天然气管道技术的探讨

天然气管道技术的探讨

作者：安峰 韩智伊

来源：《中国科技博览》2018年第17期

[摘 要]在我国天然气管道施工技术不断提高的大背景下，管线的建设和运行需要与更高水平的施工技术相匹配，为此，我在本文中结合生产实际，介绍了天然气管道施工中选材、安装、防腐、监测技术及常见问题判断和一些处理措施。 [关键词]天然气；管道施工；技术探讨

中图分类号：TE249 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0053-01

在我国经济飞速发展的大好形式下，我国1959年建成新疆克拉玛依至独山子输油管道，大庆、胜利、四川、华北、中原、青海、塔里木和吐哈等油气田也已经相继开发建设，为油气管道建设打下了坚实的基础。从上世纪七十年代以来，原油长输管道的建设推动了我国原油管输技术的长足发展，我国关于此方面的一些研究技术及应用成果已可以与世界水平比肩。 一、现状及实际

1.1 我国天然气管道的现状研究

我国天然气的技术方面主要采用国际通用的一些软件进行工艺计算和特殊工况模拟分析。新建天然气管道大范围采用了内涂层，主要工艺阀门有动、气液联动球阀，增加机组有离心式和往复式压缩机，驱动通过气驱和电驱两种方式进行驱动。管道的钢材选择方面多为使用高强度、高韧性钢，新建管道普遍选用X70等级管材；生产管理采用SCADA系统进行数据采集、在线检测、监控。

1.2 实际工作中的管道安装技术及注意点

我国现在正在开发采用复合材料增强管道强度的技术，也就是说使用玻璃钢和合成树脂包敷在高级钢管外部，通过此种方式而成的管材可以大幅增加管输量以及钢管的安全性，可靠性，同时还可以进一步提高管道的输送压力。 二、材料和安装要点 2.1 材料选用

在管材选用方面应该考虑到的部分有管的大小，管壁的厚度，管壁的材质以及焊接材料的性能。同时还应该以介质的压力值，荷载的分布形式以及管材与管壁厚度为考虑对象确定管径的大小。在焊接材料的选用方面应该考虑到母材的化学成分，机械性能和使用条件。在同种钢

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材焊接的情况下，焊接金属的机械性能等参数应该与母材相适配；在异中钢材焊接的情况下，焊接材料应该取决于合金含量较低的一方。采购焊条时应充分考察工厂资质，其生产的焊条药皮要达到国家标准。

2.2 管道及附属设备的安装及注意事项

笔者参考文献时就已发现前苏联时期就已经掌握了一套世界领先的技术，可以进行自动化，机械化施工，并有完备的一套管理体系。我们在实际的安装过程中应该注意以下几个方面：进行管道敷设时要使两管端位首尾相接，两个管口相邻的位置要呈锯齿错开。综合考虑运输和吊装机具的荷载以及实际生产情况，保证管段的各部分有足够的抗性。为了不产生附加应力，组装时应该注意避免强力对口，管端的轻微变形可以用专用工具校正，应避免使用锤直接击打管壁。如若以上方法均不奏效，应该将变形部分切除且将管椭圆度偏差控制在直径的1%内。要注意控制外管壁20㎜范围内的污垢，铁锈，毛刺等缺陷，坚决杜绝裂纹及夹层。为保证管子和管件对口做到内壁平齐，要将两管中心线对在一条直线上；等厚对接时要保证焊缝不超过管壁厚度的10%，不等厚的情况下则不超过管壁厚度的20%。焊点数应该取决于管径大小，应使用正式焊接的工艺进行点焊，每处点焊长度为8-12mm，点焊的高度为管壁厚度的2/3。焊接时应首先将管道垫牢，若管道悬空则可能在焊接及热处理过程中产生附加应力。使用多层焊接方式对管道进行焊接，焊接期间应及时清除熔渣，焊接下一层之前要对外观进行检查，合格后方可进行。进行每一处局部焊接时要一气呵成，不能有间隔，不能回焊，相邻的两道焊道起点位置应该相隔20～30mm。露天焊接时，为防止焊接处不受到环境变化的直接影响，应采取相应的保护措施。弯曲部分位于管道弯头，不允许有有对接焊缝，焊缝与弯曲起点的距离大于管子外径一般不得小于100mm。在对钢板卷管进行对焊时应互相错开100mm以上。在管道有变径的情况下应采用偏心异径管焊接时也要保持管底平齐。不能两次以上返修焊缝，对母材上的焊疤，擦伤等缺陷要做打磨处理使其表面平滑，若深度大于0.5mm，应做修补处理。使用转动焊接的方法来焊接可以转动的管道，且尽量减少焊口，确保其焊接速度以及焊接质量。每焊完一道焊缝，应在介质上游方向标示出焊工代号，若是高强度钢则不得打钢印。穿过墙基时应设置套管，与墙面平行，其内径应比管道外径均匀大出20～30mm，使用沥青油麻绳或石棉绳填塞两者空隙。不允许在套管内的主管上进行焊接，套管不能当做支架来支撑管道，要降低两者的摩擦因数使其能够在套管内自由移动。 2.3 焊缝检查工作及形成焊缝缺陷原因

对焊缝进行检测应该在焊完后进行，在焊缝内部和外部常见的缺陷可归纳为下几种：常见焊缝缺陷有未焊透、咬边、气孔、夹渣、裂纹等缺陷，形成这些缺陷主要是由于以下技术不当造成的：未焊透：主要是坡钝边太厚，焊接速度太快，焊接电流太小，焊条熔点低，焊接表面有脏物等；咬边：出现咬边会减小了焊接的基本金属厚度，使应力集中，降低焊件强度；气孔：由于焊接速度太快或电流太大，焊条潮湿或摆动不对，表面有油脂，铁锈等；夹渣：在多层焊接时焊渣清理得不干净，熔化金属粘度大；焊条药皮太重，焊条摆动不当而产生的；目裂缝：焊缝有硫、磷等杂质，或由于热应力集中，冷却太快形成的。

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2.4 管道分段耐压试验

天然气管道用压缩空气作为试验介质，压力表的精度等级不应小于F1级，而且压力表不应小于2块，分别装在管道两端。对于地形起伏变化较大处以试验压力以最高点压力为准。吹扫的管道长度不宜超过3km，调压设施不能与道同时吹1，吹扎3的起点压力为0.1MPa，逐渐提高风速。强度水压试验压力为设计压力的1.5倍，当试验压力为2～3MPa时，分两次升压，在压力为50%试验压力时，稳压半小时，进行观察，若未发现问题便可继续升压直到试验压力。 三、结论

综上所述，国外在天然气管网优化设计和优化运行方面有成熟的技术和应用业绩。在管道设计方面，对管径、壁厚、压缩机站数、位置、站间距、每座压缩机站的运行条件等进行优化，以最大限度地降低管道建设投资和运行费用。目前，我国天然气管道工艺设计还未形成以数据库为基础、工作站为中心、各专业计算机配套的集成网络系统设计环境。本文笔者主要结合实际工作，介绍天然气高压和中压管道施工中选材、安装、检测技术及常见问题判断 参考文献

[1] 王疆戈管道现状，中国石化，2014.

[2] 缪焯绵.烃类气体和液体的管道设计，北京石油工业出版社，2014.