燃气管道工程的施工技术及质量控制

来源:四川燃气 更新时间:2016-07-28 阅读:56

  • 攀枝花市煤气总公司  董树琼

          【摘  要】:燃气工程质量直接关系到国家和人民群众的生命财产安全,也关系到燃气企业的生存和发展,必须牢固树立“百年大计、质量第一”的意识。建立工程施工质量管理体系,把质量管理摆在工程建设中的首要位置。提高燃气管道工程的施工技术水平,严格控制管材、沟槽、防腐、焊接、敷设、试验、竣工验收及投产等关键环节,形成一套完整的质量控制标准,对施工的全过程进行跟踪检查和质量把关,确保燃气管道工程质量。
      【关键词】:燃气  管道工程  施工技术  质量控制
      前言:燃气管道工程不同于一般工程,先天不足会给后期运行、维护、使用带来很多不安全因素,也会大大增加管道的维护和抢修工作量。因此,对燃气工程项目要严格地、仔细地、逐一地进行检查验收。首先要严格审查施工单位的资质,城镇燃气输配工程施工的单位,必须具有与工程规模相适应的施工资质;要重点审查施工单位是否具有管道燃气工程的施工能力,同时应综合考核施工企业的建设业绩、人员素质、管理水平、技术装备和企业信誉等,为工程质量打下良好的基础。其次是工程施工必须按设计文件进行,如发现施工图有误或燃气设施的设置不能满足现行国家标准、规范的要求时,不得自行更改、应及时向建设单位和设计单位提出变更要求,修改设计或材料代用应经原设计部门同意。确保施工质量以及施工和验收标准的贯彻执行不走样,否则,稍有疏忽就可能留下安全隐患,造成燃气中毒、火灾、爆炸等事故。
            一、管材的选用
            根据《城镇燃气设计规范》GB50028—2006第6.3.1的规定,中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管。由于攀枝花市是地震设防烈度为7度以上的地区,考虑到管道所承受的地震荷载及输送的是较大压力的有毒、易燃、易爆气体,任何程度的泄漏和管道断裂将会导致爆炸、火灾、人身伤亡和环境污染,造成重大损失。所以,攀枝花市的室外燃气管道工程中,一般选用的是钢管,如焊接钢管、镀锌钢管和无缝钢管等坚固耐用的材料,确保达到《城镇燃气技术规范》要求燃气管道的设计使用年限不应小于30年。管材应分别符合现行的国家标准《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091和《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163的规定。首先,核对钢管质量证明书是否与实物相符;其次,检查材料的外部质量和几何尺寸是否满足设计图纸要求,即外观有无损伤,管子表面应光滑、无裂纹、夹渣、重皮、锈蚀和凹陷,钢管外径的偏差不得超过允许值;最后,检查和抽样复检燃气钢管的化学成分(碳C、硅Si、锰Mn、磷P、硫S)、力学工艺性能(抗拉强度、断后伸长率、压扁试验、屈服强度)、耐腐蚀、抗震以及气密性能等是否满足规范要求;我市钢管的选用要根据焦炉煤气的性质及中低压管道压力等级的要求来确定,煤气管道内腐蚀相当严重,部份管道又埋设在公路的慢车道上,交通荷载较大等,根据具体情况进行综合考虑后,依照长期规划和市区管网水力计算以及现在的煤气供应状况,确定管道的管径和壁厚。加强对室外燃气工程的材料、设备及管道组成件进场的检验工作,对提高工程质量非常必要,当对产品的质量或产品合格文件有疑义时,应在监理(建设)单位人员的见证下,由相关单位按产品检验标准分类抽样检验,凡不合格者严禁使用。
          二、管沟开挖
