探析天然气管道安装技术

何时 贾强

摘 要：随着科技的进步社会的发展，目前我国的天然气管道建设已步入迅速发展时期。天然气的出现给人们生活带来了极大的便利，其安装的好坏给人们生活带来便捷的同时，也给社会带来一定的隐患，直接影响着人们的生产和生活。本文对我国天然气管道安装技术现状进行了分析，结合当前的实际工作，提出了天然气管道安装施工过程中施工中的常见问题，并根据天然气管道安装技术的实际情况，提出了具体的处理措施。

关键词：天然气；管道施工；安装技术

中图分类号：U473文献标识码： A

一、天然气管道的特点

天然气管道工程具有以下特点，即：1） 相对流动性。管道与输送介质之间是相对流动的，因此要求管道内部，特别是管壁内焊口部位尽可能光滑，以利减少摩阻力。2） 固定性。天然气管道埋于地下，除改造、铺设新线路等特殊原因外，管道一般不会发生位移。3） 输送的连续性。天然气管道一旦建成、投产，一般情况下应连续运行。4） 威胁性。天然气属易燃易爆气体，在役运行的天然气管道穿越中心城区对地面建、构筑物或区域长期构成威胁。5） 潜在的危险性。

二、天然气管道安装技术

目前国外主要是通过高钢级管材的开发和应用可以减小壁厚，减轻钢管的自重，并缩短焊接时间，从而大大降低钢材耗量和管道建设成本。此外，采用复合材料增强管道强度的技术也正在开发，即在高钢级钢管外部包敷一层玻璃钢和合成树脂。采用这种管材，可以进一步提高管道的输送压力，降低建设成本，同时可增加管输量以及提高钢管抵抗各种破坏的能力和安全性。

（一）管材选择

管材选择是天然气管道安装的重要组成部分，在管材的选择上，主要应考虑管径的大小、管壁的厚度、材质和焊接材料的性能。管道的管径大小主要与其流量、流速有关，并且要根据介质的压力值、管顶的复土深度及荷载的分布形式确定管材与管壁厚度。对于焊接材料的选择要充分考虑母材的化学成分、机械性能和使用条件，要考虑使用与母材相同的焊接材料，对焊接材料要进行认真的检查，要均匀、没有明显的裂纹、脱皮或腐蚀现象，在储存时要符合规定，避免因潮湿、雨水、霜冻及油质的侵蚀影响焊接的结果。

（二）管道及各类附属设备的安装要点及注意事项

前苏联在发展的过程中有一整套完善的施工技术，拥有一整套自动化和机械化程度极高的施工设备，通过高度专业化的流水作业、合理的工程方案和严格的组织管理，促进管道安装的顺利完成。天然气管道在进行安装过程中需注意以下几个方面：以模块化的方式进行施工；前闪光对接焊工艺；先进的移动式预制厂；先进的机构化施工装备等。法兰连接主要用于检修时需要拆卸的部位与带法兰的阀件和设备等，如果过多的采用法兰连接，可能会降低管道的弹性，天然气高、中压法兰一般采用平焊法兰，法兰与管子焊接时，法兰的密封面应垂直于管子中心线，其偏差度用角尺或钢尺检查，法兰连接时应使用同一规格螺栓，螺栓及螺母的螺纹应完整，不得有任何瑕疵，波形补偿器安装一般在完成气密性及强度试验后才安装补偿器，在进行安装时要在球阀下方，以便阀门的拆卸和修检，同时，要进行仔细的检查，以确保质量完全符合标准，促进社会经济的发展。

（三）焊缝检查工作及形成焊缝缺陷原因

焊完后，对焊缝表面进行外观检测，焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷，形成这些缺陷主要是由于以下技术不当造成的：1） 未焊透：主要是坡口开得不正确，钝边太厚，对口间隙太小，焊接速度太快，焊接电流太小，焊条熔点低，焊接表面有脏物等；2）咬肉：出现咬肉会减小了焊接的基本金属厚度，使应力集中，降低焊件强度；3） 气孔：由于焊接速度太快或电流太大，焊条潮湿或摆动不对，表面有油脂，铁锈等；4） 夹渣：在多层焊接时焊渣清理得不干净，熔化金属粘度大；焊条药皮太重，焊条摆动不当而产生的；5） 裂缝：焊缝有硫、磷等杂质，或由于热应力集中，冷却太快形成的。天然气管道焊缝的内部检测要求进行100%的超声波探伤和X射线探伤，对法兰接口处要做磁粉探伤。中压焊缝的X射线探伤数量按15%抽检，高压管按20%抽检，抽查的焊缝中不合格者超过30％则加倍探伤，若仍不合格全部探伤，不合格的部位返修后仍按原规定进行探伤。对穿越道路、铁路、断裂带、桥梁、管件接头等处的管道均做X射线探伤。

