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摘要：近年，我国天然气事业高速发展，作为清洁能源的天然气正在极大地改善我国大部分城市的能源结构，在我国各城市得到越来越多的使用。随着天然气管线的大规模铺设，天然气城市管道的安装质量将成为关系到千家万户生命、财产安全的大事。基于此，本文首先分析了天然气管道的特点，并就其管道及其附属设备的安装技术进行了具体探讨。
关键词：天然气；管道安装；安装技术
1.天然气管道的特点分析
1.1相对流动性
天然气流体与燃气管道之间是相对流动的，因此要求天然气管道内部，尤其是是管壁内焊口部位尽可能平整光滑，以利于加少摩擦阻力。
1.2连续密闭性
天然气管道系统是个连续密闭输气系统，如下图1所示，天然气管道一旦建成并投入运行，应确保管道输送系统连续稳定运行。
图1 天然气管道
1.3埋地敷设
管道输送天然气管道常采用埋地敷设方式。遇到河流，铁路，高等级公路等阻碍时，采用定向钻穿越或跨越等方式。通过山区等地段时，由于天然气比重小，静压头影响远低于液体，高差小于200米时，静压头可忽略不计，线路几乎不受纵向地形限制。
1.4风险性
天然气属易燃易爆气体，发生事故时危险性大，波及范围广。管道一旦破裂，释放能量大，且释放出的天然气遇明火易酿成火灾爆炸。
1.5 难替代性
天然气管道承担着大量天然气输送任务，常采用高压输送方式，除了天然气自身易燃易爆特性外，还有高压力特性。天然气管道失效带来的后果都是巨大的。而下游的用户一旦使用上天然气，对天然气稳定供应要求也非常高。天然气管道系统一旦建成，即使是局部管段替换代价也是巨大的。我们看到在国外发达国家，往往通过检测和良好地维护不断延长天然气管道使用年限，而整条天然气管道整体更换的例子非常罕见。
2.天然气管道的安装技术
2.1管材选用
主要应考虑管径的大小、管壁厚度、材质及焊接材料的性能。天然气管道管径的大小主要与流量、流速有关，根据介质的压力值、管顶的复土深度及荷载的分布形式确定管材与管壁厚度。焊接材料的选用根据母材的化学成分，机械性能和使用条件综合考虑。当同种钢材焊接时，焊接金属的机械性能和化学成分与母材相当；异种钢材焊接时，焊接材料应按合金含量较低一侧的钢材选用。
2.2管道防腐
天然气管道与土壤电解质的电位不同，容易形成原电池效应导致钢管发生电化学腐蚀。腐蚀是造成管道长期运营过程中失效的主要因素。为应对管道腐蚀，通常采取外防腐涂层防护加阴级保护的联合保护措施。对于某些局部管段，或站场内部天然气管道，也往往采用牺牲阳极保护管道。长距离输送的天然气管道不可避免地与高压输电线路或电气化铁路靠近或并行，而高压输电线路或电气化铁路运行时产生的交、直流干扰将极大地影响管道阴极保护效果。在天然气管道施工安装中应尽量避开这些输电线路或电气化铁路，与它们的接地系统保持一定距离，并通过增加排流措施等手段减缓交、直流干扰的影响。
2.3管道敷设
布管时注意首尾相接，相邻两管口应呈锯齿错开，组对前应在距管沟边缘1米以外做好支撑，其高度为40～50公分；同时要对管内进行清扫，管内不能有杂物。管道敷设应尽可能在地面进行预制组装，把适当数量的管子和管路附件组合在一起，然后分段进行吊装连接，以减少焊口。根据运输和吊装机具的能力，以及现场的实际情况，保证管段的各组合部分在吊装时的牢固可靠，并使管道的挠度不超过管段长度的1/500组装时避免强力对口，防止产生附加应力。管端如有轻度变形可用专用工具校正，不能用锤直接敲击管壁；当校正无效时将变形管段切除以保证管口椭圆度偏差在直径1%之内。
2.4对口与焊接
对口前应将焊接端的坡口及内外管壁20mm范围内的污垢、铁锈，毛刺清除干净不能有裂纹及夹层等缺陷。两管的中心线要在一条直线上，管子和管件对口做到内壁平齐。
