天然氣管道施工管理與保護技術(shù)

龐慶聰(中交城鄉(xiāng)能源有限責(zé)任公司，北京 100029)

0 引言

天然氣不僅僅為工業(yè)生產(chǎn)所應(yīng)用，在人民的生活方面也充當(dāng)著十分重要的角色，在國家“雙碳”背景下，是毋庸置疑的高質(zhì)量清潔能源之一，其憑借自身優(yōu)異的經(jīng)濟效益以及清潔環(huán)境的特性，已經(jīng)漸漸成為了不可缺少的一項能源。為了適應(yīng)當(dāng)前我國天然氣管道工程建設(shè)的實際情況以及其未來的發(fā)展趨勢，加強管道施工管理工作迫在眉睫。我們要進一步采取更加先進的管道保護技術(shù)，以此來確保管道運輸工作的安全性。

天然氣其實就是一種從鉆井之中被開采出來的具有可燃性質(zhì)的氣體。氣井氣就是天然氣中的一種，其是自由噴出地面的，也就是純天然氣。另外一種是溶解在了石油之中的氣體，通常來說其是和石油一同被開采出來，然后再從石油之中分離出來的一種石油的伴生氣。還有一種是含有石油輕質(zhì)餾分的凝析氣田氣，它主要是由甲烷構(gòu)成的，其低發(fā)熱量通常為33 494～41 868 kJ/m3。天然氣一般來講都沒有什么特別的氣味，所以會在使用的時候?qū)⒛撤N無害但是有臭味的預(yù)警氣體混入其中，目前行業(yè)內(nèi)多數(shù)加入四氫噻吩，防止天然氣出現(xiàn)泄漏不被人知的情況，防止出現(xiàn)中毒或者爆炸燃燒等一系列的事故問題。

1 天然氣管道敷設(shè)主要工藝

天然氣管道的大部分地段都是處于埋地敷設(shè)，埋地管道的鋪設(shè)工作主要能夠總結(jié)為以下六點。

1.1 管溝開挖

管道鋪設(shè)工作首先要做的就是管溝開挖，主要就是土方工程。在正式開挖管溝之前，一定要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，一定要將施工帶附近都清理干凈，要將施工帶旁的道路都疏通平整，之后根據(jù)設(shè)計好的圖紙進行埋樁工作，要確定管溝中心線應(yīng)處于哪個位置，之后再根據(jù)需要的寬度、深度以及邊坡的坡度來進行土方的挖掘工作。在管溝開挖的過程之中，一定要每隔25～50 m就進行以此檢測工作，確保其寬度、深度以及邊坡的坡度都是符合要求的，并且沒有出現(xiàn)軸線偏離的情況[1]。

1.2 溝邊布管

溝邊的布管可以在挖溝之前進行，也可以等溝挖好之后再進行。但是一定要時刻牢記一個原則：進行管子下溝之前，已經(jīng)挖完的溝一定要盡量縮短其敞口的時間，最主要的目的就是要防止出現(xiàn)塌方以及避免落入物體對鋪管造成傷害。通常情況下，在挖溝之前就完成布管工作能夠盡量避免重型布管車在沿溝邊行駛的時候造成的塌方事故。布管其實就是利用裝有側(cè)向起重臂的起重機吊起需要安裝的管子，之后將其移動并且安放在設(shè)計好的位置。在全部布管的過程之中，一定要密切關(guān)注管子的狀態(tài)，避免出現(xiàn)管子的損壞或者變形的情況。

1.3 管道安裝與焊接

管道的組裝焊接工作在管道施工工作之中占據(jù)著非常重要的一部分，屬于核心工序之一?，F(xiàn)如今的焊接所需的材料、相關(guān)的技術(shù)設(shè)備以及工藝手段，都已經(jīng)取得了不小的發(fā)展成果，已經(jīng)能夠做到管子連接部位的所有性質(zhì)都和管子自身一致，其可靠性也十分的高，不僅如此，工作完成的速度也是相當(dāng)可觀的。在進行焊接工作之前，管子一定要用特殊的機械對口器來進行組裝，確保其管口能夠?qū)φ淮嬖谡`差，保障其焊縫間隙處于合格的狀態(tài)。管道焊接通常都擁有其自身的一套規(guī)范守則，焊工必須要求經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)工作，做到熟練掌握所需要的工藝，要能夠做到有技巧的勝任其自身的工作。管道焊接工作受到天氣因素的影響也比較大，往往要增加出對于天氣的保護條件，如果不具備符合施工的天氣條件只能夠暫時停止施工，所以就會導(dǎo)致延緩管道建設(shè)的速度。但是管道建設(shè)工作也不能一味的追求速度，最主要的還是要考量其質(zhì)量以及安全性，因為焊接的質(zhì)量高低會直接影響管道能夠長期處于高壓的環(huán)境之中運作，是安全性的必要保障?，F(xiàn)如今很多技術(shù)先進的國家已經(jīng)能夠廣泛的利用惰性氣體保護自動焊接或者半自動焊接，其焊接的速度快，質(zhì)量也能夠符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。焊縫工作一定要達到管子母材的強度，并且要做到毫無缺陷的程度，在焊接工作完成之后，要先檢查其外觀，之后再運用X 射線、磁粉或超聲波對其進行無損探傷，通過了一系列檢查合格之后再投入使用。所有的檢查都必須嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)進行，如果發(fā)現(xiàn)有不合格的焊縫，一定要進行修補工作，直至最終檢查合格之后再投入使用[2]。

