论文部分内容阅读
摘要：本文主要介绍了长输管道主要组成部分及其具体的施工工艺，并运用实际案例进行分析其施工技术的应用，以期在实际施工中能得到运用。
关键词：长输管道、施工工艺、案例
引言
随着管道输送工艺的不断发展，管道输送以其输送成本低、管理方便等优点，在各领域发挥了极大的作用，但由于管道工程成本高、建设周期长、整体性强，因此，管道的施工工艺十分重要。长输管道是产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质（如油、气等），并跨越省市，穿越江河与道路等，中间有加压泵站的长距离（一般>50km）的工业管道。
1.长输管道组成
长输管道主要由管道基本件和支承件组成。
1.2.1管道基本件
管道基本件是用于装配管道的元件，是管道的基本组成，有管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及膨胀接头、挠性接头、耐压开关、疏水器、过滤器、管路中的节流装置和分离器等。
1.2.2管道支承件
管道支承件是将管道的自重及所输送流体的重量，还有由于操作压力和温差造成的载荷以及振动、风力、地震、雪灾、冲击和位移应变引起的载荷传递到管架结构上去的元件，包括：吊杆、弹簧支吊架、恒力支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚柱、托座、滑动支架、管吊、吊耳、卡环、管夹等。
2.长输管道的施工工艺
2.1长输管道工程的施工工序
长输管道的基本施工工序为：线路交桩→测量放线→施工现场清理、修筑施工运输便道→开挖管沟、钢管的防腐绝缘及运输→布管→清理管口→管口组对→管道的组装焊接→无损探伤→防腐补口补漏→管道下沟→管道回填→管道通球扫线、测径、试压、干燥→标志桩埋设→阴极保护→地貌恢复→竣工验收。
2.2线路交桩及测量放线
施工前，由设计单位做技术交底和现场交桩，明确以下有关问题：（1）固定基准点的参考物的有关数据和位置。（2）施工带内地下构筑物的位置。（3）根据设计图纸进行测量放线，打百米桩及转角桩，并撒白灰线。控制桩上注明桩号、里程、高程。转角桩应注明角度，外矢矩及切线长。在地形地势起伏地段和转角地段方打加密桩。（4）放白灰线前，应查对和补充平面转角桩与纵向变坡桩，并设好护桩。当敷设管线与地下构筑物或其它隐蔽工程的交叉时，放线时在交叉范围作出明显标志。（5）管道施工占地宽度不宜超过20m，按管道两侧土地占用范围认真划分临时占地边界线。
2.3开挖管沟
施工前，应根据管道施工占地宽度采用机械或人工将占地范围内的杂草、树木、石块等清除干净。其沟、坎、陡坡等处应予以平整，不得影响施工机具通行。管沟开挖前应向操作人员做好管沟断面、堆土位置、地下隐蔽工程分布情况及施工技术要求等交底工作，并应指定专人配合施工。如需绕道施工，应遵循绕道施工原则（如图2.1所示），管沟开挖前应将控制桩移到堆土一侧的占地边界以内，堆土时不得将控制桩埋掉。
管沟开挖深度应符合设计图样要求。管沟开挖边坡应根据土壤类别确定，保证不塌方，不偏帮。当缺少地质资料时，沟深小于5m。在水文地质条件不良的地段，管沟边坡应试挖确定，挖深超过5m以上的管沟，可将边坡适当放缓，加筑平台或支撑。用机械挖沟时，其边坡土壤结构不得被搅动或破坏。石方开挖段在安全允许范围可采用爆破法施工，但必须符合有关规定。对爆破区附近的居民、野生保护动物、房屋建筑、通信线、动力线和地下构筑物应适当保护，制定安全措施，由专人统一指挥。石方段管沟应加深300mm。
2.4长输管道施工材料验收
2.4.1管道原材料
长输管道用的材料和管件应具备出厂质量证明书或其复制件，各种技术指标应符合现行有关标准的规定。钢管和防腐管运到防腐厂和施工现场后，必须把不同材质和不同规格的管子区分开，并加以明显标记。
2.4.2焊接材料
