????????????????? 才開始在北京市的燃氣管道上使用，且價格偏高，但隨著塑化瀝青防蝕帶的大面積推廣使用，其價格會適當降低，而且其施工受環境溫度影響較小，己成為常用防腐方式的一種。無機富鋅+環氧煤瀝青是隨著華北油田進京天然氣復線工程進入燃氣工程應用領域的。主要用于1.0MPa高壓管線。原因是當時燃氣管道的陰極保護得到重視，但實施管道陰極保護需要設置一定數量的檢測樁，而在城區交通干道上設置檢測樁(地上或地下)有一定的難度，并且，基于當時工程技術人員陰極保護理論水平的限制，工程工期又緊，所以采用無機富鋅底漆做為管道雙重保護的一種措施。而且，在當時條件下，對采用犧牲陽極或外加電流的陰極保護方案，從運行管理方面能否得到預期保護效果的疑慮，也是采用無機富鋅底漆的原因之一。實際上，采用無機富鋅做為金屬的防蝕保護措施是有其適用環境、條件和局限性的，對于埋地管道的長效保護，尤其是做為雙重保護措施，采用無機富鋅并非為一種好的選擇。單層熔結環氧粉末噴涂防腐技術是目前國際上公認的高效防腐方式之一。該技術九十年代初在北京液化石油氣三油線上首次使用(埋地和架空)，從多年運行情況看效果良好。該防腐方式采用機械化、半自動化流水線作業，原料及作業工藝易于控制，有一套完整的管道附件和補口、補傷工藝方案和一套完整的質量保障體系，性能指標遠優于其他常用方式，尤其采用雙重保護時更顯其優越性，而且價格適中。通過慎重分析，并與常規外防腐方式進行對比和研討，我們決定在本超高壓、大口徑天然氣干線工程設計中使用這種機械化、工廠化、高質量、高速度、中等成本的防腐技術，同時為保證粉末涂層的噴涂質量，環氧粉末指定采用美國3M公司產品。選定了一種好的防腐方式并不就等于選擇了好的防腐工程質量。每種防腐涂料都有其優缺點，但它們有一個共同特點，就是對埋地管道給予保護。而它們對管道的保護效果又取決于從選料至管槽回填的各個工序質量。如果在各個階段均按照標準、規范的要求進行，那么無論哪種外防腐層、哪種陰極保護方案，都會對埋地管道起到應有的保護作用。相反，不論多么優質的涂料，多么先進的防腐手段，花費多高的投入，也不能確保對埋地管道起到應有的保護作用。只有在各個工序質量控制過程中以認真、求實、科學的工作態度，嚴格執行質量標準，才能確保防腐工程質量。環氧粉末噴涂防腐方式中，涂層質量的三個關鍵指標就是附著力、厚度和電火花檢測。這三個指標也正是我院設計人員在涂層質量跟蹤工作中的重點。在粉末質量保證的前提下，涂層的附著力主要取決于鋼管表面的除油、除銹及除塵質量和錨紋情況。這與鋼管的原始狀態，除銹用料的選擇和更換頻度又有直接關系。環氧粉末用料的多少則直接決定著該防腐方式的經濟性。在涂層設計厚度確定的前提下，實際涂層薄，達不到設計要求；實際涂層厚，又造成不必要的浪費。[!--empirenews.page--]例如，在管材防腐過程中，曾因環氧粉末貨運周期與工程周期沖突，指定的美國3M環氧粉末一時斷貨，為確保工程進度，防腐廠經設計單位及甲方同意臨時調換了另外一個廠家的環氧粉末。在工程質量巡查過程中，我們加大了對更換環氧粉末的管材防腐涂層的檢查力度，及時發現了涂層的附著力問題。經過分析討論，認為關鍵問題之一就是鋼管表面涂有防銹底漆，該問題起初并未引起防腐廠足夠的重視，除油效果不好，同時拋丸除銹用鋼砂又造成連鎖負效應，使不帶底漆的鋼管造成污染。由此引起幾十根防腐好的鋼管重新返工。加強鋼管除油工作，又徹底更換了鋼砂之后，附著力問題得到徹底解決。該問題的及時糾正，雖然造成幾十根鋼管重新防腐，但卻減少了工程事故隱患，確保了防腐涂層的質量。