天然氣工程管道設計施工技術探討

盧偉梧

摘要：在我國，天然氣的應用越來越廣泛，隨之而來的施工質量問題也日益突出。本文就當前我國天然氣工程管道施工中常見的問題，提出了施工過程中應注意的技術要點進行探討。

關鍵詞：天然氣工程；管道施工；施工技術

1 前言

隨著我國石油天然氣工業的發展及天然氣的廣泛應用，對天然氣工程建設的要求越來越高。天然氣工程管道作為連接天然氣開發與運輸的重要紐帶，對進一步促進石油天然氣工業的發展、拉動能源市場供應具有重要意義。管道是承載和連接天然氣開發與運輸的重要紐帶，其施工工程的質量越來越受到人們的關注，分析其施工過程中的問題，不斷對施工技術進行科學改進，是天然氣工程正常運行的必要保障。

2 工程的特點

2.1 高質量的要求標準

在質量等級上，天然氣的要求必須要保證高等級的要求，無論是在管材還是管件和配套的設備上都需要嚴格的按照設備的相關質量標準進行檢驗，只有負荷標準要求才可以使用，材質、承壓等級都是需喲啊經過嚴格的檢驗符合標準之后才能使用。

2.2 影響因素多方面

從開始實施工程一直到工程竣工，期間的施工周期中會遇到各種主客觀的因素影響。設計工藝、施工水平、外界環境、自然因素以及設備和人員素質等等都會對工程的質量造成直接影響或者是間接的影響。

2.3 隱蔽性特點決定了工程的難度

由于天然氣的輸送管道一般都是埋于地下，因此對于這種隱蔽工程需要進行管道的管溝開挖以及回填，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行控制，防腐和地下障礙也會影響到工程的總體質量。對于這類因素可以通過以下方式進行一定程度的控制，如對工程進行狀況進行不時的抽查，對容易出現問題的環節像是焊接、標高、防腐、和管間距等等進行抽查，最大程度的對事故隱患進行排除。

3 天然氣管道存在的問題

天然氣能源清潔環保，在世界范圍內得到了廣泛的應用。然而天然氣高壓、易燃，分布廣、線路長，也使得天然氣管道施工難度大，易泄漏。管道一旦出現材料缺陷、氣密性不嚴等問題時發生泄漏，就會引發火災、爆炸事故，對人民的生命財產安全造成重大威脅。如何提高天然氣管道的施工質量及運行安全，加強管道施工技術的研究和改進是重中之重。目前石油天然氣管道存在的主要問題從調查的情況看，石油天然氣管道存在的主要問題有：部分管道破壞嚴重，極易釀成事故。如油氣管線被施工、勘探破壞嚴重；天然氣管線被違章占壓。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；管材或相關設備存在缺陷；管道腐蝕穿孔等。這些問題的出現，很大程度上是由于施工過程中的失誤或控制不嚴造成。因此，在當前著力研究天然氣管道的施工及施工技術的研究是有著重要意義的。

4 天然氣管道施工技術分析

4.1 管線的測量與管道組對

管道的測量與放線是施工技術的重要步驟。施工組織者應根據圖紙組織相關技術、施工人員進行現場實測及與圖紙的比對，如無特殊情況按照圖紙的要求進行初步放線；管道施工時在占地兩側劃出臨時占地線，且最多不宜超過8m；遇到管線與地下構筑物干涉時，放線時應在交叉處標注明確，并將作業帶雜物清理平整干凈；對于施工機具、設備的管理要根據現場情況整理場地，確保施工人員與設備的安全。管道組對前應認真檢查管道是否有變形，對輕微變形可用脹管器進行矯正。若矯正后乃不合格，則應切除不合格管段部分；應清掃干凈管子后才能進行組裝，管道內不能有任何雜物；組裝前將管端清除干凈（20mm范圍內），然后再進行組對；管子在溝邊組對時，管道外壁應距管溝邊緣 0.5～1 米，每根管都有一個穩固支撐.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，嚴禁用硬石塊做支撐；組對時，直管段兩相臨環縫的間距必須大于300mm；管道組對時，應避免強力對口，用倒鏈吊裝時，不得使用鋼絲繩，應選擇尼龍吊帶。