螺旋焊缝电焊钢管进厂后，防腐厂应按钢管出厂验收标准进行复验，并应符合《承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》（SY5036-83）和《石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》（GB9711-88）的规定。
焊接材料的选用应根据母材的化学成份、机械性能和使用条件等因素综合考虑。同种钢材焊接时，焊接材料的选用，应符合下列规定：① 焊接金属的机械性能和化学成分与母材相当；② 工艺性能良好。异种钢材焊接时，焊接材料可按合金含量较低一侧的钢材选用。
2.4.3防腐材料
防腐材料应符合现行的有关防腐规范的规定。成品防腐管材进入施工现场后，应检查其绝缘度，外观、长度、管口的切面和管中心垂直度、壁厚、材质、坡口等。
2.5管材的拉运和布管工艺
管材卸放点距施工管线有较远距离，管材需二次倒运。管材倒运采用吊管机加挂拖管爬犁。装置时应注意保护防腐绝缘层和管端，爬犁上应垫胶皮，捆绑时应用外套胶管的钢丝绳。卸管布管时要轻装轻放，外径、内径误差相近的管材布至相邻位置。管材布置成锯齿形分布，方便下工序管道组装。管道运输和布管应在管沟堆土的另一侧进行，管沟边缘与钢管外壁间的安全距离不得小于500mm。
2.6管道加工和组装工艺
管道的切割宜采用机械方法，也可采用等离子弧切割和气割等热加工方法。淬硬倾向大的合金钢切割后，应清除淬硬层，管道的坡口加工宜采用机械方法。如采用气割等热加工方法，必须除去坡口表面的氧化皮，并进行打磨。管道对接接头的坡口形式应为V形，方便焊接。组对前应在距管沟边缘1m以外处做好支撑。其高度为400～500mm。严禁用硬土块、冻土块和石块作支撑。
组装前，应对管子进行清扫，管内不得有石头、纸屑和泥土等杂物。焊接的管段下班前应用临时盲板封堵管端，以防脏物进入管内。钢管组装前应将管端20mm内的污油、铁锈、熔渣等清除干净，并将管端的螺旋焊缝进行补焊，其长度不应小于50mm。 2.7长输管道的焊接工艺
2.7.1 材料性能确定
施工单位首次使用的钢材，若无齐全的该钢材焊接性能试验报告，应进行焊接性能试验。焊接性能试验可参照现行的有关标准。在确定钢材的焊接性能后，应验证拟定的焊接工艺能否获得预定的焊接接头机械性能，即应进行焊接工艺评定。
2.7.2管道的焊接工艺
管道的焊接工艺定宜参照现行的《压力容器焊接工艺评定》（JB3964）的规定执行，其常见坡口选用参数如图2.2所示。长输管道的焊接工艺评定规则尚应执行下列规定：（1）评定宜用管状试件，管件试件可以适用板材试件，而板状试件不宜用于管材试件。（2）评定宜用实际工程中管径较小的管状试件，当管径的变化在试验管径中0.5倍以内时，可不另作焊接工艺试验；（3）评定宜采用水平固定焊或45°固定焊两种焊接位置。
焊缝缺陷超出允许范围时，应进行修补或割掉。所有补焊的焊缝长度应大于或等于50mm。焊缝表面有浅弧坑裂纹和星形裂纹以及焊缝中心其它裂纹均为不合格焊缝，若以上裂纹长度大于焊缝长度的8%，必须割除整个焊口，若裂纹长度小于焊缝长度的8%，且相邻裂纹间距大于200mm，则可以修补。
2.8长输管道下沟工艺
下沟前应将管沟内塌方、石块、雨水、油污和积雪等清除干净；应检查管沟或涵洞深度、标高和断面尺寸，并应符合设计要求；石方段管沟，松软执层厚度不得低于300mm。沟底应平坦无石块。
管沟开挖经检查合格后应将管道立即下沟。在地下水位较高的地段，水稻田地段，开挖、下沟和回去填应连续完成。管道下沟时，起吊必须用专用吊具，起吊高度以1m为宜，轻放至沟底，严禁损伤防腐层。管道施工中应尽可能减少管道受力。管子应妥贴地安放在管沟中，以防管子承受附加应力。
3.长输管道施工案例
以某长输管道的现场施工管理为例分析其施工工艺技术用。