再如，由于管材為螺旋縫管，螺旋焊縫根部在拋丸除銹時就不容易達到質量要求，進而影響防腐涂層質量。我院設計人員在防腐廠發現該問題后，及時反饋給工廠技術人員，改進了鋼砂的選料和配比后，不但圓滿解決了螺旋焊縫根部的除銹問題，而且，新選鋼砂由于使用壽命增加，同時也降低了除銹成本。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 還有，如防腐涂層火花檢測標準問題，為了嚴格監督粉末質量、噴涂工藝質量、噴涂厚度以及施工過程中人為因素產生的破損問題，在質量保證、規范允許的范圍內，通過實踐、總結、再實踐、再總結，提出了正常管段5000V、現場補口10000V的火花檢測標準，并在后續同類工程使用至今。②帶狀鎂陽極的應用本工程首次在城鎮天然氣管道電保護系統設計中引入了帶狀鎂陽極。由于本工程的重要性，在工程設計的各個環節，都要精心細致。過去，在頂管穿跨越工程中，由于套管的屏蔽作用，套管內的管段除了工藝上采用加厚管壁、提高防腐等級等措施外，在電保護系統設計上并無更好的措施。另外，在犧牲陽極陰極保護系統中，陽極的埋設位置及深度有一定的要求，同時，陽極周圍也應有一個較好的導電環境。在本工程的穿山段，管道是敷設在采用爆破方式炸出的石頭管槽中的，如果仍舊采用塊狀犧牲陽極陰極保護方式，開挖陽極坑將非常困難，而且由于石頭地質的導電環境較差，管道的陰極保護效果也不會十分理想。為了解決上述兩個問題，我們查閱了大量的工程技術資料，拜訪了多位學術界和工程應用領域的防腐專家及工程技術人員，并進行了多次技術調研和研討，最終選擇了帶狀鎂陽極，并在一些專家的幫助下，進行了敷設方式和用量的選擇、計算和設計。從而解決了套管內和惡劣工程地質環境中燃氣管道的陰極保護問題。該工程竣工后的測試資料表明，采用帶狀鎂陽極完全達到了設計初衷，也為同類工程提供了切實可行的參考方案。③直埋絕緣接頭的選取和布置絕緣是埋地管道電保護系統中一項常規且重要的技術。沒有絕緣，就沒有電保護。過去，陰極保護的電絕緣一般是采用絕緣法蘭。而絕緣法蘭在絕緣性能、日常維護等方面有許多局限性，而且需要砌筑專用維護井。我們通過對國內外絕緣裝置的性能、價格、施工和運行管理等方面的分析和比較，認為直埋絕緣接頭絕緣可靠性高、密封性能好、設計有防爆、防雷擊的放電火花間隙、施工簡單、各種性能均優于絕緣法蘭，而且綜合費用低，性能價格比高。因此，我們在國內城鎮燃氣系統首次確定和選用了德國大口徑、超高壓、整體直埋絕緣接頭專利產品，代替常規采用的安裝于地下小室內的絕緣法蘭，既提高了天然氣管道的電保護效果，又減少了占地，方便了管道電[!--empirenews.page--]上一頁[1][2][3][4][5]下一頁?????????????????? 保護系統的運行管理。自此開始，北京市燃氣系統大量采用直埋絕緣接頭。電保護系統設計中，絕緣裝置一般布置在管線的起、終點及分支口處。本高壓管線工程中，電保護系統的設計根據管道沿線的土壤腐蝕性調研和地質情況，將管道沿線土壤腐蝕環境分為幾個典型地段，在干線上增設了多個分段絕緣接頭，把穿山及長距離與河流伴行等特殊地段的管段與其他管段實行電絕緣，以防止不同土壤腐蝕環境相互影響和由于工程地質不同造成的宏觀電池腐蝕。(4)焊接與檢驗過去，城鎮燃氣輸配系統的設計壓力最高為0．8Mpa，鋼管管材大多選用碳素鋼，鋼管壁厚也是按照慣用壁厚系列選取，其強度遠高于管道強度計算結果。焊接工藝屬于常規工藝，焊縫的檢驗要求也比較低，抽檢比例不低于5％(城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范CJJ33-89中規定，當設計文件無規定時，抽檢數量應不少于焊縫總數的15％)、質量不低于Ⅲ級即可，除非設計文件另有特殊要求。