          管道沟槽应按设计规定的平面位置和标高开挖。当采用人工开挖且无地下水时,槽底预留值宜为0.05—0.10m。在施工放线过程中如有变更,必须先办好设计变更手续。混凝土路面和沥青路面的开挖应使用切割机切割。沟底遇有废弃构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时必须清除,并应铺一层厚度不小于0.15m的砂土或素土,找平压实至设计标高。一般情况下,管道应敷设在原土层上,凡可能引起管道不均匀沉降的地段,其基础应进行处理。在管沟较低部位,应有临时排水设施,及时清除沟内积水。管沟的沟底形成后,沟底应当平直,变坡点位置要正确。为方便施工及市容整洁,挖出的土或石头要堆放在便于外运的地方,且沟边必须留出300mm宽的安全距离。沟槽一侧或两侧临时堆土位置和高度不得影响边坡的隐定性和管道安装,堆土前应对消火栓、雨水口等设施进行保护。采用人工挖掘管沟时,沟底比管材的公称直径加宽500mm左右。管沟的坡度(分别坡向接点干管或新开挖管沟的最低点凝水缸处)清理后必须大于0.003。在沿车行道、人行道施工时,应在管沟沿线设置安全护栏,并应设置明显的警示标志,夜间应设置红色信号灯,以免机动车辆及行人坠入沟内,造成伤亡事故。
          三、燃气管道的防腐
            焦炉煤气中的有害物质如硫化氢H2S、二氧化碳CO2、氨NH3、苯酚C6H5OH等易溶解于水中,对管道的内壁腐蚀相当严重。管道的外壁常常因为土壤的酸碱性、电化学腐蚀等而减少管道的使用寿命,因此,我们对管道的防腐设计应按照国家现行标准《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ95—2003和《埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准》SY/T0420执行。通常我们采用的是石油沥青防腐绝缘层防腐,有加强级和特加强级防腐两种方法,特加强级防腐层必须是五油四布再加外保护层,总厚度必须≥7mm。在防腐前应将管子表面的铁锈、污物、防锈油等彻底清除干净,可采用人工除锈、机械除锈、喷砂除锈和酸洗除锈等方法清除金属材料表面,直至管壁露出金属光泽及本色为合格。经除锈后的管子表面应干燥无水分、无尘土等,才能涂底漆,底漆涂刷应均匀、无气泡、凝块、流痕、空白等缺陷。熔化沥青时应脱净水、不含杂质。三项指标(针入度、延度、软化度)合格。熬制沥青温度一般为200℃左右,最高不得超过240℃。防腐绝缘层的涂敷,涂料应按配合比配合制作,涂刷应均匀,不得漏涂,待上一层涂料全干后才能涂刷下一层涂料。无论涂刷底漆或涂沥青绝缘防腐层均不得在有雾、下雨、下雪时露天进行防腐作业。管子两端按管径预留出一定长度不浇涂沥青,作为现场焊接后补口用,预留头的各层沥青应作成阶梯接茬。外保护层包扎时应紧密适度,无折皱、无脱壳等现象,压力应均匀。
          四、燃气管道的敷设
            地下燃气管道与建(构)筑物基础或相邻管道之间的最小水平和垂直净距,要满足《城镇燃气设计规范》GB50028—2006中表6.3.3—1和表6.3.3—2的规定。规范特别注明“如受地形限制布置有困难,而又无法解决时,可与有关部门协商,采取行之有效的防护措施,表6、3、3—1和表6.3.3—2规定的净距均可适当缩小。”通常在煤气中低压管道施工中,尽量按国家规范执行,但有些工程受地形、已敷设管道的限制,很难满足规范要求的安全距离,就只能采取“行之有效的防护措施”:(1)当地下燃气管道与其他相邻管道的净距不够时,在管线不长的情况下,燃气管道外做加大两个管径的套管并用柔性的防腐、防水材料封口密实;当管线较长时,在征得用户同意后做架空明管或做隔气沟,采取MU10砖M7.5水泥砂浆砌120隔墙,并两面水泥抹面,沟内夯实回填。(2)当地下燃气管道与管沟净距不够时,在征得用户同意后,将管沟回填废弃,使管沟内管道变为直埋管,如管沟无法废弃,则将管沟墙用1:2水泥沙浆勾缝,并用1:3及1:2水泥砂浆两面抹面两遍,抹面厚度超过25mm,最后用热沥青烫面,厚度>2mm。(3)对地下煤气管道与建(构)筑物净距不够的通常采用架空明管,对与地基发生冲突的,还可采取减少埋深的方法来满足规范要求。因为,对房屋建筑而言,当煤气管道泄漏时,距离越远,煤气越不易窜入室内,可避免室内发生窒息、中毒、燃烧、爆炸等事故。当煤气管道因泄漏而在室外发生燃烧或爆炸事故时,距离房屋建筑越远,涉及范围及损坏就越小。对于其它管道或构筑物而言,满足《城镇燃气设计规范》GB50028表6.3.3—1和表6.3.3—2的规定,可以保证检修方便,减轻事故的波及影响;可以防止或减轻电化学腐蚀对燃气管道的损害;可以防止和减轻施工时对植物根系的伤害及施工后植物根系对管道热沥青防腐绝缘层的破坏等等。但仅依靠《城镇燃气设计规范》GB50028中表6.3.3—1和表6.3.3—2要求的距离是不够的,而且也是不可靠的,主要是燃气泄漏发生燃烧或爆炸事故,决不是几米的距离就能减轻损坏或波及作用,需要从安全措施方面考虑,如加强技术要求,提高工程质量,才是解决安全隐患的根本办法。
