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摘要:阴极保护技术是电化学保护技术的一种,其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流,被保护结构物成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。本文结合实际工程就燃气长输管道的施工与阴极保护进行叙述。
关键词:燃气;长输管线;施工;阴极保护
一、主要施工方法及措施
施工程序:施工准备-临时阴极保护安装-测试桩安装-强制电流阴极保护系统安装-阴极保护参数测试-试运行-正式运行-备品备件移交-竣工资料提交-交工
二、施工准备
提交工程用料及手段用料,确保工程开工前落实到位,进行设备材料进场验收并做好记录。完成人员及设备机具的调迁。进行全线实地勘察,对地下水位、地质、地貌及进出道路充分了解并作好记录,以便对全线进行统筹施工,切实作好人员的调配及对工程进度的合理安排。进行全员技术交底,并作好记录。下发关键工序作业指导书,并责任到人。
三、燃气长输管道的施工技术要求
3.1嚴格管道选线
在管道选线中,首先要严格执行国家和行业的相关设计标准和规范,以及国家和地方的法律、法规。同时贯彻安全第一的原则,确保管道长期安全可靠运行,在线路选择中优化比选,消除不利因素。选择合理走向,处理好与现有管线的关系,力求线路顺直,缩短线路长度,节省钢材和投资。尽量绕避施工难点、不良工程地质段和地震活动断裂带。其次在符合线路总体走向的条件下,合理选择大中型河流穿跨越位置。还有线路走向尽量避开自然保护区和文物保护区,注重环境保护和水土保持,当绕避不开时,应尽量减少通过长度,并征得主管部门同意。裸敷管线应注意管线的防晒及设防护栏、警示牌禁止人员攀越,防止危及管线及人员安全。此外管线选线时,除考虑地质情况、线路整体走向外,还应充分考虑施工难度、水土保护工程量,确保管线安全及施工可行性。
3.2控制管道干燥
我们知道,大多数天然气长输管道在投产前要进行管道试压,水试压是目前最常用也是最安全的一种试压方式,但也为今后的管道运行留下了一定的安全隐患。在清管过程中,由于很难将管道内的积水全部清理干净,管道内部积水,对长输管道而言,危害极大,经常出现冰堵或损坏阀门附件事故,给管道运营带来极大的安全隐患。那么在天然气管道投运前,应严格按照国家标准《天然气管道试运行投产规范》对天然气管道进行脱水、干燥处理,使管道内空气露点达到规定的要求。我们认为,在此方面,我们要注重以下几点。
(1)深度除水
水压试验除水完成后,还需用清管器或清管列车做一次深度除水,尤其是管段连头处;清管列车最好由两枚直板清管器和一枚高密度泡沫清管器组成,各清管器的间距为3km,清管器的运行速度尽量慢,最好控制在4-8km/h。
(2)干燥
深度除水完成以后,建议用干燥单元产生的露点为40℃的干空气推动低密度泡沫清管器,对管道进行微正压吹扫。通过多次发射(泡沫清管器,利用泡沫清管器的机械效应和吸水作用,进一步摊开、吸收管道中的残留水,直至泡沫清管器增重不明显,管道出口处的空气露点达到20℃时停止。
(3)检验。
当管道出口露点达到20℃以下时,关闭进出口阀门,保持管道内干空气压力为0.05MPa,密闭6-8h后卸压,用干空气置换管道内的空气,测量出口露点,露点下降不超过5℃,且出口露点不小于-20℃时,管道干燥为合格。
3.3管道焊接技术