某机电设备安装公司中标一长输管道支线工程标段，中标工程管道长度为30km，该公司签订中标合同后，该公司可将其作业中的清理、修筑施工运输便道、管沟开挖、管沟回填分包给A工程公司，把管道现场防腐和热收缩套管（带）补口分包给B专业公司，把管道焊口无损检验分包给C无损检测公司。
其中，C无损检测公司承担长输管道焊口无损检验工作应具备条件：（1）有专业的检测、检验人员；（2）有能够从事相应检验检测工作的仪器和设备；（3）有健全的检验检测管理制度、责任制度。
在实际施工单位中，总包单位负责向监理单位有关工程施工活动的联络传递，总承包方及时检查、审核分包方提交的分包工程施工组织设计、专项施工技术方案，分包单位在施工过程中发生的与沿途村民的临时占地、青苗赔偿等沟通协调事项由总包方进行，但经总包方授权同意的除外，分包方进行的沟通、协调、联络传递结果由总包分负责。
施工中检查发现，部分管段准备下沟时，B专业公司已将管段的全部热收缩套（带）补口完成，然而部分管口焊口还未进行检验，造成部分返工。此案例中造成返工的原因是施工程序错误，热收缩套（带）补口应在管口焊口检验并合格之后进行。工序颠倒后，已经补口的焊缝不能进行检验，因而需要剥落补口进行焊缝检验。针对此案例中的问题，解决措施为：长输管道从管口组对到管道下沟之间的一般工序是：管口组对→管道焊接→焊口检验→热收缩套（带）补口→管沟开挖→管道下沟。
4.结束语
长输管道作为工业管道中特殊管道，其施工工艺也有其特殊性，在实际施工中，应严格从材料开始把关，完成好工艺中的每道工序，并注重实际问题的处理，做好各项检验检测工作，以保证整个长输管道的施工过程合格，顺利通过竣工验收。
参考文献：
[1] 贺明.天然气长输管道施工技术浅析.中国井矿盐，2012（02）：46-47
[2] 刘延峰.天然气长输管道施工技术研究.化学工程与装备.[J]，2008（03）：37-38
[3] 茹慧灵.长输管道施工技术.石油工业出版社[M]，2007（12）：28-29
作者简介：周锋（1973.4.19-）男，工程师，本科，主要从事石油、化工设备、管道安装技术工作
关键词：长输管道、施工工艺、案例
引言
随着管道输送工艺的不断发展，管道输送以其输送成本低、管理方便等优点，在各领域发挥了极大的作用，但由于管道工程成本高、建设周期长、整体性强，因此，管道的施工工艺十分重要。长输管道是产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质（如油、气等），并跨越省市，穿越江河与道路等，中间有加压泵站的长距离（一般>50km）的工业管道。
1.长输管道组成
长输管道主要由管道基本件和支承件组成。
1.2.1管道基本件
管道基本件是用于装配管道的元件，是管道的基本组成，有管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及膨胀接头、挠性接头、耐压开关、疏水器、过滤器、管路中的节流装置和分离器等。
1.2.2管道支承件
管道支承件是将管道的自重及所输送流体的重量，还有由于操作压力和温差造成的载荷以及振动、风力、地震、雪灾、冲击和位移应变引起的载荷传递到管架结构上去的元件，包括：吊杆、弹簧支吊架、恒力支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚柱、托座、滑动支架、管吊、吊耳、卡环、管夹等。
2.长输管道的施工工艺
2.1长输管道工程的施工工序
长输管道的基本施工工序为：线路交桩→测量放线→施工现场清理、修筑施工运输便道→开挖管沟、钢管的防腐绝缘及运输→布管→清理管口→管口组对→管道的组装焊接→无损探伤→防腐补口补漏→管道下沟→管道回填→管道通球扫线、测径、试压、干燥→标志桩埋设→阴极保护→地貌恢复→竣工验收。
2.2线路交桩及测量放线
