浅析输气管道工程线路方案的优化

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摘要：在输气管道工程施工中，一方面管道通过的区域地形往往较为复杂；另一方面管道设计的时间一般较仓促，且设计之后报批的时间又长。因此，技术人员在施工前就必须根据现场的实际情况来对输气管道工程线路的方案进行优化，以此来顺利地完成工程的施工。本文浅要地分析和探讨了对于输气管道工程线路方案中各主要工序的实施与优化。

关键词：输气管道工程；线路；方案优化 一、引言 在输气管道工程施工中，一方面管道通过的区域地形往往较为复杂，包括了水田、山区、沙漠、沼泽、黄土塬台地等；另一方面因为管道设计的时间一般较仓促，且设计之后报批的时间又长，造成一部分管道的线路被已先行施工的电力、水利、安居、交通等设施占用，而另一部分管道的线路也因原地貌已被破坏导致影响了其顺利地施工。因此，技术人员在施工前就必须根据现场的实际情况来对输气管道工程线路的方案进行优化，以保证施工的工期，降低工程的成本，保障管道的安全，以此来顺利地完成工程的施工。下文浅要地分析和探讨了对于输气管道工程线路方案中各主要工序的实施与优化。 二、管道敷设的优化 1、当管线通过梯田、遂道、河流时，除河流采用管箱跨越外，管道均埋地敷设。最小埋深1m。管线在转弯处采用弧线过渡。弯管采用冷弯制作，曲率半径大于等于30D（D为管道外径），有缝管焊缝应避开受拉(压)区，弯管壁厚减薄率不超过10%，椭圆率不超过2%。弯管表面应无裂纹、分层、重皮、过烧等缺陷，且过渡圆滑、表面光洁。弯管两端宜有2m左右的直管段。在公路穿越处，管道外设加大2#的保护套管。管道穿越河流时外设混凝土管箱，管箱内管道上下100mm填细土或细砂。保护套管与管道间应用绝缘材料密封。 2、管道与其它管线交叉敷设时，在管道交叉点向两侧各延伸10m的管段上做特加强级防腐或在管道交叉点向两侧各延伸10m加设PE保护套管，以避免两个系统相互干扰。管道与电缆交叉敷设时，相互间的净垂直间距不应小于0.5m，并在管道交叉点向两侧各延伸10m加设PE保护套管，以避免两个系统相互干扰。 3、管道吊索上的管道采用50mm厚岩棉隔热，保护层为0.8mm厚镀锌铁皮。管道沿线应设置里程桩、转角桩、阴极保护测试桩和警示牌等永久性标志。里程桩设置间距为150m。管道穿越河流、公路等处，应在穿越处两侧设置警示牌。管沟开挖时沟底宽度及管沟边坡坡度应按规范要求执行。管沟回填作业也应符合规范的规定。 三、管道焊接的优化 1、焊工必须通过资格考试，具有焊工资格证书，才能焊接管道。管道焊接采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面，焊条选用E6015D1，并应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117，氩弧焊丝选用H10MnSi，并应符合现行国家标准GB/T14957，并具有出厂合格证书，药皮不得脱落或明显裂纹，焊条按说明书的要求进行烘烤，并在使用中保持干燥。 2、管道对接焊口采用V型坡口，焊口组对前应检查坡口质量，尺寸及角度应符合要求，表面不得有裂纹、夹层等缺陷。焊接前清理焊口的内外表面，在20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其它对焊接有害的物质。管道内部焊瘤高度不得超过1.6mm。焊接前要编制严格、细致、可靠的焊接工艺说明。 3、管道焊缝的外观检验质量应符合规范GB50236-98的规定；管道对接焊缝应进行100%的焊缝全周长探伤检验，其质量等级不低于Ⅱ级。焊缝探伤发现不合格的需根据规范GB50236-98的规定进行处理。 四、管道防腐的优化 1、埋地钢管道需进行防腐处理，防腐等级为：3PE(加强级)。