天然气工程管道设计施工技术探讨

卢伟梧

摘要：在我国，天然气的应用越来越广泛，随之而来的施工质量问题也日益突出。本文就当前我国天然气工程管道施工中常见的问题，提出了施工过程中应注意的技术要点进行探讨。

关键词：天然气工程；管道施工；施工技术

1 前言

随着我国石油天然气工业的发展及天然气的广泛应用，对天然气工程建设的要求越来越高。天然气工程管道作为连接天然气开发与运输的重要纽带，对进一步促进石油天然气工业的发展、拉动能源市场供应具有重要意义。管道是承载和连接天然气开发与运输的重要纽带，其施工工程的质量越来越受到人们的关注，分析其施工过程中的问题，不断对施工技术进行科学改进，是天然气工程正常运行的必要保障。

2 工程的特点

2.1 高质量的要求标准

在质量等级上，天然气的要求必须要保证高等级的要求，无论是在管材还是管件和配套的设备上都需要严格的按照设备的相关质量标准进行检验，只有负荷标准要求才可以使用，材质、承压等级都是需哟啊经过严格的检验符合标准之后才能使用。

2.2 影响因素多方面

从开始实施工程一直到工程竣工，期间的施工周期中会遇到各种主客观的因素影响。设计工艺、施工水平、外界环境、自然因素以及设备和人员素质等等都会对工程的质量造成直接影响或者是间接的影响。

2.3 隐蔽性特点决定了工程的难度

由于天然气的输送管道一般都是埋于地下，因此对于这种隐蔽工程需要进行管道的管沟开挖以及回填，并且埋于地下的管道或者是 PE 管在焊接以及组装上也需要进行控制，防腐和地下障碍也会影响到工程的总体质量。对于这类因素可以通过以下方式进行一定程度的控制，如对工程进行状况进行不时的抽查，对容易出现问题的环节像是焊接、标高、防腐、和管间距等等进行抽查，最大程度的对事故隐患进行排除。

3 天然气管道存在的问题

天然气能源清洁环保，在世界范围内得到了广泛的应用。然而天然气高压、易燃，分布广、线路长，也使得天然气管道施工难度大，易泄漏。管道一旦出现材料缺陷、气密性不严等问题时发生泄漏，就会引发火灾、爆炸事故，对人民的生命财产安全造成重大威胁。如何提高天然气管道的施工质量及运行安全，加强管道施工技术的研究和改进是重中之重。目前石油天然气管道存在的主要问题从调查的情况看，石油天然气管道存在的主要问题有：部分管道破坏严重，极易酿成事故。如油气管线被施工、勘探破坏严重；天然气管线被违章占压。如在油气管线附近采石、取土、修渠、堆物、修筑建筑物等；管道施工遗留的缺陷、损伤；管材或相关设备存在缺陷；管道腐蚀穿孔等。这些问题的出现，很大程度上是由于施工过程中的失误或控制不严造成。因此，在当前着力研究天然气管道的施工及施工技术的研究是有着重要意义的。

4 天然气管道施工技术分析

4.1 管线的测量与管道组对

管道的测量与放线是施工技术的重要步骤。施工组织者应根据图纸组织相关技术、施工人员进行现场实测及与图纸的比对，如无特殊情况按照图纸的要求进行初步放线；管道施工时在占地两侧划出临时占地线，且最多不宜超过8m；遇到管线与地下构筑物干涉时，放线时应在交叉处标注明确，并将作业带杂物清理平整干净；对于施工机具、设备的管理要根据现场情况整理场地，确保施工人员与设备的安全。管道组对前应认真检查管道是否有变形，对轻微变形可用胀管器进行矫正。若矫正后乃不合格，则应切除不合格管段部分；应清扫干净管子后才能进行组装，管道内不能有任何杂物；组装前将管端清除干净（20mm范围内），然后再进行组对；管子在沟边组对时，管道外壁应距管沟边缘 0.5～1 米，每根管都有一个稳固支撑.软土地带可用土堆做支撑，特殊地带可用土袋装软物做支撑，严禁用硬石块做支撑；组对时，直管段两相临环缝的间距必须大于300mm；管道组对时，应避免强力对口，用倒链吊装时，不得使用钢丝绳，应选择尼龙吊带。