管子对口找正后，两焊接管端之间留出1-2mm的间隙，先用点焊固定。根据管径大小确定焊点数，每处点焊长度为8―12mm，点焊的高度为管壁厚度的三分之二，点焊的操作工艺应与正式焊接相同。管道焊接时不能将管子悬空以避免焊缝在焊接及热处理过程中产生附加应力。焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上起弧。管道采用多层焊接方式，施焊时层间熔渣应清除干净，并进行外观检查，合格后方可进行下一层焊 每道焊口必须连续焊完，两相邻焊道起点位置应错开20～30mm。露天焊接时，必须采取适当措施，以保护焊接处不受风、雨、雪的直接影响。
2.5法兰连接
过多地用法兰连接，将会增加泄漏的可能并降低管道的弹性，一般与长输天然气管道直接连接的支管，在第一道阀门之前不建议采用法兰连接。天然气高、中压法兰一般采用对焊法兰，要求法兰表面光滑、无砂眼、裂纹等以保证法兰连接的可靠性。
法兰与法兰连接时应保持在同一轴线，法兰螺孔中心偏差一般不超过孔径的5%。法兰连接应使用同一规格螺栓，螺栓及螺母的螺纹应完整，紧固螺栓应对称均匀，松紧适度，紧固后外露长度不宜大于2倍螺距。
对于中、高压力天然气管道系统一般要求不使用非金属类法兰垫片。法兰与管道的焊缝或法兰之间的连接处，应离开支架100mm（个别对接焊缝允许离支架边缘50mm）以上。
2.6无损检测
天然气管道均应按照一定比例进行无损检测，考虑到管道安全事故中，焊接缺陷造成的事故损失重大、影响恶劣，对于中、高压天然气输送系统的管道，推荐采用100%射线和100%超声双百方式进行无损检测。
2.7管道试验
高、中压管道下沟后需要用起点压力为0.1MPa的压缩空气进行吹扫，吹扫时逐渐提高风速，可用白布置于排出口检查，以吹出气流中无铁锈及赃物时为合格，每次吹扫的管道长度不宜超过3km，吹扫时注意对阀门的保护以及吹扫后进行清洗，检查。
管道建成后需进行机械强度试验和严密性试验，试验介质宜采用水，强度试验压力为通常为设计压力的1.5倍（以设计确认为准），试验时压力应计量准确。完成机械强度试验后可进行严密性试验，严密性试验压力为设计压力的1-1.1倍左右。严密性试验通常需连续保压24小时。强度试验和严密性试验合格后，管道在进天然气试运前，还需要完成干燥和惰性气体置换过程。
2.8安装竣工资料
天然气管道建成后将长期为人们的生产、生活服务，管道安装建设期正确完整的竣工资料对管道的后期运营维护管理意义重大。例如埋设于地下管道的准确位置，能有效规避后续第三方施工对管道自身带来的危害。管道安装施工期间的各类无损检测，试压数据也是今后各项管道安全评价工作的基础资料，因此管道安装的完成应以提交最终准确的竣工资料为前提。
结束语：总之，天然气的出现给人们的生活带来了极大的便利，但其存在的隐患问题也是不容忽视的，所以要想保证天然气在后续运行中能够很好地为人们的生产生活服务，就必须要从管材选用、管道敷设、对口与焊接、无损检测、压力试验等工作保证天然气管道的安装质量，同时还要提交完整、准确的管道竣工资料。
参考文献：
[1]邓屹.浅谈天然气管道的安装技术[J].内蒙古石油化工.2010.
[2]曹放.天然气管道安装技术重点的浅析[J].大科技.2016.
[3]石宇熙.天然气管道附属设备选型及安装技术[J].焊管.2013.
论文作者:夏旭
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/9
标签：管道论文; 天然气论文; 法兰论文; 管壁论文; 严密性论文; 压力论文; 对口论文; 《基层建设》2017年第33期论文;