一種有機(jī)溶劑，燃點(diǎn)也很高，達(dá)340℃。中間夾鋁層對聚乙烯起加強(qiáng)作用，使管材耐壓強(qiáng)度大大提高，并在彎曲時(shí)吸收管壁的反彈能量，使管可任意成型。管道長度可根據(jù)用戶要求任意截取，其配套生產(chǎn)的管接頭能使其與其它管材、管件，特別是鍍鋅管方便地連接。由鋁合金和阻燃材料復(fù)合而成，管道連接采用特制工具，一次成型，施工比較方便，但價(jià)格相對最高。

鋁塑復(fù)合管、銅管和不銹鋼波紋管都具有耐腐蝕、耐壓、耐高溫、阻燃、內(nèi)表面光滑、柔性抗震、安裝方便、與住宅同壽命的特點(diǎn)，但也有在外力沖擊下易破損、費(fèi)用高的缺點(diǎn)。從國內(nèi)外的設(shè)計(jì)及應(yīng)用來看，室內(nèi)暗埋管道主要采用無縫鋼管、塑鋁管、鋁塑復(fù)合管、銅管，后兩種應(yīng)用比較普遍，銅管應(yīng)用歷史最長。英、美燃?xì)夤驹谑覂?nèi)燃?xì)夤艿郎喜捎娩X塑復(fù)合管。美國和丹麥的燃?xì)夤艿婪墙饘倩_(dá)90%，日本現(xiàn)在多采用不銹鋼波紋管。據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，采用銅管和不銹鋼波紋管較適合國內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況。由于現(xiàn)時(shí)高層住宅多采用混凝土框架加剪力墻結(jié)構(gòu)，而非通常的磚墻，在施工中給管線的暗埋提出更高的要求。

管材管件的質(zhì)量一定要符合規(guī)范要求。竣工圖上必須標(biāo)明管道的位置及標(biāo)高，燃?xì)夤?、用戶須各留一份備查。燃?xì)夤艿啦坏门c其它金屬結(jié)構(gòu)或中性導(dǎo)電體接觸。避免燃?xì)夤軒щ姷目赡苄?。管位選取應(yīng)盡量避免可能產(chǎn)生高溫，并與電氣線路保持100mm以上的間距，保證絕緣。安全距離。管道布置原則上應(yīng)置于天花吊頂、地板或墻體內(nèi)。暗設(shè)于墻體時(shí)管道高度宜在2.2m上以或0.2m以下，以及墻角等不易釘釘子的地方，并做到橫平豎直，衛(wèi)生間地板下不宜敷設(shè)管道。燃?xì)庠罴盁崴髑傲糸y門，外露墻外，灶前閥位于灶具側(cè)面，距灶臺(tái)面垂直間距100mm以上，水平間距150～500mm，熱水器前閥位置在熱水器下方150～300mm處。

國外長輸天然氣管道施工技術(shù)有許多成熟技術(shù)可供我們借鑒。國外主要是通過高鋼級管材的開發(fā)和應(yīng)用減小壁厚，減輕鋼管的自重，并縮短焊接時(shí)間，從而大大降低鋼材耗量和管道建設(shè)成本。國外干線天然氣管道直徑一般在1000mm以上。西歐和北美地區(qū)的天然氣管道壓力普遍都在10MPa以上。廣泛采用內(nèi)涂層減阻技術(shù)，提高輸送能力，采用內(nèi)涂層后一般能提高輸氣量6～10%，同時(shí)還可有效減少設(shè)備的磨損和清管次數(shù)，延長管線使用壽命。國外制管技術(shù)發(fā)展較快，輸氣管道普遍采用X70級管材，提高管材韌性，增大壁厚。西方國家季節(jié)性調(diào)峰主要采用孔隙型和鹽穴型地下儲(chǔ)氣庫。而日調(diào)峰和周調(diào)峰等短期調(diào)峰則多利用管道末端儲(chǔ)氣及地下管束儲(chǔ)氣來實(shí)現(xiàn)。采用壓縮機(jī)機(jī)械干密封、磁性軸承和故障診斷等新技術(shù)，不僅可以延長軸承的使用壽命，取消潤滑油系統(tǒng)，降低壓縮機(jī)的運(yùn)行成本，而且可以從根本上提高機(jī)組的可靠性和完整性。此外，采用復(fù)合材料增強(qiáng)管道強(qiáng)度的技術(shù)也正在開發(fā)，即在高鋼級鋼管外部包敷一層玻璃鋼和合成樹脂。采用這種管材可進(jìn)一步提高管道的輸送壓力，降低建設(shè)成本，同時(shí)可增加管輸量以及提高鋼管抵抗各種破壞的能力和安全性。