1.4 管道防腐絕緣

埋入地下的鋼管不可避免的會遭受到土壤之中的化學(xué)成分以及電化學(xué)的腐蝕，所以做好對管道的防腐絕緣工作是非常重要的，是能夠保障其使用壽命的有效途徑。管道經(jīng)無損檢測合格后，開始對焊口進行防腐補口，對管道進行電火花檢測，防止管道防腐出現(xiàn)破損?，F(xiàn)如今管道的防腐技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一門相對獨立的技術(shù)，其已經(jīng)擁有自身的完整的內(nèi)容。在進行管道施工工作的時候，不論決定選用什么樣的材料、哪一種涂敷方式來完成對鋼管的仿佛絕緣工作，其最終的目的都是想要盡可能延長管道的使用壽命，并且確保其在運行時間內(nèi)的安全。

1.5 下溝回填

在完成了管道的全線組裝、焊接及無損檢測、防腐等工作以后，就可以將管道下溝。把已經(jīng)焊接好的一定長度管道下溝是比較困難的工序，這就需要按照合適的間距來排布多輛吊管機配合工作，要運用很強大的力，謹(jǐn)慎小心的將其放入溝內(nèi)，要避免出現(xiàn)管子彎折或者損傷其防腐層的問題。當(dāng)管線平穩(wěn)準(zhǔn)確地放在了管溝底部以后，還要進行一遍電火花撿漏工作，防止出現(xiàn)防腐層破損情況，發(fā)現(xiàn)有破損立即修補。電火花檢驗合格后開始進行管道回填工作。最后復(fù)土高度要能夠做到高出地面至少300 mm以上，要保留好地表土在上層部位，方便后續(xù)的農(nóng)作物的生長[3]。

1.6 試后檢驗

管道試壓是檢驗管道焊接質(zhì)量是否合格過關(guān)的有效措施，它能夠促使強度不能夠承受住指定內(nèi)壓的管子產(chǎn)生破裂，從而暴露出其具備的缺陷。試壓工作通常要經(jīng)歷分段試壓、站間試壓。分段試壓是在管道鋪設(shè)的過程之中進行的，通常來說都會采取試水壓得方式，這又能夠分為嚴(yán)密性試壓以及強度試壓這兩個步驟。嚴(yán)密性試壓指的是在管道的設(shè)計壓力之下持續(xù)穩(wěn)定地運行一段時間，這個時限通常來說都是24 h;強度試壓指的就是在設(shè)計壓力的基礎(chǔ)上增加壓力，測試其短時間的穩(wěn)壓能力，如若壓降不大于規(guī)定的數(shù)值就算是合格。

2 天然氣管道工程的管理

2.1 施工質(zhì)量管理

在工程開始之前，要將工程項目設(shè)計好的各項數(shù)據(jù)提交給相關(guān)的施工管理部門進行審核，要對其施工組織設(shè)計以及質(zhì)量保障措施進行嚴(yán)格的審查，在通過了審查的要求之后才能夠進行施工建設(shè)，要建立質(zhì)量管理體系，完善程序文件，定期開展質(zhì)量檢查活動，建立質(zhì)量隱患管理臺賬，運用PDCA循環(huán)法，持續(xù)推動質(zhì)量管理再提升。如果遇到技術(shù)復(fù)雜的工程問題，要做到及時組織好設(shè)計以及施工方根據(jù)具體的實際來進行合理的調(diào)整和改良。管道施工質(zhì)量會直接影響整個工程的投產(chǎn)運行，施工質(zhì)量的管理包括許多的環(huán)節(jié)和步驟，從前期的部署、中間的監(jiān)督、后期的收尾，這些環(huán)節(jié)都需要實時的進行監(jiān)控，保障每個環(huán)節(jié)的順利進行，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響整個施工的進度。要從管道焊接質(zhì)量、防腐質(zhì)量、回填質(zhì)量、清管試壓質(zhì)量等多方面進行嚴(yán)格的過程質(zhì)量管控，管理人員要現(xiàn)場全程監(jiān)管，尤其是對隱蔽工程的質(zhì)量檢查，各工序應(yīng)按照施工驗收規(guī)范要求，開展過程質(zhì)量驗收，并形成簽字版材料留存，確保工程質(zhì)量合格，工程質(zhì)量責(zé)任可追溯[4]。

