天然气管道施工管理与保护技术

庞庆聪(中交城乡能源有限责任公司，北京 100029)

0 引言

天然气不仅仅为工业生产所应用，在人民的生活方面也充当着十分重要的角色，在国家“双碳”背景下，是毋庸置疑的高质量清洁能源之一，其凭借自身优异的经济效益以及清洁环境的特性，已经渐渐成为了不可缺少的一项能源。为了适应当前我国天然气管道工程建设的实际情况以及其未来的发展趋势，加强管道施工管理工作迫在眉睫。我们要进一步采取更加先进的管道保护技术，以此来确保管道运输工作的安全性。

天然气其实就是一种从钻井之中被开采出来的具有可燃性质的气体。气井气就是天然气中的一种，其是自由喷出地面的，也就是纯天然气。另外一种是溶解在了石油之中的气体，通常来说其是和石油一同被开采出来，然后再从石油之中分离出来的一种石油的伴生气。还有一种是含有石油轻质馏分的凝析气田气，它主要是由甲烷构成的，其低发热量通常为33 494～41 868 kJ/m3。天然气一般来讲都没有什么特别的气味，所以会在使用的时候将某种无害但是有臭味的预警气体混入其中，目前行业内多数加入四氢噻吩，防止天然气出现泄漏不被人知的情况，防止出现中毒或者爆炸燃烧等一系列的事故问题。

1 天然气管道敷设主要工艺

天然气管道的大部分地段都是处于埋地敷设，埋地管道的铺设工作主要能够总结为以下六点。

1.1 管沟开挖

管道铺设工作首先要做的就是管沟开挖，主要就是土方工程。在正式开挖管沟之前，一定要做好相关的准备工作，一定要将施工带附近都清理干净，要将施工带旁的道路都疏通平整，之后根据设计好的图纸进行埋桩工作，要确定管沟中心线应处于哪个位置，之后再根据需要的宽度、深度以及边坡的坡度来进行土方的挖掘工作。在管沟开挖的过程之中，一定要每隔25～50 m就进行以此检测工作，确保其宽度、深度以及边坡的坡度都是符合要求的，并且没有出现轴线偏离的情况[1]。

1.2 沟边布管

沟边的布管可以在挖沟之前进行，也可以等沟挖好之后再进行。但是一定要时刻牢记一个原则：进行管子下沟之前，已经挖完的沟一定要尽量缩短其敞口的时间，最主要的目的就是要防止出现塌方以及避免落入物体对铺管造成伤害。通常情况下，在挖沟之前就完成布管工作能够尽量避免重型布管车在沿沟边行驶的时候造成的塌方事故。布管其实就是利用装有侧向起重臂的起重机吊起需要安装的管子，之后将其移动并且安放在设计好的位置。在全部布管的过程之中，一定要密切关注管子的状态，避免出现管子的损坏或者变形的情况。

1.3 管道安装与焊接

管道的组装焊接工作在管道施工工作之中占据着非常重要的一部分，属于核心工序之一。现如今的焊接所需的材料、相关的技术设备以及工艺手段，都已经取得了不小的发展成果，已经能够做到管子连接部位的所有性质都和管子自身一致，其可靠性也十分的高，不仅如此，工作完成的速度也是相当可观的。在进行焊接工作之前，管子一定要用特殊的机械对口器来进行组装，确保其管口能够对正不存在误差，保障其焊缝间隙处于合格的状态。管道焊接通常都拥有其自身的一套规范守则，焊工必须要求经过严格的培训工作，做到熟练掌握所需要的工艺，要能够做到有技巧的胜任其自身的工作。管道焊接工作受到天气因素的影响也比较大，往往要增加出对于天气的保护条件，如果不具备符合施工的天气条件只能够暂时停止施工，所以就会导致延缓管道建设的速度。但是管道建设工作也不能一味的追求速度，最主要的还是要考量其质量以及安全性，因为焊接的质量高低会直接影响管道能够长期处于高压的环境之中运作，是安全性的必要保障。现如今很多技术先进的国家已经能够广泛的利用惰性气体保护自动焊接或者半自动焊接，其焊接的速度快，质量也能够符合标准的要求。焊缝工作一定要达到管子母材的强度，并且要做到毫无缺陷的程度，在焊接工作完成之后，要先检查其外观，之后再运用X 射线、磁粉或超声波对其进行无损探伤，通过了一系列检查合格之后再投入使用。所有的检查都必须严格的按照标准进行，如果发现有不合格的焊缝，一定要进行修补工作，直至最终检查合格之后再投入使用[2]。