4.2 管道敷設

天然氣管道在敷設布管時首先要對管內進行清掃排除雜物，相鄰管口首尾相接并呈鋸齒狀錯搭，管道距管溝 1m 處加做支撐。管道在敷設前應首先進行預裝，將設備吊裝能力內的管路與附件預焊接并組合后，分段吊裝連接，再進行敷設焊接。管道組裝的過程中，應盡量減少強力對口，防止焊接后產生的附加應力。管道端口應確保平整和型口的完整，對稍有變形的管端進行校正，無法校正時必須將變形管段切除，應保證校正或切除后的管口圓度偏差在 1%以內。對口與焊接對口前應將焊接端的坡口及內外管壁20mm 范圍內的污垢、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，管子和管件對口做到內壁平齊：等厚對接焊縫不超過管壁厚度的 10%，不等厚對接焊縫不超過薄壁管管壁厚度的20%，管子對口找正后，先用點焊固定，再進行完整焊接。

管道組裝完成之后，在下管前要按相應比例對焊口進行無損探傷，并且用電火花儀對管道外層3PE夾克防腐層進行刷漏，下管前要檢查管溝底部是否有堅硬的碎石、磚塊存在，有則需人工清除。下管時嚴禁直接拋拽管道，采用手動葫蘆或其它機械設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。我們通過長時間實際應用及總結，采用管道頭200米爆破吹掃，然后用已吹掃干凈的200米儲氣吹后面的200米，再用已吹掃干凈的400米儲氣吹后面的400米，再用已吹掃干凈的800米儲氣吹后面的500米，之后每次儲氣吹掃管道長度不宜大于500 米，直到管道內無污水及雜質方合格。

4.3 焊接與焊縫檢驗

天然氣的泄漏是工程完工后的主要故障，因此對焊接質量及焊縫的檢驗要求應極為嚴格。焊接時必須嚴格按照工藝規程進行作業，尤其是預熱溫度和層間溫度保持環節，對焊接材料的保存、領用及保護都按照規定的要求來執行，防止焊接材料的使用不當。焊接技術員焊接的過程中實時進行檢查，對出現的焊接異常不放過，不忽視；質檢員隨時檢查焊道的焊接情況，對焊接的外觀質量全面檢查，經過全面檢查合格的焊道在進行探傷測試。焊接時，風速超過焊接作業要求時，采用輕型簡易防風棚；當環境溫度低于焊接工藝規程的要求時，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，對焊縫表面進行外觀檢測，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部檢測要求進行100%的超聲波探傷和X射線探傷，對法蘭接口處要做磁粉探傷。

4.4 管道防腐

天然氣管道中根據機械性能和使用條件，復合材料增強管道強度的技術雖然也正在開發，當前應用較多的是鋼制材料，對鋼材的防腐蝕至關重要。鋼管在土壤中的腐蝕主要是與土壤中發生電化學反應引起，電化學反應是由于管道與土壤電解質的電位不同，形成了一個原電池導致鋼管發生電化學腐蝕，其腐蝕速度取決于土壤的成分、含鹽的種類、數量、PH值，含水率，電阻率、透氣性，細菌（厭氣性硫酸鹽還原菌）等。根據土壤的腐蝕特性要對鋼管做必要的防腐處理，防止或阻緩土壤對管壁的腐蝕速度。為防止雜散電流對管道的腐蝕，一般在高壓管線及附屬設備上增加犧牲陽極加以保護，即用一塊電位較低的金屬與管道、設備聯結，使兩者在電解質中構成原電池；電位較低的金屬作為陽極會逐漸被腐蝕，通常犧牲陽極腐蝕到最后尺寸至少十年，因此根據被保護物的長度、土壤電阻率及保護年限確定陽極尺寸，降低或阻止金屬的電化學腐蝕速度，使作為陰極的金屬管道得到保護。

5 結束語

目前隨我國天然氣管道工程建設的深入，加強和改進管道施工技術更好地提高管道工程施工質量是當前天然氣工程施工組織者面臨的重要課題。天然氣管道的質量好壞直接關系著沿線人民群眾的生命財產安全，確保管道的安全穩定運行，不斷增進管道施工的技術科研，最大限度地挖掘自身潛力提升管道施工的技術安全，嚴格遵守各項技術安全規定，及時發現和整改事故隱患，確保管道的質量和使用安全運行。

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