隨著城鎮燃氣輸配系統設計壓力的提高，管材的選用已經發生了較大的變化，開始采用高強低合金鋼，焊接材料的選用也因管材的改變而改變，燃氣管網系統的安全性要求也更加突出，過去的老一套做法已不再適用。針對超高壓天然氣管道的焊接要求，《輸氣管道工程設計規范》明確規定，除設計文件應標明管道和管道附件母材及焊接材料的規格、焊縫和焊接接頭型式，提出焊接方法、焊前預熱、焊后熱處理及焊接檢驗等明確要求外，對施工單位也應提出具體要求。施工單位在工程開工前應根據設計文件的要求，進行焊接工藝試驗，并根據焊接工藝試驗結果編制焊接工藝說明書。針對城鎮燃氣輸配系統中的管道，應按四級地區考慮，焊縫無損探傷檢驗數量和質量等級為：用射線照像檢驗時，應對每個焊工當天完成的全部焊縫中任意選取不少于75％的焊縫進行全周長檢驗。對于管道壁厚大于或等于8mm的焊件，也可先用超聲波探傷儀對所有焊縫進行全周長100％檢驗，然后再用射線照像對所選取的焊縫全周長進行復驗，其復驗數量為每個焊工當天完成的全部焊縫中任意選取不少于20％的焊縫。管道穿越水域、公路、鐵路的管道焊縫以及未經試壓的管道碰口焊縫，均應進行100％的射線照像檢驗。用超聲波探傷檢驗的焊縫，其質量的驗收標準應按現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》執行，I級為合格。用射線照像檢驗的焊縫，其質量的驗收標準應按現行國家標準《鋼熔化焊對接接頭射線照像和質量分級》執行，Ⅱ級為合格。設計文件中采用射線照像檢驗還是超聲波探傷加射線照像復驗則要取決于管道壁厚、工期以及兩種檢驗方式的質量和速度。陜京市內工程由于施工周期要求緊迫，而采用X射線照像時需要的時間長，因此我們采用了100％超聲波探傷，加任意抽取全部焊縫的20％進行復驗的方式。對管線穿越鐵路、河流、大砂坑及重要交通干道等特殊地段的管道焊縫以及未經試壓的管道碰口焊縫則采用100％的射線照像檢驗，而且對未經試壓的管道碰口焊縫要求工級為合格。[!--empirenews.page--]近一年來，隨著Y射線源照像裝置的引進，射線照像檢驗所需的時間減短，其檢驗結果的可信度又高于現場定級的超聲波探傷方式，工程又開始采用純射線照像檢驗方式。(5) 壓力試驗管道的壓力試驗包括強度試驗和嚴密性試驗。《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范))CJJ33-89(適用壓力不大于0．8MPa)中規定，燃氣管道的壓力試驗介質宜采用壓縮空氣。燃氣管道的強度試驗壓力應為設計壓力的1．5倍，嚴密性試驗的試驗壓力應為設計壓力的1．15倍。《輸氣管道工程設計規范))GB50251-94則根據地區分級，規定四級地區管道的強度試驗應采用水作為試驗介質，試驗壓力不應小于設計壓力的1．5倍；嚴密性試驗用氣體作為試驗介質時，其試驗壓力應為設計壓力。《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB50235-97對壓力試驗的規定則為：壓力試驗應以液體為試驗介，當管道的設計壓力小于或等于0．6MPa時，也可采用氣體為試驗介質，但應采取有效的安全措施。當管道的設計壓力大于0．6MPa時，必須有設計文件規定或經建設單位同意，方可用氣體進行壓力試驗。氣壓試驗的試驗壓力應為設計壓力的1．15倍。輸送可燃流體的管道必須進行泄露性試驗，泄露。