决定长输压力管道使用寿命的三大要素是:管道的焊接质量、管道的防腐质量、管道在冲刷地段的施工质量,其中最关键的是管道的焊接质量问题。经过几十年的发展,我国目前已具有成熟的手工下向焊技术。正在普及半自动气体保护焊技术和全自动气体保护焊技术。在现阶段,应用最好的还是立下向焊技术。因其采用小间隙、大钝边的工艺参数,焊缝宽度和焊缝余高则比上向焊小,焊接生产率比上向焊提高20%-40%;同时下向焊操作难度较上向焊小,一个较熟练的焊工经过10-5天的培训,就能基本掌握其要领;由于每层焊道厚度一般为2mm左右,故焊缝缺陷少,不容易产生尺寸较大的焊接缺陷;纤维素焊条由于渣少,电弧吹力大,燃烧稳定,焊缝根部饱满,采用连续焊接可得到质量良好的单面焊双面成形焊缝,焊条在一般情况下可不烘干即可使用;还有焊条下向焊的抗风能力强,特别适于在长距离野外的施工。其已经取得了良好的经济效益和社会效益,受到业主及工程监理的好评。新时期,自动焊焊接技术已经运用越来越广泛,其是借助于机械和电气的方法使整个焊接过程实现自动化。自动焊主要优点是:焊接质量高而稳定、焊接速度快、经济性好、对焊工的技术水平要求较低。但是由于埋弧焊焊接过程特点的限制,难于实现固定管的自动焊接。
3.4管道防腐技术
管道防腐层质量的好坏将直接影响到管线运营的安全和使用寿命,特别是天然气高压管线进入人口较为密集的地区后,运营安全更是至关重要。这就要求高压管线的防腐技术不断地提高和发展。首先要合理选择防腐材料,长输管道的补口防腐建议采用环氧树脂/辐射交联聚乙烯热收缩带三层结构,底漆使用无溶剂环氧树脂底漆。同时补口前对补口部位建议用喷砂除锈技术进行表面处理,设备采用喷砂机,除锈用砂采用石英砂,表面预处理质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa21/2级。对焊口进行补口施工时,先将补口搭接部位的聚乙烯层打磨至表面粗糙,再用火焰加热器对补口部位进行预热,按热收缩带产品说明书的要求控制预热温度并进行补口施工。
3.5管道在冲刷地段的施工质量
我们认为,对河流及冲沟直穿时管线不加套管;沿河流及冲沟敷设时,加钢套管保护。同时管沟回填时采用软土垫层,河床或沟底若是基岩采用混凝土连续浇注封顶;对于土质河床,管顶埋深应在河床冲刷深度以下1.0m,并用水泥沙浆封管,然后用粒径不小于300mm的片石粗化河床,两岸做水工保护护岸。河流岸坡的防护分河岸护坡和挡墙防护两种情形:当岸坡较缓时采用水泥砂浆砌片石护坡;当岸坡较陡时采用水泥砂浆砌条石挡土墙;河沟较窄时,两岸做水工保护后,不采用混凝土浇注封顶,用片石粗化河床。
四、结语
按工程施工状况,指定课题,排出计划,在开工前组织施工人员学习质量管理知识,加强施工人员对质量管理的了解和应用,树立“质量在心中,用户是上帝”的思想,确保工程的质量。
关键词:燃气;长输管线;施工;阴极保护
一、主要施工方法及措施
施工程序:施工准备-临时阴极保护安装-测试桩安装-强制电流阴极保护系统安装-阴极保护参数测试-试运行-正式运行-备品备件移交-竣工资料提交-交工
二、施工准备
提交工程用料及手段用料,确保工程开工前落实到位,进行设备材料进场验收并做好记录。完成人员及设备机具的调迁。进行全线实地勘察,对地下水位、地质、地貌及进出道路充分了解并作好记录,以便对全线进行统筹施工,切实作好人员的调配及对工程进度的合理安排。进行全员技术交底,并作好记录。下发关键工序作业指导书,并责任到人。
三、燃气长输管道的施工技术要求
3.1嚴格管道选线
在管道选线中,首先要严格执行国家和行业的相关设计标准和规范,以及国家和地方的法律、法规。同时贯彻安全第一的原则,确保管道长期安全可靠运行,在线路选择中优化比选,消除不利因素。选择合理走向,处理好与现有管线的关系,力求线路顺直,缩短线路长度,节省钢材和投资。尽量绕避施工难点、不良工程地质段和地震活动断裂带。其次在符合线路总体走向的条件下,合理选择大中型河流穿跨越位置。还有线路走向尽量避开自然保护区和文物保护区,注重环境保护和水土保持,当绕避不开时,应尽量减少通过长度,并征得主管部门同意。裸敷管线应注意管线的防晒及设防护栏、警示牌禁止人员攀越,防止危及管线及人员安全。此外管线选线时,除考虑地质情况、线路整体走向外,还应充分考虑施工难度、水土保护工程量,确保管线安全及施工可行性。
3.2控制管道干燥
