论天然气高压管道施工技术

张建英

摘要：笔者主要从实际天然气管道施工技术要点、天然气管道施工技术优化措施分析等几方面探讨了本文主题，旨在与广大同行共同探析。

关键词：天然气；管道施工；施工技术

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。

一、天然气长输管道的特点分析

一般来说，天然气长输管道大部分埋设于地下，受地形的限制少，占地少，运输量大，而且管道还可以缩短运输距离，确保密闭安全，输送受恶劣气候的影响小，无噪音，能够长期连续稳定运行，油气损耗小，对环境污染较少，易于实现远程集中监控，便于管理，现代化管道运输系统的自动化程度很高，劳动生产率高，能耗少，运费低。所以，管道运输是天然气输送的最优选择的，根据中国长输管道施工标准，我们将其施工流程分为：测量放线——征地扫线——运管——布管——管沟开挖——敷设轻型轨道——沿轨道发送管道段——组装焊接管道——管道探伤——地面检测等。

二、实际天然气管道施工技术要点

1.严格进行管道选线

在长输管道选线中，首先应严格执行国家、行业的规范和设计标准，同时还要遵守国家和地方的法律法规，确保管道长期安全可靠运行，贯彻安全第一的原则，在线路选择中优化比选，选择合理走向，消除不利因素。力求线路顺直，处理好与现有管线的关系，缩短线路长度，节省钢材成本投资，尽昔绕避施工难点以及地震活动断裂带等复杂地质状况。

2.冲刷地段的施工质量

对冲沟、河流直穿施工时，管线不加套管，在沿河流、冲沟敷设时，则应加钢套管进行保护，对于那些土质河床，管顶埋深深度应在河床冲刷深度1.0m以下，并用水泥沙浆进行封管处理，采用粒径大于300mm的片石来粗化河床，同时管沟回填时，应采用软土垫层，如果沟底或河床是基岩，两岸应设置水工保护护岸，应采用混凝土连续浇注封顶。

3.管道防腐技术

天然气管道防腐层的质量将会直接影响到管线运营的使用寿命和安全性，尤其是在那些人口较为密集的地区后，天然气高压管线的运营安全性更是至关重要，要合理地选用防腐材料，对于长输管道的补口处防腐，建议采用环氧树脂、辐射交联聚乙烯、热收缩带三层结构，底漆可使用无溶剂型环氧树脂底漆。

4.管道焊接技术

决定天然气长输管道使用寿命的三大主要因素是：管道在冲刷地段的施工质量、管道的防腐质量以及管道的焊接质量，其中最重要的就是管道的焊接质量，目前，自动焊焊接技术已经得到了广泛的运用，尤其是借助于电气和机械的焊接工艺使整个焊接过程实现自动化，自动焊主要优势是：焊接质量高并且稳定、经济性好、焊接速度快、对焊工的技术水平要求较低，但是，由于埋弧焊焊接过程的限制，固定管的自动焊接还是难以实现的。

5.严格控制管道干燥

在正式投产前，大多数天然气长输管道都要进行管道试压，目前，水试压最安全的也是比较常用的一种试压方式，但这种试压方法也为此后的管道运行留下了一定的安全隐患。在后期清管过程中，因为很难将管道内的积水清理干净，对长输管道而言，管道内部积水的危害极大，经常出现损坏或冰堵阀门附件的事故，给管道的运营带来极大的风险，因此，在天然气管道正式投运前，应严格按照国家标准《天然气管道试运行投产规范》对天然气长输管道进行干燥和脱水处理，使管道内空气湿度达到标准的要求，干燥处理应注重以下两点。

（1）深度除水

在水压试验、除水完成后，还需用清管列车或清管器进行深度除水，尤其是对于管段连头处，清管列车最好由一枚高密度泡沫清管器和两枚直板清管器组成，清管器的运行速度应尽量慢，最好控制在4km/h～8km/h以内，各清管器的间距设置为3km。