            输送煤气的管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.003。管道坡向应遵循小口径管坡向大口径管,支管坡向干管的规定,并应尽量适应道路或地面的变化。
            地下燃气管道上的检测管、凝水缸的排水管、水封阀和阀门,均应设置护罩或护井。
          五、燃气管道的焊接和安装
            燃气钢质管道除自身的质量外,焊接质量是燃气管道工程中最重要的工序,通常采用的是手工电弧焊技术。焊接前,焊工必须详细了解焊接材料的性能和焊接工艺,阅读有关文件、图纸及工艺要求;焊接时,坡口必须清洁,无油污、浮锈等,管段组焊时,不得强力组合。不应在管道焊缝上开孔。管道开孔边缘与管道焊缝的间距不应小于100mm,当无法避开时,应对以开孔中心为圆心,1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的全部焊缝进行100%射线照相检测,亦不得在弯头处开口接管,两根管子对接时,螺旋焊缝要错开,其间距不小于150mm,管支架不能支在焊口上。所有焊口均应进行外观检查,其质量不得低于《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236Ⅲ级质量要求:如表面成型良好,焊口加强高度为2mm,焊缝宽度比坡口宽出2—3mm,咬边深度不大于0.5mm,每条焊缝均应焊透,且不得有裂纹、砂眼、气孔、夹渣、焊瘤等焊接缺陷。焊缝外观检查合格后,焊缝内部质量应按现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236的规定执行。焊缝的抽样检验应符合下列要求:
            (一)管道内部质量的无损探伤数量,应按设计规定执行,当设计无规定时,抽查数量不应少于焊缝总数的15%,且每个焊工不应少于一个焊缝。抽查时,应侧重抽查固定焊口。
            (二)对穿越或跨越铁路、公路、河流、桥梁、有轨电车及敷设在套管内的管道环向焊缝,分段试验合格的管段相互连接的焊缝,试验后连接碰口的管道焊缝必须进行100%的射线照相检验。
            (三)当抽样检验的焊缝全部合格时,则此次抽样所代表的该批焊缝应为全部合格:当抽样检验出现不合格时,对不合格焊缝返修后,应按相关规定扩大检验。
            套管、凝水缸可集中下料、编号、防腐(加强级),然后按编号运至工地安装。管道在安装过程中,必须随时清扫管堂,并保持已组装管道内部的清洁,下班前应将敞口用δ2左右的钢板临时点焊加堵,以防杂物或野生动物进入管内。
          六、吹扫、试验、验收
            管道安装完毕后依次进行管道吹扫、强度试验和严密性试验。
            (一)吹扫与试验的介质宜采用压缩空气。管道安装完成经外观检查合格后,首先对管道进行吹扫。管道吹扫应符合下列要求:应按主管、支管、庭院管的顺序进行吹扫,吹扫出的脏物不得进入已合格的管道。吹扫管段的调压器、阀门、孔板、过滤网、燃气表等设备不应参与吹扫,待吹扫合格后再安装复位。吹扫口应设在开阔地段并加固,吹扫时应设安全区域,吹扫出口前方严禁站人。吹扫时的最高压力不得超过管道的设计压力,且不应大于0.3MPa。介质在管内实际流速不低于20m/s。每次吹扫管道不宜过长,一般不宜超过500m。吹扫宜使用爆破吹扫法反复进行数次,听不见管道内有杂质的碰撞声和流水声。当目测排气无烟尘时,应在排气口设置白布或涂白漆木靶板检验,5分钟内靶上无铁锈、焊渣、尘土等其他杂质为合格。