我们知道,大多数天然气长输管道在投产前要进行管道试压,水试压是目前最常用也是最安全的一种试压方式,但也为今后的管道运行留下了一定的安全隐患。在清管过程中,由于很难将管道内的积水全部清理干净,管道内部积水,对长输管道而言,危害极大,经常出现冰堵或损坏阀门附件事故,给管道运营带来极大的安全隐患。那么在天然气管道投运前,应严格按照国家标准《天然气管道试运行投产规范》对天然气管道进行脱水、干燥处理,使管道内空气露点达到规定的要求。我们认为,在此方面,我们要注重以下几点。
(1)深度除水
水压试验除水完成后,还需用清管器或清管列车做一次深度除水,尤其是管段连头处;清管列车最好由两枚直板清管器和一枚高密度泡沫清管器组成,各清管器的间距为3km,清管器的运行速度尽量慢,最好控制在4-8km/h。
(2)干燥
深度除水完成以后,建议用干燥单元产生的露点为40℃的干空气推动低密度泡沫清管器,对管道进行微正压吹扫。通过多次发射(泡沫清管器,利用泡沫清管器的机械效应和吸水作用,进一步摊开、吸收管道中的残留水,直至泡沫清管器增重不明显,管道出口处的空气露点达到20℃时停止。
(3)检验。
当管道出口露点达到20℃以下时,关闭进出口阀门,保持管道内干空气压力为0.05MPa,密闭6-8h后卸压,用干空气置换管道内的空气,测量出口露点,露点下降不超过5℃,且出口露点不小于-20℃时,管道干燥为合格。
3.3管道焊接技术
决定长输压力管道使用寿命的三大要素是:管道的焊接质量、管道的防腐质量、管道在冲刷地段的施工质量,其中最关键的是管道的焊接质量问题。经过几十年的发展,我国目前已具有成熟的手工下向焊技术。正在普及半自动气体保护焊技术和全自动气体保护焊技术。在现阶段,应用最好的还是立下向焊技术。因其采用小间隙、大钝边的工艺参数,焊缝宽度和焊缝余高则比上向焊小,焊接生产率比上向焊提高20%-40%;同时下向焊操作难度较上向焊小,一个较熟练的焊工经过10-5天的培训,就能基本掌握其要领;由于每层焊道厚度一般为2mm左右,故焊缝缺陷少,不容易产生尺寸较大的焊接缺陷;纤维素焊条由于渣少,电弧吹力大,燃烧稳定,焊缝根部饱满,采用连续焊接可得到质量良好的单面焊双面成形焊缝,焊条在一般情况下可不烘干即可使用;还有焊条下向焊的抗风能力强,特别适于在长距离野外的施工。其已经取得了良好的经济效益和社会效益,受到业主及工程监理的好评。新时期,自动焊焊接技术已经运用越来越广泛,其是借助于机械和电气的方法使整个焊接过程实现自动化。自动焊主要优点是:焊接质量高而稳定、焊接速度快、经济性好、对焊工的技术水平要求较低。但是由于埋弧焊焊接过程特点的限制,难于实现固定管的自动焊接。
3.4管道防腐技术
管道防腐层质量的好坏将直接影响到管线运营的安全和使用寿命,特别是天然气高压管线进入人口较为密集的地区后,运营安全更是至关重要。这就要求高压管线的防腐技术不断地提高和发展。首先要合理选择防腐材料,长输管道的补口防腐建议采用环氧树脂/辐射交联聚乙烯热收缩带三层结构,底漆使用无溶剂环氧树脂底漆。同时补口前对补口部位建议用喷砂除锈技术进行表面处理,设备采用喷砂机,除锈用砂采用石英砂,表面预处理质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa21/2级。对焊口进行补口施工时,先将补口搭接部位的聚乙烯层打磨至表面粗糙,再用火焰加热器对补口部位进行预热,按热收缩带产品说明书的要求控制预热温度并进行补口施工。
3.5管道在冲刷地段的施工质量
我们认为,对河流及冲沟直穿时管线不加套管;沿河流及冲沟敷设时,加钢套管保护。同时管沟回填时采用软土垫层,河床或沟底若是基岩采用混凝土连续浇注封顶;对于土质河床,管顶埋深应在河床冲刷深度以下1.0m,并用水泥沙浆封管,然后用粒径不小于300mm的片石粗化河床,两岸做水工保护护岸。河流岸坡的防护分河岸护坡和挡墙防护两种情形:当岸坡较缓时采用水泥砂浆砌片石护坡;当岸坡较陡时采用水泥砂浆砌条石挡土墙;河沟较窄时,两岸做水工保护后,不采用混凝土浇注封顶,用片石粗化河床。
四、结语
按工程施工状况,指定课题,排出计划,在开工前组织施工人员学习质量管理知识,加强施工人员对质量管理的了解和应用,树立“质量在心中,用户是上帝”的思想,确保工程的质量。