（2）管道干燥

在完成深度除水后，建议使用露点为-40℃的干空气对管道进行微正压吹扫，通过多次发射泡沫清管器，并利用泡沫清管器的吸水、机械效应进一步吸收管道中的残留水分，直至管道出口处的空气露点达到-20℃、泡沫清管器的增重已经很不明显时停止。

三、现阶段天然气工程管道施工技术存在的问题

1.焊接存有缺陷

焊接是天然气管道工程施工的重要部分，其质量的好坏直接关系着管道的运行安全。管道中的焊接存有问题不容易发现，且不易修复，很容易给管道的运行安全造成威胁。而影响焊接质量或导致焊接出现问题的主要是因为焊接方法不当和管口质量存有问题两个方面。如果在钢管运输过程中没能保护好管口，很容易造成管道局部变形，若采用强力装配的方式进行对口焊接，很可能会使焊缝内产生较高的安装残余应力，从而造成较大的应力集中，抗风力差。此外，如果焊接不当，将会使管道焊缝产生裂纹、焊瘤、夹渣、气孔和咬边等现象，不利于管道连续运行，严重影响管道质量安全。

2.防腐层补口与补伤不达标

防腐层补口与补伤质量的好坏直接关系着管道抗腐性能的高低，若补口、补伤质量较差，则会很容易导致管道出现腐蚀。目前天然气工程管道施工中经常存在防腐层补口、补伤表面粗糙度与粘接力不符合标准要求，很容易导致防腐能力不足或造成再次损坏等。有的在补口时没能严格按照规定与钢管已有的防腐层进行搭接，或存在搭接长度不够等现象。且补伤的面积也不能满足标准要求，直接影响管道抗腐蚀性能。

四、天然气管道施工技术优化措施分析

1.正确选取焊接材料与穿越方式

一方面，在天然气工程管道施工进行管材选用焊接材料时，应考虑母材的化学成分，并注重机械性能与使用条件。在进行同种钢材焊接时，选取焊接金属的机械性能与化学成分应与母材相当；而进行异种钢材焊接时，焊接材料应选用含合金较低一侧的钢材。选用的焊接材料应注重防潮、防雨、防霜以及油类侵蚀等，做好保护工作。另一方面，在进行穿越方式选择时，应注重根据工程管道施工需穿越江河的水面宽度、流量、流速以及河岸提防等情况，并结合河流形态、地质情况以及水文参数等，合理、正确地选取管道穿越方式，尤其对于施工工作量大的大型河流时，应尽量选用非开挖穿越方式。

2.优化管道焊接

现在管道焊接技术已经相对成熟，在进行天然气管道施工时，可以选择用下向焊技术，采用小间隙、大钝边的工艺参数，无论是焊缝宽度还是焊缝余高均要小于上向焊，并且焊接生产率要高出20％—40％，施工难度小受外界因素影响小，可以更好的控制其施工质量。选择此种焊接技术，每层焊道厚度一般在2mm左右，连续焊接，焊接接头少，焊缝成型美观，因此会有较少的焊缝，避免了因为焊缝过大而出现质量问题。

3.优化管道防腐

管道防腐施工效果决定了工程服务年限，同时也影响了管线运行的安全性，尤其是对于进入到人口密集区后，安全性是必须要得到重视的问题。在对防腐施工技术进行优化时，首先需要选择合适的防腐材料，如环氧树脂、辐射交联聚乙烯热收缩带等。并且要重点做好补口部位处理，常见的有喷砂除锈技术来对管道表面进行处理，确保处理效果满足专业要求，然后用火焰加热器对补口部位进行预热处理，在达到规定预热温度后对其进行后续施工，来确保满足专业施工要求。

结语

天然气管道工程施工虽然有更多新型技术被应用到其中，但是经常会因为各种因素的限制，导致工程出现质量问题，为提高其运行效果与安全性，必须要从实际情况出发，基于施工特点，对存在的不足进行分析，来选择合适的技术进行优化。

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