李佳

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的需求逐年增加，促進(jìn)了天然氣和石油工業(yè)的快速發(fā)展，管道作為石油和天然氣運(yùn)輸重要的方式一種，其施工的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。天然氣長(zhǎng)輸管道施工因?yàn)榫嚯x較長(zhǎng)、管徑較大、壓力高，因此在長(zhǎng)距離管道施工中對(duì)技術(shù)提出了更高的要求。本文主要就天然氣長(zhǎng)輸管道施工中的技術(shù)及影響管線實(shí)效的因素進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】長(zhǎng)輸管道 施工 失效因素

1 前言

長(zhǎng)輸管道是現(xiàn)代石油和天然氣運(yùn)輸?shù)闹匾A(chǔ)設(shè)施，在石油和天然氣運(yùn)輸中發(fā)揮著舉足輕重的作用，用長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸石油和天然氣不僅提高了運(yùn)輸?shù)男?，還大大降低了運(yùn)輸成本，在石油工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

2 長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)分析

2.1 放線測(cè)量技術(shù)

在長(zhǎng)輸管線測(cè)量施工中的技術(shù)要求主要有：

（1）在進(jìn)行工程施工時(shí)，要按照施工圖紙組織相關(guān)技術(shù)人員和施工人員，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算出開(kāi)始放線的最合適路線。

（2）在管道施工中規(guī)定占地不能夠?qū)τ?米，在設(shè)定臨時(shí)占地界線時(shí)，要根據(jù)管道施工占地的左右側(cè)范圍經(jīng)行劃分，用能夠標(biāo)記界限的白灰來(lái)劃分邊界。

（3）在施工過(guò)程中，如果地下原有的建筑物阻礙管道施工時(shí)，在放線的時(shí)候要在管道和原建筑物的交叉地點(diǎn)的一定范圍內(nèi)表明。

（4）要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際范圍來(lái)清理施工作業(yè)區(qū)，將施工區(qū)域內(nèi)的垃圾、雜物等對(duì)施工有影響的障礙物清理徹底，要對(duì)不平整的地域進(jìn)行平整處理。

（5）在施工前應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，進(jìn)行選擇施工時(shí)的道路，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)調(diào)整施工所用的設(shè)備、機(jī)具擺放的位置。

2.2 管線的運(yùn)輸技術(shù)

對(duì)于在施工過(guò)程中運(yùn)輸管線和安裝管線的主要技術(shù)要求是：

（1）在運(yùn)輸管線的時(shí)候一定要將管線的兩端加上防護(hù)裝置來(lái)防止由于運(yùn)輸過(guò)程中的損害。主要是避免表面的防腐受到刮蹭、碰傷，在施工要用裝滿泥土的袋子來(lái)支撐管線。

（2）在裝卸管線時(shí)，尤其是用吊車(chē)進(jìn)行裝卸，吊具不能用鋼絲繩，或者用鋼鉤直接吊起。在卸管線，不能用撬、滾等辦法，這樣也容易劃傷、碰傷管線的防腐層。所以無(wú)論裝、卸都應(yīng)該嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行。

2.3 長(zhǎng)輸管道的組隊(duì)技術(shù)

長(zhǎng)輸管線中管道的組隊(duì)也是重要工序的一種，應(yīng)按照如下技術(shù)要求執(zhí)行：

（1）在經(jīng)行管線的組對(duì)之前，首先要嚴(yán)格對(duì)管道進(jìn)行檢查，看看管線是否有變形的部位，如果有發(fā)生變形的部位，可用脹管器來(lái)矯正，對(duì)于矯正后仍通不過(guò)檢測(cè)的管道，應(yīng)該采取切除變形部分，若矯正后合格的，可繼續(xù)使用。

（2）組裝管道時(shí)要對(duì)管道進(jìn)行清掃，管道內(nèi)的臟物清掃干凈，同時(shí)要將管線的兩端也清除干凈，都合格后方可進(jìn)行管道的組對(duì)。

（3）在管道組對(duì)時(shí)，尤其是在溝邊組對(duì)施工時(shí)，要求管道的外壁要距離施工管溝邊緣0.5-1米左右，同時(shí)要對(duì)每根管進(jìn)行穩(wěn)固支撐，對(duì)于土質(zhì)較松軟的地方可用土堆做為支撐物，而其他的區(qū)域可用裝滿土的袋子做為支撐物，嚴(yán)格禁止用鐵塊、石塊等堅(jiān)硬物做為支撐物。

2.4 管道的焊接技術(shù)

在焊接過(guò)程中的技術(shù)要求如下：

（1）焊接時(shí)不允許在坡口以外的任何地方引弧，管道焊接為多層焊，施焊時(shí)，層間應(yīng)清除干凈，相臨兩層焊點(diǎn)起點(diǎn)位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)30mm以上，熱焊道必須在根焊和道焊完成后立即進(jìn)行焊接，時(shí)間間隔必須控制在5min內(nèi)，否則應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱，每道焊口必須一次焊完。

