天然气管道的施工与安全管理

■ 崔利军

天然气管道的施工与安全管理

■ 崔利军

随着我国天然气的进一步开发，天然气行业将面临着新的机遇，也面临着新的挑战。无论是对原有管网的改造，或对新管网的敷设，都必须强调安全，消除各种隐患。对天然气管道应进行全过程和全生命周期内管理和维护，最大程度地降低对天然气管道造成的危害，保证天然气管道安全平稳运行，促进天然气产业更好更快地发展。

一、天然气管材的选用

管材选择是天然气管道安装的重要组成部分，在管材的选择上，主要应考虑管径的大小、管壁的厚度、材质和焊接材料的性能。管道的管径大小主要与其流量、流速有关，并且要根据介质的压力值、管顶的复土深度及荷载的分布形式确定管材与管壁厚度。对于焊接材料的选择要充分考虑母材的化学成分、机械性能和使用条件，要考虑使用与母材相同的焊接材料，对焊接材料要进行认真的检查，要均匀、没有明显的裂纹、脱皮或腐蚀现象，在储存时要符合规定，避免因潮湿、雨水、霜冻及油质的侵蚀影响焊接的结果。

屈强比是钢管强度的技术指标之一。屈强比即屈服强度不抗拉强度之比值，表示材料塑性变形的能力，屈强比与材料的塑性变形能力和加工硬化能力有关，因此，提高钢的屈强比，意味着低的加工硬化指数和低的均匀延伸率。从管道安全性考虑，高钢级钢管的屈强比不应过大，因为屈强比越大，环向应变允许值越小，试验和运行压力越接近钢管的抗拉强度，母材和焊接接头对缺陷的容忍能力就越小。在很多管道用钢管的技术规范中对材料的屈强比进行了限制规定，一般在0.85～0.93范围内。随着人们对天然气需求的不断增加，输气管道建设也得以迅速发展。天然气管道输送作为一种经济、安全、高效的输送方式而被广泛应用。

铜管则是人们较为熟悉的材料。根据国际铜业协会（中国）提供的资料，美国、英国及澳大利亚的燃气系统已较为普遍地采用了铜管暗埋工艺。它易成型、易安装、可塑性好，而且具有较高的强度，熔点高达1083℃）。在纯氧中也不会燃烧，只会阻燃，在一般火灾中不会熔化或者放出有害或有毒的气体，铜的耐蚀性也非常好，在普通居室中可能遇见的各种介质，铜几乎都很耐蚀。退火铜盘管的长度可达50m以上，可充分满足暗藏管无接口的要求。

新规范对室内燃气管道的管材选用时认为：室内燃气管道宜选用钢管，也可选用铜管、不锈钢管、铝塑复合管和连接用软管，并符合相关规定。镀锌钢管因连接方式多以螺纹连接，如在室内暗埋，存在较大安全隐患。燃气管道暗埋应在住宅楼主体施工时配合土建工程施工；在早期预埋好管线，防止后期凿楼板、梁、柱及墙面而破坏主体结构，增加造价。部分剪力墙厚度较小，一般为100～200mm，加上内部钢筋，有时只有3～4cm可用空间。而现在高层住宅厨房配置的炊具用气量较大，以进出口管径妒35（厚1.2mm）为例，若采用1.2mm角钢保护，所需的墙体厚度至少为7cm，显然提供给管线暗埋的厚度不足。对此，为达到美观、节约空间的效果，可采用水平管敷设在吊顶内，竖管暗埋人分隔墙的办法。新规范中更明确指出暗埋管不应有机械接头，所以，镀锌钢管不应用作家庭燃气管道暗敷管材。可埋式不锈钢波纹管选用优质不锈钢材料，设计使用寿命50年，具有补偿性，可避免地震或建筑物沉降造成的燃气泄漏。长度可任选择，管体中部无接口，安装方便，是燃气管道暗埋的最优选择。