1.4 管道防腐绝缘

埋入地下的钢管不可避免的会遭受到土壤之中的化学成分以及电化学的腐蚀，所以做好对管道的防腐绝缘工作是非常重要的，是能够保障其使用寿命的有效途径。管道经无损检测合格后，开始对焊口进行防腐补口，对管道进行电火花检测，防止管道防腐出现破损。现如今管道的防腐技术已经发展成为一门相对独立的技术，其已经拥有自身的完整的内容。在进行管道施工工作的时候，不论决定选用什么样的材料、哪一种涂敷方式来完成对钢管的仿佛绝缘工作，其最终的目的都是想要尽可能延长管道的使用寿命，并且确保其在运行时间内的安全。

1.5 下沟回填

在完成了管道的全线组装、焊接及无损检测、防腐等工作以后，就可以将管道下沟。把已经焊接好的一定长度管道下沟是比较困难的工序，这就需要按照合适的间距来排布多辆吊管机配合工作，要运用很强大的力，谨慎小心的将其放入沟内，要避免出现管子弯折或者损伤其防腐层的问题。当管线平稳准确地放在了管沟底部以后，还要进行一遍电火花捡漏工作，防止出现防腐层破损情况，发现有破损立即修补。电火花检验合格后开始进行管道回填工作。最后复土高度要能够做到高出地面至少300 mm以上，要保留好地表土在上层部位，方便后续的农作物的生长[3]。

1.6 试后检验

管道试压是检验管道焊接质量是否合格过关的有效措施，它能够促使强度不能够承受住指定内压的管子产生破裂，从而暴露出其具备的缺陷。试压工作通常要经历分段试压、站间试压。分段试压是在管道铺设的过程之中进行的，通常来说都会采取试水压得方式，这又能够分为严密性试压以及强度试压这两个步骤。严密性试压指的是在管道的设计压力之下持续稳定地运行一段时间，这个时限通常来说都是24 h;强度试压指的就是在设计压力的基础上增加压力，测试其短时间的稳压能力，如若压降不大于规定的数值就算是合格。

2 天然气管道工程的管理

2.1 施工质量管理

在工程开始之前，要将工程项目设计好的各项数据提交给相关的施工管理部门进行审核，要对其施工组织设计以及质量保障措施进行严格的审查，在通过了审查的要求之后才能够进行施工建设，要建立质量管理体系，完善程序文件，定期开展质量检查活动，建立质量隐患管理台账，运用PDCA循环法，持续推动质量管理再提升。如果遇到技术复杂的工程问题，要做到及时组织好设计以及施工方根据具体的实际来进行合理的调整和改良。管道施工质量会直接影响整个工程的投产运行，施工质量的管理包括许多的环节和步骤，从前期的部署、中间的监督、后期的收尾，这些环节都需要实时的进行监控，保障每个环节的顺利进行，任何一个环节出现问题，都会影响整个施工的进度。要从管道焊接质量、防腐质量、回填质量、清管试压质量等多方面进行严格的过程质量管控，管理人员要现场全程监管，尤其是对隐蔽工程的质量检查，各工序应按照施工验收规范要求，开展过程质量验收，并形成签字版材料留存，确保工程质量合格，工程质量责任可追溯[4]。

