■ 崔利軍

天然氣管道的施工與安全管理

■ 崔利軍

隨著我國天然氣的進一步開發(fā)，天然氣行業(yè)將面臨著新的機遇，也面臨著新的挑戰(zhàn)。無論是對原有管網(wǎng)的改造，或?qū)π鹿芫W(wǎng)的敷設，都必須強調(diào)安全，消除各種隱患。對天然氣管道應進行全過程和全生命周期內(nèi)管理和維護，最大程度地降低對天然氣管道造成的危害，保證天然氣管道安全平穩(wěn)運行，促進天然氣產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。

一、天然氣管材的選用

管材選擇是天然氣管道安裝的重要組成部分，在管材的選擇上，主要應考慮管徑的大小、管壁的厚度、材質(zhì)和焊接材料的性能。管道的管徑大小主要與其流量、流速有關(guān)，并且要根據(jù)介質(zhì)的壓力值、管頂?shù)膹屯辽疃燃昂奢d的分布形式確定管材與管壁厚度。對于焊接材料的選擇要充分考慮母材的化學成分、機械性能和使用條件，要考慮使用與母材相同的焊接材料，對焊接材料要進行認真的檢查，要均勻、沒有明顯的裂紋、脫皮或腐蝕現(xiàn)象，在儲存時要符合規(guī)定，避免因潮濕、雨水、霜凍及油質(zhì)的侵蝕影響焊接的結(jié)果。

屈強比是鋼管強度的技術(shù)指標之一。屈強比即屈服強度不抗拉強度之比值，表示材料塑性變形的能力，屈強比與材料的塑性變形能力和加工硬化能力有關(guān)，因此，提高鋼的屈強比，意味著低的加工硬化指數(shù)和低的均勻延伸率。從管道安全性考慮，高鋼級鋼管的屈強比不應過大，因為屈強比越大，環(huán)向應變允許值越小，試驗和運行壓力越接近鋼管的抗拉強度，母材和焊接接頭對缺陷的容忍能力就越小。在很多管道用鋼管的技術(shù)規(guī)范中對材料的屈強比進行了限制規(guī)定，一般在0.85～0.93范圍內(nèi)。隨著人們對天然氣需求的不斷增加，輸氣管道建設也得以迅速發(fā)展。天然氣管道輸送作為一種經(jīng)濟、安全、高效的輸送方式而被廣泛應用。

銅管則是人們較為熟悉的材料。根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會（中國）提供的資料，美國、英國及澳大利亞的燃氣系統(tǒng)已較為普遍地采用了銅管暗埋工藝。它易成型、易安裝、可塑性好，而且具有較高的強度，熔點高達1083℃）。在純氧中也不會燃燒，只會阻燃，在一般火災中不會熔化或者放出有害或有毒的氣體，銅的耐蝕性也非常好，在普通居室中可能遇見的各種介質(zhì)，銅幾乎都很耐蝕。退火銅盤管的長度可達50m以上，可充分滿足暗藏管無接口的要求。

新規(guī)范對室內(nèi)燃氣管道的管材選用時認為：室內(nèi)燃氣管道宜選用鋼管，也可選用銅管、不銹鋼管、鋁塑復合管和連接用軟管，并符合相關(guān)規(guī)定。鍍鋅鋼管因連接方式多以螺紋連接，如在室內(nèi)暗埋，存在較大安全隱患。燃氣管道暗埋應在住宅樓主體施工時配合土建工程施工；在早期預埋好管線，防止后期鑿樓板、梁、柱及墻面而破壞主體結(jié)構(gòu)，增加造價。部分剪力墻厚度較小，一般為100～200mm，加上內(nèi)部鋼筋，有時只有3～4cm可用空間。而現(xiàn)在高層住宅廚房配置的炊具用氣量較大，以進出口管徑妒35（厚1.2mm）為例，若采用1.2mm角鋼保護，所需的墻體厚度至少為7cm，顯然提供給管線暗埋的厚度不足。對此，為達到美觀、節(jié)約空間的效果，可采用水平管敷設在吊頂內(nèi)，豎管暗埋人分隔墻的辦法。新規(guī)范中更明確指出暗埋管不應有機械接頭，所以，鍍鋅鋼管不應用作家庭燃氣管道暗敷管材?？陕袷讲讳P鋼波紋管選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，設計使用壽命50年，具有補償性，可避免地震或建筑物沉降造成的燃氣泄漏。長度可任選擇，管體中部無接口，安裝方便，是燃氣管道暗埋的最優(yōu)選擇。