另外，天然气管道安装过程中，管道焊缝表面质量管理在长输天然气管道安装过程中管道焊缝施焊时，施工现场的环境条件是非常重要的。根据相关规定，当出现下列任何一种情况时施工人员需要禁止施焊。如:气体保护焊施工时风速大于2m/S，其他焊接方法进行施工时风速大于8m/S;相对湿度大于90%;当焊件表面潮湿或覆盖有冰雪，焊工及焊件无保护措施时，焊接技术人员不应进行焊接。特殊材料焊接时，施工人员应按有关相应的标准规定执行。长输天然气管道安装过程中管道焊缝表面需要符合下面的质量规范:(l)焊接施工时焊缝表面不能出现细小的裂纹或者气孔、残渣等造成的质量隐患。管道焊缝部位的咬边深度不能大于0.5mm，在0.3m的连续焊缝中咬边的长度不能高于0.05m;(2)管道下向焊缝内部和外部的余高不能超过1.6mm，长度不能超过0.05m，上向焊缝余高不能高于3mm，长度不能超过0.03m，并且施工中焊缝的外表面不能低于母材。焊壁的厚度应为焊后错边量的5-7倍，管道因尺寸误差造成的错边量需要均匀分布在管道的四周，焊接宽度需要比坡口宽度2.5mm;(3)管道焊缝焊接完成后需要进行射线探伤，施工方需要根据《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323一87)的标准进行相关工作的开展。工作压力大于或等于4MPa时，合格级别为Ⅱ级焊缝标准;工作压力小于4MPa时，合格级别为III级焊缝标准。焊缝根部允许有未焊透，但在任何连续300mm焊缝长度中，未焊透的总长度不得大于25mm。如果施工现场的条件不允许，那么可以采用超声波探伤进行相关质量检验。探伤方法应按《压力容器无损检测》(JB4730一94)执行。合格级别为I级。工作庄力小于4MPa时合格级别为Ⅱ级具体要求执行《无损检测工艺规程》(Q/HSZOI.15-1999)。全部焊缝应逐条进行无损探伤，如100%超声波探伤，则应做5%的射线探伤复查。如果探伤后发现焊缝存在质量隐患，施工人员需要及时进行返修施工，返修完成后质量监督部门仍需要进行质量的检验，焊缝返修施工需要控制在两次以内。若探伤合格后需要截取样品进行机械性能的试样，如拉伸试样或面弯试样等;(4)部分管材在焊接前需要预热，因此焊接技术人员需要根据焊接工艺规范进行合理的预热，并控制预热的温度，使管材的规格符合操作规范的规定。对于后热消氢处理的管材焊接人员在焊接完成后需要及时控制其温度，然后进行缓冷。

三、天然气管道安装过程中焊接施工现场的安全管理

在天然气管道的安装过程中需要做好施工现场的安全管理工作，特别是焊接技术人员进行焊接施工时需要严格遵守相关安全技术规范和法律，充分保证施工安全，施工单位需要做好焊接技术人员的安全教育，并制定科学的防火、防电、防毒等预防措施和相关规程，在施工现场设置明显的警示标志，提醒施工人员注意人身安全和安全施工。

四、长输天然气管道安装过程中焊接工艺标准

天然气管道焊接施工时，施工单位需要做好线路全部的焊接工艺检查和评定，若自身无评定资质，需要委托第三方进行客观评定。焊接施工时技术人员需要严格按照设计图纸进行施工，焊接技术人员需要根据焊接施工标准和现场实际情况进行合理施工。焊接时需要注意管线的编号和焊接坡口的尺寸，根据焊接工艺指导书进行科学施工，焊接时施工单位的质检员需要做好施焊记录并做好焊接工艺的质量监督，保证焊接技术人员能够按照焊接工艺的操作规程进行施工，并在焊缝处留下焊工的个人信息和焊接施工的具体日期。焊接完成后施工单位需要将焊接施工中产生的资料做好收集和保存，以便后期的质量管理和责任追查。

结语

国外在天然气管网优化设计和优化运行方面有成熟的技术和应用业绩。在管道设计方面，对管径、壁厚、压缩机站数、位置、站间距、每座压缩机站的运行条件、最大允许工作压力等进行优化，以最大限度地降低管道建设投资和运行费用。随着经济的快速发展，人们对天然气的需求越来越大，国家投入了巨大的人力和资金进行天然气的管道建设。在天然气管道安装时焊接的质量将直接影响到天然气的输送安全。本文通过对天然气管道特点的分析，探讨了天然气管道安装过程中的质量管理措施。

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