二、天燃?xì)夤艿朗┕ぶ械陌踩芾泶胧?/h2>

天然氣作為一種環(huán)保清潔的能源，在我國各城市得到越來越多的使用。隨著天然氣管線的大規(guī)模敷設(shè)，天然氣城市管網(wǎng)安裝質(zhì)量將成為關(guān)系到千家萬戶生命、財(cái)產(chǎn)安全的大事。

現(xiàn)代居民小區(qū)的特點(diǎn)是住宅樓多、樓層較高供電面積大符合分布規(guī)律，小區(qū)的管道鋪設(shè)首先要按照小區(qū)的負(fù)荷容量和整體布局進(jìn)行分塊，然后再進(jìn)行鋪設(shè)設(shè)計(jì)，這樣可有效地提高設(shè)計(jì)效率，完善管道鋪設(shè)設(shè)計(jì)方案，不同的負(fù)荷等級對鋪設(shè)的要求不同，采取不同的管道鋪設(shè)方式，以采用放射式的方式，對附近的建筑物進(jìn)行鋪設(shè)。

燃?xì)庵鹘泳€是低壓燃?xì)獾闹黧w設(shè)計(jì)關(guān)鍵是，主線之間的連接方式以及各種設(shè)備的相互作用間的關(guān)系，主線的設(shè)計(jì)關(guān)系到一般小區(qū)燃?xì)庀到y(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和靈活性，對于不同螺層的燃?xì)庠O(shè)置不同，一般九層以上功能單一的建筑物，一般采用自備天然氣管道的一些常用的設(shè)備，這樣可以保障天然氣管道的安全可靠，同時(shí)也可以減少成本。

針對我國液化天然氣工程管理和質(zhì)量控制工作中存在的一些問題和不足，施工單位可通過采取以下措施來提高工程管理的質(zhì)量和水平?？刂埔夯烊粴夤こ淘跍?zhǔn)備階段的質(zhì)量管理和控制，主要是設(shè)計(jì)質(zhì)量的管理和控制。施工設(shè)計(jì)水平的高低直接影響著液化天然氣工程施工的質(zhì)量和安全，因此必須要加強(qiáng)對施工設(shè)計(jì)的質(zhì)量管理和控制。

在工程開工前，施工單位要聯(lián)合建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)督單位對液化天然氣工程的施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格、全面、細(xì)致的會(huì)審，對施工過程中可能遇到或出現(xiàn)的一些技術(shù)或質(zhì)量問題進(jìn)行協(xié)商，并在意見上達(dá)成一致，從而將一些問題消除在萌芽階段，減少和避免在工程施工過程中出現(xiàn)隨意變更設(shè)計(jì)圖紙的問題。設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識和業(yè)務(wù)素質(zhì)的培訓(xùn)，使設(shè)計(jì)人員能夠充分地了解和把握液化天然氣工程的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，并對其進(jìn)行科學(xué)、合理、切實(shí)、有效的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在液化天然氣工程的設(shè)計(jì)過程中，要注意對資源的節(jié)約，提高管道的運(yùn)行效率，從而強(qiáng)化對天然氣資源的利用水平。