2.2 施工進度控制

為了促進工程能夠按照設(shè)計好的進度展開，就需要及時規(guī)避掉各種影響因素，作為建設(shè)單位一方，要做到認真制定進度控制措施，其中包括組織措施、技術(shù)措施、 經(jīng)濟措施等。管道施工中經(jīng)常遇到征地難協(xié)調(diào)、行政手續(xù)辦理時間長等問題制約著工期進度，所以要提前謀劃，對于穿跨越鐵路、公路、河流等，要單獨做好進度控制，統(tǒng)籌考慮專業(yè)施工單位的委托、管道套管等材料采購、專項方案編制、依法合規(guī)手續(xù)辦理等問題，切實提高管道施工進度。進度控制的組織措施主要就是要建立工程進度報表制度，召開工程進度協(xié)調(diào)會議等等。在實際的管道工程管理實施過程之中，需要定期或者不定期地召開現(xiàn)場協(xié)調(diào)會議。要加強信息溝通渠道的作用，建立起完善的信息交流系統(tǒng)，保證施工現(xiàn)場出現(xiàn)問題的時候能夠做到第一時間完成信息上傳工作，之后采取相應(yīng)的解決措施，盡可能保障施工的進度不受影響。

2.3 建設(shè)投資控制

對于現(xiàn)代以盈利為目的的建設(shè)項目來說，做好建設(shè)的投資控制工作非常重要。對于天然氣管道的建設(shè)工作來說，因為其所需要的工程量十分巨大，施工過程中不可預(yù)見性較多，可能會產(chǎn)生大量的設(shè)計變更、簽證，持續(xù)的工期也很長，所以，有必要做好投資控制工作。一是要做好圖紙會審及設(shè)計交底，優(yōu)化管道路由走向，縮減線路長度，減少穿跨越工程，節(jié)省工程投資；二是嚴(yán)格審核施工單位月度工程量報表，避免施工單位虛報工程量，造成多支付工程款；三是加強管道施工變更、簽證管理，減少因變更、簽證增加工程量，增加投資。另外，要充分考量到一切變量，結(jié)合現(xiàn)場實際以及相關(guān)的文件規(guī)定，對建設(shè)工程進行成本預(yù)估[5]。

3 管道保護技術(shù)

天然氣管道的保護技術(shù)在天然氣管道建設(shè)工程之中占據(jù)著非常重要的位置。因為我國的地府遼闊，土地面積十分廣泛，土質(zhì)條件不同，這樣的情況下勢必會嚴(yán)格要求管道的質(zhì)量，必須要能夠滿足需要的強度、韌性以及焊接性能，所以，我國逐漸向著高自動化方向發(fā)展，逐漸轉(zhuǎn)向大直徑高壓管道方向發(fā)展。那么為了保障管道質(zhì)量合格，并且還能延長管道的使用壽命，做好對其的保護工作就尤為重要。

3.1 焊接技術(shù)

焊接作為管道建設(shè)施工過程之中十分重要的一個環(huán)節(jié)，質(zhì)量必須要得到保障，其質(zhì)量好壞將會直接影響到管道投用。能夠決定焊接質(zhì)量好壞的兩個主要因素就是選用的焊接材料以及焊接工藝，所以，尋找更加合適有效的焊接材料，研發(fā)更有效的焊接工藝是提升焊接質(zhì)量的主要措施。自動焊接的焊接過程成功做到了從人工控制轉(zhuǎn)向為自動化科技控制，自動焊接需要的勞動力少，其勞動強度相較于之前下降了一定程度，并且自動焊接的焊縫相較于人工來說能夠更加美觀對稱，焊接的效率也得到了很大的提升。

3.2 干燥技術(shù)

天然氣管道之中不可避免會有水蒸氣以及液態(tài)水的存在，這也是天然氣管道壁遭受腐蝕的一大因素，所以要想確保管道能夠處于安全的運行狀態(tài)，延長管道的使用壽命，使用合適的干燥工藝做好干燥處理十分必要。盡管干燥的成本相對來說更高，但是其施工的周期卻比較短，還能夠有效地排除一些安全隱患[6]。

3.3 防腐技術(shù)

天然氣管道的生命周期由管道材料決定，因施工建設(shè)中，部分完工管道，要進行埋地敷設(shè)，容易受到土壤腐蝕及雜散電流電化學(xué)腐蝕。經(jīng)研究，當(dāng)受保護的金屬表面為陰極時，可以達到緩蝕效果，增加了安全系數(shù)。近年來，為對施工建設(shè)過程中天然氣管道進行保護，臨時采用犧牲陽極的電化學(xué)保護措施，有效避免管道施工過程中的腐蝕，延長了管道使用壽命[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，天然氣管道的施工和保護工作是需要耗費大量精力的一項系統(tǒng)工程，較為復(fù)雜。天然氣未來的發(fā)展趨勢要專注于對厚壁、大口徑以及數(shù)字化技術(shù)的研發(fā)攻克上，要不斷地更新自身的技術(shù)水平。只要堅持不懈地投入到研發(fā)工作之中，努力進行相關(guān)內(nèi)容知識的探索學(xué)習(xí)，未來我國的天然氣管道保護技術(shù)以及施工管理技術(shù)一定會取得十分顯著的應(yīng)用成果，有效促進我國天然氣關(guān)管道行業(yè)的蓬勃發(fā)展。