铝塑复合管一般由中间层纵焊铝管，内外层PE（聚乙烯）以及铝管与内外层PE之间的热熔胶共挤压热复合而成。聚乙烯的化学性能稳定，在常温下不溶于任何一种有机溶剂，燃点也很高，达340℃。中间夹铝层对聚乙烯起加强作用，使管材耐压强度大大提高，并在弯曲时吸收管壁的反弹能量，使管可任意成型。管道长度可根据用户要求任意截取，其配套生产的管接头能使其与其它管材、管件，特别是镀锌管方便地连接。由铝合金和阻燃材料复合而成，管道连接采用特制工具，一次成型，施工比较方便，但价格相对最高。

铝塑复合管、铜管和不锈钢波纹管都具有耐腐蚀、耐压、耐高温、阻燃、内表面光滑、柔性抗震、安装方便、与住宅同寿命的特点，但也有在外力冲击下易破损、费用高的缺点。从国内外的设计及应用来看，室内暗埋管道主要采用无缝钢管、塑铝管、铝塑复合管、铜管，后两种应用比较普遍，铜管应用历史最长。英、美燃气公司在室内燃气管道上采用铝塑复合管。美国和丹麦的燃气管道非金属化达90%，日本现在多采用不锈钢波纹管。据现有规范要求，采用铜管和不锈钢波纹管较适合国内的现实情况。由于现时高层住宅多采用混凝土框架加剪力墙结构，而非通常的砖墙，在施工中给管线的暗埋提出更高的要求。

管材管件的质量一定要符合规范要求。竣工图上必须标明管道的位置及标高，燃气公司、用户须各留一份备查。燃气管道不得与其它金属结构或中性导电体接触。避免燃气管带电的可能性。管位选取应尽量避免可能产生高温，并与电气线路保持100mm以上的间距，保证绝缘。安全距离。管道布置原则上应置于天花吊顶、地板或墙体内。暗设于墙体时管道高度宜在2.2m上以或0.2m以下，以及墙角等不易钉钉子的地方，并做到横平竖直，卫生间地板下不宜敷设管道。燃气灶及热水器前留阀门，外露墙外，灶前阀位于灶具侧面，距灶台面垂直间距100mm以上，水平间距150～500mm，热水器前阀位置在热水器下方150～300mm处。

国外长输天然气管道施工技术有许多成熟技术可供我们借鉴。国外主要是通过高钢级管材的开发和应用减小壁厚，减轻钢管的自重，并缩短焊接时间，从而大大降低钢材耗量和管道建设成本。国外干线天然气管道直径一般在1000mm以上。西欧和北美地区的天然气管道压力普遍都在10MPa以上。广泛采用内涂层减阻技术，提高输送能力，采用内涂层后一般能提高输气量6～10%，同时还可有效减少设备的磨损和清管次数，延长管线使用寿命。国外制管技术发展较快，输气管道普遍采用X70级管材，提高管材韧性，增大壁厚。西方国家季节性调峰主要采用孔隙型和盐穴型地下储气库。而日调峰和周调峰等短期调峰则多利用管道末端储气及地下管束储气来实现。采用压缩机机械干密封、磁性轴承和故障诊断等新技术，不仅可以延长轴承的使用寿命，取消润滑油系统，降低压缩机的运行成本，而且可以从根本上提高机组的可靠性和完整性。此外，采用复合材料增强管道强度的技术也正在开发，即在高钢级钢管外部包敷一层玻璃钢和合成树脂。采用这种管材可进一步提高管道的输送压力，降低建设成本，同时可增加管输量以及提高钢管抵抗各种破坏的能力和安全性。

二、天燃气管道施工中的安全管理措施

天然气作为一种环保清洁的能源，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敷设，天然气城市管网安装质量将成为关系到千家万户生命、财产安全的大事。

现代居民小区的特点是住宅楼多、楼层较高供电面积大符合分布规律，小区的管道铺设首先要按照小区的负荷容量和整体布局进行分块，然后再进行铺设设计，这样可有效地提高设计效率，完善管道铺设设计方案，不同的负荷等级对铺设的要求不同，采取不同的管道铺设方式，以采用放射式的方式，对附近的建筑物进行铺设。