建設(shè)單位要加強(qiáng)對施工單位資質(zhì)、能力、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)裝備、人員整體素質(zhì)、社會(huì)信譽(yù)等方面的嚴(yán)格審查。施工單位必須按照施工設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行材料和設(shè)備的選購，并加強(qiáng)進(jìn)場質(zhì)量檢查工作，盡可能在源頭上控制好液化天然氣工程的施工質(zhì)量。

管道的鋪設(shè)工作也具有一定技術(shù)含量，需要一支專業(yè)素質(zhì)很高的隊(duì)伍來鋪設(shè)，經(jīng)驗(yàn)要求豐富，反應(yīng)迅速，這樣才能從根本上解決管道鋪設(shè)過程中所遇到的問題，為更好地解決鋪設(shè)的問題，應(yīng)該加強(qiáng)對天然氣管道鋪設(shè)人員的技術(shù)培訓(xùn)，利用先進(jìn)的監(jiān)測方式和網(wǎng)絡(luò)化的管理方式，將天然氣的管道輻射范圍分為幾個(gè)段，給每個(gè)人都分配任務(wù)量，給各個(gè)區(qū)都設(shè)置負(fù)責(zé)人，這樣出現(xiàn)問題就能夠及時(shí)找到負(fù)責(zé)人解決。落實(shí)責(zé)任可以提高工作效率，還能夠使工作越來越專業(yè)化，在平時(shí)要注重工作經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)，使整個(gè)團(tuán)隊(duì)都能夠積極向上，使出現(xiàn)應(yīng)急情況的反應(yīng)速度快速靈敏。

監(jiān)管人員應(yīng)該提高自身的素質(zhì)，時(shí)刻保持與工作人員的交流，總結(jié)天然氣管道運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，提高整個(gè)團(tuán)隊(duì)的素質(zhì)，使天然氣管道發(fā)展得越來越好，建立高效的工作團(tuán)隊(duì)。管理人員要充分調(diào)動(dòng)積極性，對安全問題應(yīng)該加強(qiáng)預(yù)防，管理人員應(yīng)該增強(qiáng)自信心，有較高的責(zé)任意識，完善相關(guān)的制度，使每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠按照一定的制度完成。

施工人員一定要按照相應(yīng)的技術(shù)要求進(jìn)行施工作業(yè)，加強(qiáng)對工藝流程的規(guī)范，確保工程施工技術(shù)的規(guī)范性、有序性和標(biāo)準(zhǔn)化。在液化天然氣工程完工后，施工單位要聯(lián)合相關(guān)質(zhì)檢單位對工程的施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，并做好相應(yīng)的記錄和備案。在驗(yàn)收完成后，施工建設(shè)單位還要安排專人進(jìn)行日常質(zhì)量巡檢，以確保液化天然氣工程的正常運(yùn)行使用。巡查人員要根據(jù)相關(guān)的工程記錄，定期對液化天然氣工程的質(zhì)量薄弱部分進(jìn)行檢測和監(jiān)控，從而確保液化天然氣工程的運(yùn)行安全。加強(qiáng)對運(yùn)營維護(hù)人員的素質(zhì)提升，增強(qiáng)他們的安全生產(chǎn)意識，做好安全防范措施，完善事故處理應(yīng)急機(jī)制，從而有效減少和避免液化天然氣工程出現(xiàn)質(zhì)量安全問題。

總之，隨著液化天然氣越來越多地應(yīng)用于人們的生產(chǎn)、生活，其消防安全問題越來越突出。天然氣行業(yè)事故頻發(fā)，一次又一次地給人們敲響警鐘，作為高危行業(yè)，企業(yè)必須把安全與消防工作放在第一位。天然氣生產(chǎn)企業(yè)的安全消防管理工作，任重而道遠(yuǎn)，采取強(qiáng)有力的措施，規(guī)范操作，強(qiáng)化操作人員的責(zé)任意識，認(rèn)真落實(shí)工作責(zé)任制度，加強(qiáng)防護(hù)工作，有效杜絕安全責(zé)任事故。

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