性試驗的試驗介質宜采用空氣，泄露性試驗壓力應為設計壓力。從以上幾個正在執行中的國標、行標的規定中可以看出，由于編制時間不同，應用的范圍不同，對燃氣管道壓力試驗的要求也不盡相同。針對城鎮燃氣管道系統的壓力試驗，尤其是超高壓天然氣管道的壓力試驗，則應在執行國家標準、行業標準的同時，必須認真考慮壓力試驗的安全性、試驗介質的來源與排放、試驗介質對燃氣輸配系統的影響等因素。城市天然氣供應絕大多數輸送的是干天然氣，燃氣輸配系統也是按照干天然氣進行設計的。由于城市道路下市政管道多，管網綜合以有壓讓無壓為原則，燃氣管道的縱斷布置比較復雜。若采用水作為壓力試驗介質，壓力試驗完成后，如何徹底地將水排除必然成為一個新的問題。如果水排除不干凈，勢必會對今后燃氣輸配系統的運行帶來麻煩。因此，在北京市引進陜甘寧天然氣市內工程中，在征求建設單位同意、并且建設單位進行具體操作試驗的基礎上，我們在設計文件中規定，強度試驗采用空氣或惰性氣體為試驗介質，但必須采取有效的安全措施，并應報請主管部門批準。氣壓試驗的試驗壓力應為設計壓力的1．15倍。嚴密性試驗用空氣作為試驗介質，其試驗壓力應為設計壓力。4 結束語對于城鎮超高壓天然氣管道的設計，由于工程設計的全新性，許多技術方案和措施有待實踐檢驗，有些技術問題需要在實踐中摸索、總結和提高，既要堅持設計質量的要求，又要滿足施工的需要，同時還要考慮節省工程投資。為此，我院設計人員把工程設計工作延續到了從鋼管在防腐廠防腐到施工現場管溝回填的全部過程，實施24小時的配合和服務，質量第一，服務第一。除前面所述的一些例子外，還有大量的實例。比如我們在跟蹤鋼管防腐質量時發現了個別管材表面的質量問題，在跟蹤彎管防腐質量時發現了彎管加工中存在的質量問題，又如在施工現場發現極個別管子防腐涂層厚度不勻問題，在電保護工程的質量跟蹤過程中我們發現，由于對管道實施陰極保護而對管道防腐涂層的破壞沒有得到較好的恢復，還有在運輸和管溝回填過程中施工人員不注意管道防腐層的保護問題等。所有這些問題，都需[!--empirenews.page--]上一頁[1][2]&nb????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? sp;[3][4][5]下一頁?????????????????? 要設計人員以高度的責任心、質量意識和主人翁精神去跟蹤、反饋和解決。也只有這樣，才能使“以控制管道自身的安全性為原則”的原則落到實處，才能確實保證工程的設計質量和工程質量。北京市引進陜甘寧天然氣市內工程高壓管線工程97年已陸續經竣工投運，參加驗收的各方都對本工程的質量表示滿意和放心，這當然離不開各施工隊伍的辛勤勞動，離不開各單位、各部門之間的團結、協作，我們認為，這其中必然也包含著我院設計人員的精心設計、全程服務、質量意識、創優意識、節約和創新精神。 通過幾年來城鎮超高壓天然氣管線工程的設計實踐，我們積累了一定的設計經驗，也鍛煉和培養了一支敢打敢拼、技術過硬的設計隊伍，但畢竟城鎮超高壓天然氣工程的設計工作剛剛起步，有許多課題需要去深入研究和解決。比如城鎮超高壓天然氣管道的水力計算問題、應力計算問題、壓力試驗過程中管道的加固問題、管線通過不良工程地質地段的穩管防護措施問題等。在工程配合和質量跟蹤過程中，還會有一些新的問題出現。但是我們相信，解決超高壓天然氣工程的質量問題和安全性問題，只要能夠參照和執行“以控制管道自身的安全性為原則”的原則，許多棘手的工程實際問題將迎刃而解。
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