4.2 管道敷设

天然气管道在敷设布管时首先要对管内进行清扫排除杂物，相邻管口首尾相接并呈锯齿状错搭，管道距管沟 1m 处加做支撑。管道在敷设前应首先进行预装，将设备吊装能力内的管路与附件预焊接并组合后，分段吊装连接，再进行敷设焊接。管道组装的过程中，应尽量减少强力对口，防止焊接后产生的附加应力。管道端口应确保平整和型口的完整，对稍有变形的管端进行校正，无法校正时必须将变形管段切除，应保证校正或切除后的管口圆度偏差在 1%以内。对口与焊接对口前应将焊接端的坡口及内外管壁20mm 范围内的污垢、铁锈，毛刺清除干净不能有裂纹及夹层等缺陷。两管的中心线要在一条直线上，管子和管件对口做到内壁平齐：等厚对接焊缝不超过管壁厚度的 10%，不等厚对接焊缝不超过薄壁管管壁厚度的20%，管子对口找正后，先用点焊固定，再进行完整焊接。

管道组装完成之后，在下管前要按相应比例对焊口进行无损探伤，并且用电火花仪对管道外层3PE夹克防腐层进行刷漏，下管前要检查管沟底部是否有坚硬的碎石、砖块存在，有则需人工清除。下管时严禁直接抛拽管道，采用手动葫芦或其它机械设备缓慢将管放至管沟底部，以免管道外围防腐层遭受破坏。

管道吹扫。我们通过长时间实际应用及总结，采用管道头200米爆破吹扫，然后用已吹扫干净的200米储气吹后面的200米，再用已吹扫干净的400米储气吹后面的400米，再用已吹扫干净的800米储气吹后面的500米，之后每次储气吹扫管道长度不宜大于500 米，直到管道内无污水及杂质方合格。

4.3 焊接与焊缝检验

天然气的泄漏是工程完工后的主要故障，因此对焊接质量及焊缝的检验要求应极为严格。焊接时必须严格按照工艺规程进行作业，尤其是预热温度和层间温度保持环节，对焊接材料的保存、领用及保护都按照规定的要求来执行，防止焊接材料的使用不当。焊接技术员焊接的过程中实时进行检查，对出现的焊接异常不放过，不忽视；质检员随时检查焊道的焊接情况，对焊接的外观质量全面检查，经过全面检查合格的焊道在进行探伤测试。焊接时，风速超过焊接作业要求时，采用轻型简易防风棚；当环境温度低于焊接工艺规程的要求时，在焊后在焊道上加盖石棉保温被以防止焊道急骤降温。焊接完成后，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，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。

4.4 管道防腐

天然气管道中根据机械性能和使用条件，复合材料增强管道强度的技术虽然也正在开发，当前应用较多的是钢制材料，对钢材的防腐蚀至关重要。钢管在土壤中的腐蚀主要是与土壤中发生电化学反应引起，电化学反应是由于管道与土壤电解质的电位不同，形成了一个原电池导致钢管发生电化学腐蚀，其腐蚀速度取决于土壤的成分、含盐的种类、数量、PH值，含水率，電阻率、透气性，细菌（厌气性硫酸盐还原菌）等。根据土壤的腐蚀特性要对钢管做必要的防腐处理，防止或阻缓土壤对管壁的腐蚀速度。为防止杂散电流对管道的腐蚀，一般在高压管线及附属设备上增加牺牲阳极加以保护，即用一块电位较低的金属与管道、设备联结，使两者在电解质中构成原电池；电位较低的金属作为阳极会逐渐被腐蚀，通常牺牲阳极腐蚀到最后尺寸至少十年，因此根据被保护物的长度、土壤电阻率及保护年限确定阳极尺寸，降低或阻止金属的电化学腐蚀速度，使作为阴极的金属管道得到保护。

5 结束语

目前随我国天然气管道工程建设的深入，加强和改进管道施工技术更好地提高管道工程施工质量是当前天然气工程施工组织者面临的重要课题。天然气管道的质量好坏直接关系着沿线人民群众的生命财产安全，确保管道的安全稳定运行，不断增进管道施工的技术科研，最大限度地挖掘自身潜力提升管道施工的技术安全，严格遵守各项技术安全规定，及时发现和整改事故隐患，确保管道的质量和使用安全运行。

参考文献：

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