燃气主接线是低压燃气的主体设计关键是，主线之间的连接方式以及各种设备的相互作用间的关系，主线的设计关系到一般小区燃气系统的稳定性、安全性和灵活性，对于不同螺层的燃气设置不同，一般九层以上功能单一的建筑物，一般采用自备天然气管道的一些常用的设备，这样可以保障天然气管道的安全可靠，同时也可以减少成本。

针对我国液化天然气工程管理和质量控制工作中存在的一些问题和不足，施工单位可通过采取以下措施来提高工程管理的质量和水平。控制液化天然气工程在准备阶段的质量管理和控制，主要是设计质量的管理和控制。施工设计水平的高低直接影响着液化天然气工程施工的质量和安全，因此必须要加强对施工设计的质量管理和控制。

在工程开工前，施工单位要联合建设单位、设计单位、监督单位对液化天然气工程的施工设计图纸进行严格、全面、细致的会审，对施工过程中可能遇到或出现的一些技术或质量问题进行协商，并在意见上达成一致，从而将一些问题消除在萌芽阶段，减少和避免在工程施工过程中出现随意变更设计图纸的问题。设计单位要加强对相关设计人员的专业知识和业务素质的培训，使设计人员能够充分地了解和把握液化天然气工程的相关设计内容和要求，并对其进行科学、合理、切实、有效的设计。设计人员在液化天然气工程的设计过程中，要注意对资源的节约，提高管道的运行效率，从而强化对天然气资源的利用水平。

建设单位要加强对施工单位资质、能力、实际经验、技术装备、人员整体素质、社会信誉等方面的严格审查。施工单位必须按照施工设计的要求进行材料和设备的选购，并加强进场质量检查工作，尽可能在源头上控制好液化天然气工程的施工质量。

管道的铺设工作也具有一定技术含量，需要一支专业素质很高的队伍来铺设，经验要求丰富，反应迅速，这样才能从根本上解决管道铺设过程中所遇到的问题，为更好地解决铺设的问题，应该加强对天然气管道铺设人员的技术培训，利用先进的监测方式和网络化的管理方式，将天然气的管道辐射范围分为几个段，给每个人都分配任务量，给各个区都设置负责人，这样出现问题就能够及时找到负责人解决。落实责任可以提高工作效率，还能够使工作越来越专业化，在平时要注重工作经验的积累和总结，使整个团队都能够积极向上，使出现应急情况的反应速度快速灵敏。

监管人员应该提高自身的素质，时刻保持与工作人员的交流，总结天然气管道运行的经验，提高整个团队的素质，使天然气管道发展得越来越好，建立高效的工作团队。管理人员要充分调动积极性，对安全问题应该加强预防，管理人员应该增强自信心，有较高的责任意识，完善相关的制度，使每个环节都能够按照一定的制度完成。

施工人员一定要按照相应的技术要求进行施工作业，加强对工艺流程的规范，确保工程施工技术的规范性、有序性和标准化。在液化天然气工程完工后，施工单位要联合相关质检单位对工程的施工质量进行验收，并做好相应的记录和备案。在验收完成后，施工建设单位还要安排专人进行日常质量巡检，以确保液化天然气工程的正常运行使用。巡查人员要根据相关的工程记录，定期对液化天然气工程的质量薄弱部分进行检测和监控，从而确保液化天然气工程的运行安全。加强对运营维护人员的素质提升，增强他们的安全生产意识，做好安全防范措施，完善事故处理应急机制，从而有效减少和避免液化天然气工程出现质量安全问题。

总之，随着液化天然气越来越多地应用于人们的生产、生活，其消防安全问题越来越突出。天然气行业事故频发，一次又一次地给人们敲响警钟，作为高危行业，企业必须把安全与消防工作放在第一位。天然气生产企业的安全消防管理工作，任重而道远，采取强有力的措施，规范操作，强化操作人员的责任意识，认真落实工作责任制度，加强防护工作，有效杜绝安全责任事故。