鋁塑復合管一般由中間層縱焊鋁管，內(nèi)外層PE（聚乙烯）以及鋁管與內(nèi)外層PE之間的熱熔膠共擠壓熱復合而成。聚乙烯的化學性能穩(wěn)定，在常溫下不溶于任何一種有機溶劑，燃點也很高，達340℃。中間夾鋁層對聚乙烯起加強作用，使管材耐壓強度大大提高，并在彎曲時吸收管壁的反彈能量，使管可任意成型。管道長度可根據(jù)用戶要求任意截取，其配套生產(chǎn)的管接頭能使其與其它管材、管件，特別是鍍鋅管方便地連接。由鋁合金和阻燃材料復合而成，管道連接采用特制工具，一次成型，施工比較方便，但價格相對最高。

鋁塑復合管、銅管和不銹鋼波紋管都具有耐腐蝕、耐壓、耐高溫、阻燃、內(nèi)表面光滑、柔性抗震、安裝方便、與住宅同壽命的特點，但也有在外力沖擊下易破損、費用高的缺點。從國內(nèi)外的設計及應用來看，室內(nèi)暗埋管道主要采用無縫鋼管、塑鋁管、鋁塑復合管、銅管，后兩種應用比較普遍，銅管應用歷史最長。英、美燃氣公司在室內(nèi)燃氣管道上采用鋁塑復合管。美國和丹麥的燃氣管道非金屬化達90%，日本現(xiàn)在多采用不銹鋼波紋管。據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，采用銅管和不銹鋼波紋管較適合國內(nèi)的現(xiàn)實情況。由于現(xiàn)時高層住宅多采用混凝土框架加剪力墻結(jié)構(gòu)，而非通常的磚墻，在施工中給管線的暗埋提出更高的要求。

管材管件的質(zhì)量一定要符合規(guī)范要求?？⒐D上必須標明管道的位置及標高，燃氣公司、用戶須各留一份備查。燃氣管道不得與其它金屬結(jié)構(gòu)或中性導電體接觸。避免燃氣管帶電的可能性。管位選取應盡量避免可能產(chǎn)生高溫，并與電氣線路保持100mm以上的間距，保證絕緣。安全距離。管道布置原則上應置于天花吊頂、地板或墻體內(nèi)。暗設于墻體時管道高度宜在2.2m上以或0.2m以下，以及墻角等不易釘釘子的地方，并做到橫平豎直，衛(wèi)生間地板下不宜敷設管道。燃氣灶及熱水器前留閥門，外露墻外，灶前閥位于灶具側(cè)面，距灶臺面垂直間距100mm以上，水平間距150～500mm，熱水器前閥位置在熱水器下方150～300mm處。

國外長輸天然氣管道施工技術(shù)有許多成熟技術(shù)可供我們借鑒。國外主要是通過高鋼級管材的開發(fā)和應用減小壁厚，減輕鋼管的自重，并縮短焊接時間，從而大大降低鋼材耗量和管道建設成本。國外干線天然氣管道直徑一般在1000mm以上。西歐和北美地區(qū)的天然氣管道壓力普遍都在10MPa以上。廣泛采用內(nèi)涂層減阻技術(shù)，提高輸送能力，采用內(nèi)涂層后一般能提高輸氣量6～10%，同時還可有效減少設備的磨損和清管次數(shù)，延長管線使用壽命。國外制管技術(shù)發(fā)展較快，輸氣管道普遍采用X70級管材，提高管材韌性，增大壁厚。西方國家季節(jié)性調(diào)峰主要采用孔隙型和鹽穴型地下儲氣庫。而日調(diào)峰和周調(diào)峰等短期調(diào)峰則多利用管道末端儲氣及地下管束儲氣來實現(xiàn)。采用壓縮機機械干密封、磁性軸承和故障診斷等新技術(shù)，不僅可以延長軸承的使用壽命，取消潤滑油系統(tǒng)，降低壓縮機的運行成本，而且可以從根本上提高機組的可靠性和完整性。此外，采用復合材料增強管道強度的技術(shù)也正在開發(fā)，即在高鋼級鋼管外部包敷一層玻璃鋼和合成樹脂。采用這種管材可進一步提高管道的輸送壓力，降低建設成本，同時可增加管輸量以及提高鋼管抵抗各種破壞的能力和安全性。

二、天燃氣管道施工中的安全管理措施

天然氣作為一種環(huán)保清潔的能源，在我國各城市得到越來越多的使用。隨著天然氣管線的大規(guī)模敷設，天然氣城市管網(wǎng)安裝質(zhì)量將成為關(guān)系到千家萬戶生命、財產(chǎn)安全的大事。

現(xiàn)代居民小區(qū)的特點是住宅樓多、樓層較高供電面積大符合分布規(guī)律，小區(qū)的管道鋪設首先要按照小區(qū)的負荷容量和整體布局進行分塊，然后再進行鋪設設計，這樣可有效地提高設計效率，完善管道鋪設設計方案，不同的負荷等級對鋪設的要求不同，采取不同的管道鋪設方式，以采用放射式的方式，對附近的建筑物進行鋪設。