施工前，由设计单位做技术交底和现场交桩，明确以下有关问题：（1）固定基准点的参考物的有关数据和位置。（2）施工带内地下构筑物的位置。（3）根据设计图纸进行测量放线，打百米桩及转角桩，并撒白灰线。控制桩上注明桩号、里程、高程。转角桩应注明角度，外矢矩及切线长。在地形地势起伏地段和转角地段方打加密桩。（4）放白灰线前，应查对和补充平面转角桩与纵向变坡桩，并设好护桩。当敷设管线与地下构筑物或其它隐蔽工程的交叉时，放线时在交叉范围作出明显标志。（5）管道施工占地宽度不宜超过20m，按管道两侧土地占用范围认真划分临时占地边界线。
2.3开挖管沟
施工前，应根据管道施工占地宽度采用机械或人工将占地范围内的杂草、树木、石块等清除干净。其沟、坎、陡坡等处应予以平整，不得影响施工机具通行。管沟开挖前应向操作人员做好管沟断面、堆土位置、地下隐蔽工程分布情况及施工技术要求等交底工作，并应指定专人配合施工。如需绕道施工，应遵循绕道施工原则（如图2.1所示），管沟开挖前应将控制桩移到堆土一侧的占地边界以内，堆土时不得将控制桩埋掉。
管沟开挖深度应符合设计图样要求。管沟开挖边坡应根据土壤类别确定，保证不塌方，不偏帮。当缺少地质资料时，沟深小于5m。在水文地质条件不良的地段，管沟边坡应试挖确定，挖深超过5m以上的管沟，可将边坡适当放缓，加筑平台或支撑。用机械挖沟时，其边坡土壤结构不得被搅动或破坏。石方开挖段在安全允许范围可采用爆破法施工，但必须符合有关规定。对爆破区附近的居民、野生保护动物、房屋建筑、通信线、动力线和地下构筑物应适当保护，制定安全措施，由专人统一指挥。石方段管沟应加深300mm。
2.4长输管道施工材料验收
2.4.1管道原材料
长输管道用的材料和管件应具备出厂质量证明书或其复制件，各种技术指标应符合现行有关标准的规定。钢管和防腐管运到防腐厂和施工现场后，必须把不同材质和不同规格的管子区分开，并加以明显标记。
2.4.2焊接材料
螺旋焊缝电焊钢管进厂后，防腐厂应按钢管出厂验收标准进行复验，并应符合《承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》（SY5036-83）和《石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》（GB9711-88）的规定。
焊接材料的选用应根据母材的化学成份、机械性能和使用条件等因素综合考虑。同种钢材焊接时，焊接材料的选用，应符合下列规定：① 焊接金属的机械性能和化学成分与母材相当；② 工艺性能良好。异种钢材焊接时，焊接材料可按合金含量较低一侧的钢材选用。
2.4.3防腐材料
防腐材料应符合现行的有关防腐规范的规定。成品防腐管材进入施工现场后，应检查其绝缘度，外观、长度、管口的切面和管中心垂直度、壁厚、材质、坡口等。
2.5管材的拉运和布管工艺
管材卸放点距施工管线有较远距离，管材需二次倒运。管材倒运采用吊管机加挂拖管爬犁。装置时应注意保护防腐绝缘层和管端，爬犁上应垫胶皮，捆绑时应用外套胶管的钢丝绳。卸管布管时要轻装轻放，外径、内径误差相近的管材布至相邻位置。管材布置成锯齿形分布，方便下工序管道组装。管道运输和布管应在管沟堆土的另一侧进行，管沟边缘与钢管外壁间的安全距离不得小于500mm。
2.6管道加工和组装工艺
管道的切割宜采用机械方法，也可采用等离子弧切割和气割等热加工方法。淬硬倾向大的合金钢切割后，应清除淬硬层，管道的坡口加工宜采用机械方法。如采用气割等热加工方法，必须除去坡口表面的氧化皮，并进行打磨。管道对接接头的坡口形式应为V形，方便焊接。组对前应在距管沟边缘1m以外处做好支撑。其高度为400～500mm。严禁用硬土块、冻土块和石块作支撑。
组装前，应对管子进行清扫，管内不得有石头、纸屑和泥土等杂物。焊接的管段下班前应用临时盲板封堵管端，以防脏物进入管内。钢管组装前应将管端20mm内的污油、铁锈、熔渣等清除干净，并将管端的螺旋焊缝进行补焊，其长度不应小于50mm。 2.7长输管道的焊接工艺