（2）焊縫外觀檢查。

①焊后必須清除焊縫表面的藥皮和焊縫兩側(cè)的飛濺物；

②焊縫不得有缺陷；

③咬邊深度不得大于0.5mm，在任何300mm連續(xù)焊縫中只允許局部咬邊；

④焊后錯(cuò)邊量不得大于1mm，焊縫寬度應(yīng)比坡口寬0.5～2mm。

（3）缺陷修補(bǔ)。

①應(yīng)將母材上的缺陷打磨光滑，對(duì)超過(guò)一定限度的缺陷應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)；

②同部位的缺陷修補(bǔ)不得超過(guò)兩次，二次修補(bǔ)時(shí)應(yīng)經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人同意。

（4）應(yīng)進(jìn)行無(wú)損探傷，對(duì)探傷不合格的應(yīng)出返修通知單，返修后的焊縫進(jìn)行復(fù)探，焊縫返修不得超過(guò)兩次。

3 長(zhǎng)輸管道失效機(jī)理分析

3.1 長(zhǎng)輸管道主要的失效類(lèi)型

作為長(zhǎng)輸管道的失效類(lèi)型主要有以下幾種：

（1）管道的縱向斷裂。是由于管道的受到縱向力的作用而產(chǎn)生的，在切向摩擦力、縱向彎曲應(yīng)力以由于溫度差異產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力造成的。

（2）管道的環(huán)向斷裂。環(huán)向應(yīng)力引起管道內(nèi)部的工作壓力和豎向荷載，使截面產(chǎn)生內(nèi)彎曲應(yīng)力造成的斷裂現(xiàn)象。

（3）管道的接頭損壞。由于長(zhǎng)期埋在地面以下的管道會(huì)受到地面產(chǎn)生的不均勻沉降影響，會(huì)使管道的剛性接口產(chǎn)生滲漏，由于溫度變化引起鋼材收縮，造成連個(gè)相連接的管道接頭脫離，使承插口處的接口松脫，發(fā)生的泄露事故。

3.2 長(zhǎng)輸管道埋地失效直接原因

長(zhǎng)輸管道結(jié)構(gòu)失效，最終可以歸結(jié)為“荷載效應(yīng)”和“結(jié)構(gòu)抗力”這兩方面。直接或間接作用在埋地管道上的荷載，主要有管道結(jié)構(gòu)自重、覆土荷載、流體重力等恒載以及交通荷載、地面堆載、溫度荷載、管道內(nèi)壓、上浮荷載、地震荷載等活荷載。這些荷載引起管道發(fā)生變形、產(chǎn)生應(yīng)力、導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展。而且隨著管道服役時(shí)間的增長(zhǎng)，由于管道周?chē)馏w可能產(chǎn)生不均勻沉降或造成管道懸空，導(dǎo)致管道縱向彎曲應(yīng)力增加，需水量提高，導(dǎo)致供水壓力提高等原因，管道所受荷載會(huì)比設(shè)計(jì)之初有所增加；另一方面，隨著管道服役時(shí)間的增長(zhǎng)，金屬管道不斷腐蝕、塑料管道逐漸老化、裂紋逐步擴(kuò)展等因素，將導(dǎo)致管道材料抗力逐步下降。因此“荷載效應(yīng)”的增加和“結(jié)構(gòu)抗力”的衰退，是導(dǎo)致絕大多數(shù)埋地管道失效的最直接原因。

3.3 長(zhǎng)輸管道失效的過(guò)程

對(duì)于長(zhǎng)輸管道的失效過(guò)程主要分成三個(gè)階段：管道初始投產(chǎn)使用階段、正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段、失效老化階段。

（1）管道初始投產(chǎn)使用階段：主要是指管道施工結(jié)束后，投產(chǎn)使用后的頭幾年，這段時(shí)間會(huì)由于施工過(guò)程中存在的缺陷，造成管線失效、故障，管線的失效風(fēng)險(xiǎn)率會(huì)非常大。

（2）正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段：該階段是在使用過(guò)程中能夠持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的階段，同時(shí)存在的失效率相對(duì)其它兩個(gè)階段也是比較低的，但是該階段也是管道損傷的積累階段，隨著管道的運(yùn)行，其各方面也逐步老化，性能也隨著退化，這是由于在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，充分考慮了該階段的安全性能，管道在此階段出現(xiàn)失效的風(fēng)險(xiǎn)率不是很廣泛的。

（3）失效老化階段：管道達(dá)到老化階段，會(huì)由于抗力衰退造成損傷，不能抵抗住過(guò)重的外部載荷，產(chǎn)生管道的失效，該階段失效風(fēng)險(xiǎn)率是逐年升高的。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要是通過(guò)討論對(duì)長(zhǎng)輸管道施工及失效機(jī)理的分析，總結(jié)了管道施工的注意事項(xiàng)，找出了在使用過(guò)程中不同的工作階段產(chǎn)生的管道失效原因和失效的模式，希望能夠?qū)ν泄ぷ饔兴鶐椭?/p>

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