      (二)燃气管道进行试验前应具备下列条件:试验用的压力计及温度记录仪应在校验有效期内。试验用压力计的量程应为试验压力的1.5—2倍,其精度不得低于1.5级。管道应分段进行压力试验,试验管段的最大长度不得超过1000m。各管段上的阀门不参加试验,应处于开启状态,有阀门的管段可以阀门为界,在法兰处加设盲板分段进行试验。强度试验前埋地管道回填土宜回填至管道上方0.5m以上,并留出焊接口。进行强度试验时,压力应逐步缓升,首先升至试验压力的50%,应进行初检。管道内的压缩空气对管壁特别是对管端盲板、堵头会产生很大的推力,若管壁强度不够或盲板、堵头安装不牢,就会发生爆管将盲板、堵头炸飞的事故,造成人员伤亡,应采取严格的安全措施。要用发泡剂逐个细致地检查所有焊缝,如发现有漏气现象时,应先排气后将焊缝铲掉重焊。如无泄漏、异常,继续升压至试验压力(不得小于0.4MPa,)然后宜稳压1h后,观察压力计不应小于30min,无压力降为合格。严密性试验应在强度试验合格、管线全线回填后进行,回填土应分层夯实,达到规范要求的密实度。严密性试验的压力为0.1MPa,稳压的持续时间为24h,每小时记录不少于1次,当修正压力降小于133Pa为合格。所有未参加严密性试验的设备、仪表、管件,应在严密性试验合格后进行复位,然后按设计压力对系统升压,应采用发泡剂检查设备、仪表、管件及其与管道的连接处,不漏为合格。
            (三)验收:工程的验收不仅仅是在竣工后,必须贯穿在工程的全过程。工程验收应以批准的设计文件、国家现行有关规范标准、施工承包合同、工程施工许可文件、施工图等为依据。燃气是易燃易爆有毒的气体,必须保证燃气管道的质量,要对每一道工序进行质量把关,由施工单位会同业主、监理、燃气企业检验,合格后填写相关表格,签字盖章。做好施工前期和中期的现场施工记录、设计变更资料、隐蔽工程资料、防腐绝缘资料,管材、阀门等出厂合格证的搜集工作,要有专人及时整理归档。对工程交工资料要高度重视,对资料不齐的单位,必须将资料补齐,否则不予验收。燃气管道工程竣工验收合格后,再进行带气接管作业。
            结束语:加强燃气管道工程的质量控制,抛弃一些过时的、不合理的技术方法和施工工艺,采用安全、节能、高效、环保的燃气新技术、新工艺和新产品。严格按照《城镇燃气设计规范》GB50028—2006、《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33—2005、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236要求设计和施工,加大对执行强制性条文的监督力度,把好燃气管道工程施工及验收的每一道关口,特别是易存在安全隐患的部位。做到施工前,业主、监理、技术监督等部门联合对选用的管材、设备进行严格的检测和筛选。在施工中如发现有不按原设计图纸设计施工的现象,要坚决制止。工程验收时,与规划、城建、消防等部门协作,对不符合要求的工段要坚决返工。唯有如此才能提高燃气工程的质量,把先天性安全隐患消灭在萌芽之中,确保人民生命财产的安全。
            参考文献:
            [1] 张廷元等.城镇燃气输配及应用工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2007:7.
          [2] 邵宗义等.实用供热、供燃气管道工程技术[M].北京:化学工业出版社,2005:3.
          [3] GB50028-2006,城镇燃气设计规范[S].
          [4] GB50235,工业金属管道工程施工及验收规范[S].
          [5] CJJ33—2005,城镇燃气输配工程施工与验收规范[S].


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