防腐层的施工、检验按规范《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T 0413-2002执行。管道接头、弯管的防腐应在管道压力试验合格后进行，防腐前必须将钢管表面去污、除锈，接口处应无焊瘤和毛刺，表面处理等级为St2。 2、通常可采用强制电流阴极保护法。阴极保护电源设备放置在专用的阴极保护间内。辅助阳极采用浅埋高硅铸铁阳极，埋设在站外潮湿、低洼处，距离管道的垂直距离≥100m。管道进出站需设绝缘法兰或绝缘接头，在绝缘接头的外侧设置汇流点，汇流点附近设长效参比电极。为了监测管道沿线的保护情况，需在管道上每隔一定距离设置电位测试桩和电流测试桩。为了保护绝缘接头的安全运行，在其旁边设锌接地电池。 3、在管线两头设置两个阴极保护系统，建两座阴极保护间，每个系统配置两台KT-1系列恒电位仪和一台控制台，恒电位仪一用一备，当其中一台恒电位仪出现故障后控制台自动实现切换。采用高硅铸铁浅埋阳极地床，每个地床由20支预包装式高硅铸铁阳极组成。阳极地床位置与管道垂直距离不小于100米，地上设置标志桩，标明阳极地床的位置，长度和方向。阳极地床主电缆电缆采用VV－1KV／1×25mm2电缆，阳极所带电缆采用VV－1KV／1×10mm。每个阴极保护系统配制一个控制参比电极，参比电极所带电缆和阳极电缆一起进阴极保护间接到恒电位仪的“参比电极”，作为阴极保护系统的控制参比使用。每公里设置一个测试桩，测试管道保护电位。测试线采用VV－1KV／1×6mm2。 采用电缆VV－1KV／1×25mm2作为阴极电缆，VV－1KV／1×6mm2作为零位接阴电缆，与管道铝热焊接后接到恒电位仪的“零位接阴”。电位测试桩每1000m设置一个；电流测试桩每5000m设置一个；绝缘接头测试桩，每一绝缘连接处设置一个；系统的安装、调试应按规范《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T 0036-2000执行。 五、试验及清管的优化 1、管道安装完毕后须进行强度试验，检验前应用清管设施进行清管。试压用压力表须经校验，并在有效期内，精度应不低于1.5级，表盘直径不得小于150mm，表的量程应为被测压力（最大值）的1.5～2倍。压力表应不少于两块，分别置于管道两端。穿越一二级公路、大中型水域的管段应按规范要求单独试压，合格后再与相临管线连接。试压介质应采用洁净水。管道可分段进行试压，各分界点现场施工时根据实际地形确定；强度试验压力为设计内压力的1.25倍，气密性试验压力等于设计内压力的1.1倍。分段试压合格的管道相互连接的碰死口焊缝，必须按规范要求进行100%射线探伤检验，全线接通后可不再进行试压。 2、管道在压力试验合格后进行吹扫，介质为压缩空气，吹扫速度不小于20m/s。吹扫过程中，当目测排气无咽尘时，在排气口设置贴白布或涂白漆的木制靶板检验，5min内靶板上无铁锈、尘土、水分及其它杂质为合格。 参考文献： [1] 智枚鸿. 太原市天然气利用工程管道线路地质问题及防治措施探讨[J]．城市勘测，2007(10)． [2] 陈兵辉.刘学武. 长输管道工程线路优化的思路和原则[J]．石油工程建设，2009(04). [3] 施纪卫.冯琦.杨英.顾伯通. 天然气长输管道与高压送电线路设施靠近段的安全措施分析[J]. 天然气与石油，2006(04). [4] 陈坤明.汪玉春.吴华丽.郭怡.曹军. 长输管道线路优选评价研究[J]．油气田地面工程，2008(09). [5] 张蕾.张东臣. 管道线路优化中的环境问题[J]. 油气田环境保护，2001(01). [6] 王洪彬. 川气东送管道线路工程观音盘1#、2#隧道穿越施工技术[J]. 中国新技术新产品，2009(10).