2.2 施工进度控制

为了促进工程能够按照设计好的进度展开，就需要及时规避掉各种影响因素，作为建设单位一方，要做到认真制定进度控制措施，其中包括组织措施、技术措施、 经济措施等。管道施工中经常遇到征地难协调、行政手续办理时间长等问题制约着工期进度，所以要提前谋划，对于穿跨越铁路、公路、河流等，要单独做好进度控制，统筹考虑专业施工单位的委托、管道套管等材料采购、专项方案编制、依法合规手续办理等问题，切实提高管道施工进度。进度控制的组织措施主要就是要建立工程进度报表制度，召开工程进度协调会议等等。在实际的管道工程管理实施过程之中，需要定期或者不定期地召开现场协调会议。要加强信息沟通渠道的作用，建立起完善的信息交流系统，保证施工现场出现问题的时候能够做到第一时间完成信息上传工作，之后采取相应的解决措施，尽可能保障施工的进度不受影响。

2.3 建设投资控制

对于现代以盈利为目的的建设项目来说，做好建设的投资控制工作非常重要。对于天然气管道的建设工作来说，因为其所需要的工程量十分巨大，施工过程中不可预见性较多，可能会产生大量的设计变更、签证，持续的工期也很长，所以，有必要做好投资控制工作。一是要做好图纸会审及设计交底，优化管道路由走向，缩减线路长度，减少穿跨越工程，节省工程投资；二是严格审核施工单位月度工程量报表，避免施工单位虚报工程量，造成多支付工程款；三是加强管道施工变更、签证管理，减少因变更、签证增加工程量，增加投资。另外，要充分考量到一切变量，结合现场实际以及相关的文件规定，对建设工程进行成本预估[5]。

3 管道保护技术

天然气管道的保护技术在天然气管道建设工程之中占据着非常重要的位置。因为我国的地府辽阔，土地面积十分广泛，土质条件不同，这样的情况下势必会严格要求管道的质量，必须要能够满足需要的强度、韧性以及焊接性能，所以，我国逐渐向着高自动化方向发展，逐渐转向大直径高压管道方向发展。那么为了保障管道质量合格，并且还能延长管道的使用寿命，做好对其的保护工作就尤为重要。

3.1 焊接技术

焊接作为管道建设施工过程之中十分重要的一个环节，质量必须要得到保障，其质量好坏将会直接影响到管道投用。能够决定焊接质量好坏的两个主要因素就是选用的焊接材料以及焊接工艺，所以，寻找更加合适有效的焊接材料，研发更有效的焊接工艺是提升焊接质量的主要措施。自动焊接的焊接过程成功做到了从人工控制转向为自动化科技控制，自动焊接需要的劳动力少，其劳动强度相较于之前下降了一定程度，并且自动焊接的焊缝相较于人工来说能够更加美观对称，焊接的效率也得到了很大的提升。

3.2 干燥技术

天然气管道之中不可避免会有水蒸气以及液态水的存在，这也是天然气管道壁遭受腐蚀的一大因素，所以要想确保管道能够处于安全的运行状态，延长管道的使用寿命，使用合适的干燥工艺做好干燥处理十分必要。尽管干燥的成本相对来说更高，但是其施工的周期却比较短，还能够有效地排除一些安全隐患[6]。

3.3 防腐技术

天然气管道的生命周期由管道材料决定，因施工建设中，部分完工管道，要进行埋地敷设，容易受到土壤腐蚀及杂散电流电化学腐蚀。经研究，当受保护的金属表面为阴极时，可以达到缓蚀效果，增加了安全系数。近年来，为对施工建设过程中天然气管道进行保护，临时采用牺牲阳极的电化学保护措施，有效避免管道施工过程中的腐蚀，延长了管道使用寿命[7]。

4 结语

综上所述，天然气管道的施工和保护工作是需要耗费大量精力的一项系统工程，较为复杂。天然气未来的发展趋势要专注于对厚壁、大口径以及数字化技术的研发攻克上，要不断地更新自身的技术水平。只要坚持不懈地投入到研发工作之中，努力进行相关内容知识的探索学习，未来我国的天然气管道保护技术以及施工管理技术一定会取得十分显著的应用成果，有效促进我国天然气关管道行业的蓬勃发展。