燃氣主接線是低壓燃氣的主體設計關(guān)鍵是，主線之間的連接方式以及各種設備的相互作用間的關(guān)系，主線的設計關(guān)系到一般小區(qū)燃氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和靈活性，對于不同螺層的燃氣設置不同，一般九層以上功能單一的建筑物，一般采用自備天然氣管道的一些常用的設備，這樣可以保障天然氣管道的安全可靠，同時也可以減少成本。

針對我國液化天然氣工程管理和質(zhì)量控制工作中存在的一些問題和不足，施工單位可通過采取以下措施來提高工程管理的質(zhì)量和水平?？刂埔夯烊粴夤こ淘跍蕚潆A段的質(zhì)量管理和控制，主要是設計質(zhì)量的管理和控制。施工設計水平的高低直接影響著液化天然氣工程施工的質(zhì)量和安全，因此必須要加強對施工設計的質(zhì)量管理和控制。

在工程開工前，施工單位要聯(lián)合建設單位、設計單位、監(jiān)督單位對液化天然氣工程的施工設計圖紙進行嚴格、全面、細致的會審，對施工過程中可能遇到或出現(xiàn)的一些技術(shù)或質(zhì)量問題進行協(xié)商，并在意見上達成一致，從而將一些問題消除在萌芽階段，減少和避免在工程施工過程中出現(xiàn)隨意變更設計圖紙的問題。設計單位要加強對相關(guān)設計人員的專業(yè)知識和業(yè)務素質(zhì)的培訓，使設計人員能夠充分地了解和把握液化天然氣工程的相關(guān)設計內(nèi)容和要求，并對其進行科學、合理、切實、有效的設計。設計人員在液化天然氣工程的設計過程中，要注意對資源的節(jié)約，提高管道的運行效率，從而強化對天然氣資源的利用水平。

建設單位要加強對施工單位資質(zhì)、能力、實際經(jīng)驗、技術(shù)裝備、人員整體素質(zhì)、社會信譽等方面的嚴格審查。施工單位必須按照施工設計的要求進行材料和設備的選購，并加強進場質(zhì)量檢查工作，盡可能在源頭上控制好液化天然氣工程的施工質(zhì)量。

管道的鋪設工作也具有一定技術(shù)含量，需要一支專業(yè)素質(zhì)很高的隊伍來鋪設，經(jīng)驗要求豐富，反應迅速，這樣才能從根本上解決管道鋪設過程中所遇到的問題，為更好地解決鋪設的問題，應該加強對天然氣管道鋪設人員的技術(shù)培訓，利用先進的監(jiān)測方式和網(wǎng)絡化的管理方式，將天然氣的管道輻射范圍分為幾個段，給每個人都分配任務量，給各個區(qū)都設置負責人，這樣出現(xiàn)問題就能夠及時找到負責人解決。落實責任可以提高工作效率，還能夠使工作越來越專業(yè)化，在平時要注重工作經(jīng)驗的積累和總結(jié)，使整個團隊都能夠積極向上，使出現(xiàn)應急情況的反應速度快速靈敏。

監(jiān)管人員應該提高自身的素質(zhì)，時刻保持與工作人員的交流，總結(jié)天然氣管道運行的經(jīng)驗，提高整個團隊的素質(zhì)，使天然氣管道發(fā)展得越來越好，建立高效的工作團隊。管理人員要充分調(diào)動積極性，對安全問題應該加強預防，管理人員應該增強自信心，有較高的責任意識，完善相關(guān)的制度，使每個環(huán)節(jié)都能夠按照一定的制度完成。

施工人員一定要按照相應的技術(shù)要求進行施工作業(yè)，加強對工藝流程的規(guī)范，確保工程施工技術(shù)的規(guī)范性、有序性和標準化。在液化天然氣工程完工后，施工單位要聯(lián)合相關(guān)質(zhì)檢單位對工程的施工質(zhì)量進行驗收，并做好相應的記錄和備案。在驗收完成后，施工建設單位還要安排專人進行日常質(zhì)量巡檢，以確保液化天然氣工程的正常運行使用。巡查人員要根據(jù)相關(guān)的工程記錄，定期對液化天然氣工程的質(zhì)量薄弱部分進行檢測和監(jiān)控，從而確保液化天然氣工程的運行安全。加強對運營維護人員的素質(zhì)提升，增強他們的安全生產(chǎn)意識，做好安全防范措施，完善事故處理應急機制，從而有效減少和避免液化天然氣工程出現(xiàn)質(zhì)量安全問題。

總之，隨著液化天然氣越來越多地應用于人們的生產(chǎn)、生活，其消防安全問題越來越突出。天然氣行業(yè)事故頻發(fā)，一次又一次地給人們敲響警鐘，作為高危行業(yè)，企業(yè)必須把安全與消防工作放在第一位。天然氣生產(chǎn)企業(yè)的安全消防管理工作，任重而道遠，采取強有力的措施，規(guī)范操作，強化操作人員的責任意識，認真落實工作責任制度，加強防護工作，有效杜絕安全責任事故。