2.7.1 材料性能确定
施工单位首次使用的钢材，若无齐全的该钢材焊接性能试验报告，应进行焊接性能试验。焊接性能试验可参照现行的有关标准。在确定钢材的焊接性能后，应验证拟定的焊接工艺能否获得预定的焊接接头机械性能，即应进行焊接工艺评定。
2.7.2管道的焊接工艺
管道的焊接工艺定宜参照现行的《压力容器焊接工艺评定》（JB3964）的规定执行，其常见坡口选用参数如图2.2所示。长输管道的焊接工艺评定规则尚应执行下列规定：（1）评定宜用管状试件，管件试件可以适用板材试件，而板状试件不宜用于管材试件。（2）评定宜用实际工程中管径较小的管状试件，当管径的变化在试验管径中0.5倍以内时，可不另作焊接工艺试验；（3）评定宜采用水平固定焊或45°固定焊两种焊接位置。
焊缝缺陷超出允许范围时，应进行修补或割掉。所有补焊的焊缝长度应大于或等于50mm。焊缝表面有浅弧坑裂纹和星形裂纹以及焊缝中心其它裂纹均为不合格焊缝，若以上裂纹长度大于焊缝长度的8%，必须割除整个焊口，若裂纹长度小于焊缝长度的8%，且相邻裂纹间距大于200mm，则可以修补。
2.8长输管道下沟工艺
下沟前应将管沟内塌方、石块、雨水、油污和积雪等清除干净；应检查管沟或涵洞深度、标高和断面尺寸，并应符合设计要求；石方段管沟，松软执层厚度不得低于300mm。沟底应平坦无石块。
管沟开挖经检查合格后应将管道立即下沟。在地下水位较高的地段，水稻田地段，开挖、下沟和回去填应连续完成。管道下沟时，起吊必须用专用吊具，起吊高度以1m为宜，轻放至沟底，严禁损伤防腐层。管道施工中应尽可能减少管道受力。管子应妥贴地安放在管沟中，以防管子承受附加应力。
3.长输管道施工案例
以某长输管道的现场施工管理为例分析其施工工艺技术用。
某机电设备安装公司中标一长输管道支线工程标段，中标工程管道长度为30km，该公司签订中标合同后，该公司可将其作业中的清理、修筑施工运输便道、管沟开挖、管沟回填分包给A工程公司，把管道现场防腐和热收缩套管（带）补口分包给B专业公司，把管道焊口无损检验分包给C无损检测公司。
其中，C无损检测公司承担长输管道焊口无损检验工作应具备条件：（1）有专业的检测、检验人员；（2）有能够从事相应检验检测工作的仪器和设备；（3）有健全的检验检测管理制度、责任制度。
在实际施工单位中，总包单位负责向监理单位有关工程施工活动的联络传递，总承包方及时检查、审核分包方提交的分包工程施工组织设计、专项施工技术方案，分包单位在施工过程中发生的与沿途村民的临时占地、青苗赔偿等沟通协调事项由总包方进行，但经总包方授权同意的除外，分包方进行的沟通、协调、联络传递结果由总包分负责。
施工中检查发现，部分管段准备下沟时，B专业公司已将管段的全部热收缩套（带）补口完成，然而部分管口焊口还未进行检验，造成部分返工。此案例中造成返工的原因是施工程序错误，热收缩套（带）补口应在管口焊口检验并合格之后进行。工序颠倒后，已经补口的焊缝不能进行检验，因而需要剥落补口进行焊缝检验。针对此案例中的问题，解决措施为：长输管道从管口组对到管道下沟之间的一般工序是：管口组对→管道焊接→焊口检验→热收缩套（带）补口→管沟开挖→管道下沟。
4.结束语
长输管道作为工业管道中特殊管道，其施工工艺也有其特殊性，在实际施工中，应严格从材料开始把关，完成好工艺中的每道工序，并注重实际问题的处理，做好各项检验检测工作，以保证整个长输管道的施工过程合格，顺利通过竣工验收。
参考文献：
[1] 贺明.天然气长输管道施工技术浅析.中国井矿盐，2012（02）：46-47
[2] 刘延峰.天然气长输管道施工技术研究.化学工程与装备.[J]，2008（03）：37-38
[3] 茹慧灵.长输管道施工技术.石油工业出版社[M]，2007（12）：28-29
作者简介：周锋（1973.4.19-）男，工程师，本科，主要从事石油、化工设备、管道安装技术工作