CN112049986A - 一种天然气管道施工工艺 - Google Patents

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崔运涛
王弘
陈亮
马庆伟
蒋军
高进
张英菡
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Abstract

本发明公开了一种天然气管道施工工艺，包括测量放线、作业带清理、管沟开挖、运输布管、管口清理、组对焊接、检测修补、下沟回填等步骤，利用本发明的施工工艺，不但电弧稳定，热量集中，渣气保护效果好，焊接力度均匀，不易产生变形，且有利于根部焊道和热影响区的扩散氢逸出，从而使管道具有极强的韧性和很好的抗裂性能，还能够有效防止根部焊道开裂与管口损坏及“滚管”等现象的发生，在进一步提升熔合效果的同时避免下塌、咬边、夹渣、气孔等意外情况发生。

Description

一种天然气管道施工工艺
技术领域
本发明涉及一种天然气管道施工工艺
背景技术
天然气管道是指将天然气(包括油田生产的伴生气)从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，利用天然气管道输送天然气，是陆地上最为常见的传输方式，其具有运输成本低、占地少、建设快、油气运输量大、安全性能高、运输损耗少、无“三废”排放、发生泄露危险小、对环境污染小、受恶劣气候影响小、设备维修量小、便于管理、易于实现远程集中监控等优势，而天然气管道施工工艺作为国民经济以及社会发展的重要“生命线”，会在未来的发展建设中迎来更大的发展空间，但是，在现有的天然气管道施工过程中，存在着一定的的安全隐患，具体会包括因土质疏松而导致的管沟塌方，未采取防护措施出现交通事故，尖锐石块和生活垃圾被回填进管沟，以及法兰与阀门等设备出现裂纹并产生断裂等诸多情况发生，因此，如何对现有天然气管道施工工艺加以改进，从而进一步提高安全性能并避免上述缺陷发生，就成为了施工建设中的重要课题。
为此，中国专利103791157A号公开的名称为“一种天然气管道施工工艺”提供一种解决方案，该施工工艺利用管道支架制作安装→管道安装→管道焊接及探伤→管道试压及严密性试验→管道吹扫→管道刷漆、防腐等步骤，从而使管道内更为整洁，并具有很好的抗腐蚀效果，既提高了施工效率，又保证了施工质量，但该工艺容易出现下塌、咬边、夹渣、气孔等缺陷，且管道韧性和抗裂性能得不到有效保证，因此，该施工工艺具体效果还有待于进一步探讨。
发明内容
本发明的目的是通过一种天然气管道施工工艺，达到减少污染，保护环境的目的同时降低生产成本，提高劳动生产率，采用本施工工艺，既能避免产生熔渣，又能有效降低焊接冷却速度，从而使管道具有极强的韧性和很好的抗裂性能，而且不会出现下塌、咬边、夹渣、气孔等情况。
本发明所提出的一种天然气管道施工工艺，包括如下步骤：
(一)测量放线：接助定位仪对定位桩位置、线路及基标固定点位置进行测量，并利用白色石灰对中线和边界线进行画线，从而划定施工作业线；
(二)作业带清理：首先对施工现场及管道沿线的杂草、石块、障碍物等进行清理，然后对沟、坎、陡坡等进行处理并保持平整；
(三)管沟开挖：采取机械挖掘和人工修整的方式对管沟进行挖掘，其中，根据不同的土壤性质针对土质疏松的作业带进行支撑设置，并将放线白色石灰撒在坡度的边缘线上，其中，沟槽挖掘在边坡上进行，且使挖出的土堆放在沟的一侧；
(四)运输布管：利用吊车将做好防腐处理的钢管卸下，使钢管与钢管间首尾衔接，呈锯齿形排列，并用软土堆或装满植物碎粒的麻袋进行支撑，支撑高度为300-500mm；
(五)管口清理：利用清管器对管腔进行2-4次的清理，并使用紫铜锤对管口超标部分进行校正，与此同时，采用锉刀或者抛光机分别将管口内外壁所产生的毛刺、浮锈、油污等清理干净，保证其露出金属光泽；
(六)组对焊接：对管道焊接端进行坡口加工后将定位块置于坡口之间焊接，其中的坡口焊缝接头为V型坡口，角度为60°±5°，钝边为1～1.5mm，间隙为2mm，而管道断面应与管道中心垂直，其偏斜值不大于2.0mm。错口不应超过壁厚的10％，且不大于1mm，外壁的差值不应超过薄件厚度的10％，即差值不应超过1mm，且不大于4mm；
8、(七)检测修补：利用X射线对焊接后的焊口就行检测，对存在问题的焊口进行返修或者重焊，所述检测修补中焊口重焊条件为：
a、须返修的焊缝总长度超过焊口周长的30％；
b、裂纹长度超过焊缝长度的8％；
c、同一部位修补、返修累计超过两次。
(八)下沟回填：事先在沟内预先铺设细土，利用软吊带将管道放置于沟内，采用机械将土壤夯实，并使其高出原地面0.3m以上。
另外，所述组对焊接中焊缝层数分为四层，分别为根焊层、热焊层、填充层和盖面焊层，且其中的焊接根焊层电流为70-90A，焊接盖面焊层电流为140-180A。
本发明所提出的天然气管道施工工艺电弧稳定，热量集中，渣气保护效果好，焊接力度均匀，能够给根部焊道补充大量的热量，从而进一步减慢了根部焊道的冷却速度，并且有利于根部焊道和热影响区的扩散氢逸出，不但有效防止根部焊道开裂与管口损坏及“滚管”等现象的发生，还使管道具有极强的韧性和很好的抗裂性能，在进一步提升熔合效果的同时不易产生变形，且有效避免了下塌、咬边、夹渣、气孔等意外情况的发生。
具体实施方式
为使本发明的目的、效果及技术方案更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。
(一)测量放线：接助定位仪对定位桩位置、线路及基标固定点位置进行测量，并利用白色石灰对中线和边界线进行画线，从而划定施工作业线；
(二)作业带清理：首先对施工现场及管道沿线的杂草、石块、障碍物等进行清理，然后对沟、坎、陡坡等进行处理并保持平整，不得影响施工设备通过；
(三)管沟开挖：采取机械挖掘和人工修整的方式对管沟进行挖掘，其中，根据不同的土壤性质针对土质疏松的作业带进行支撑设置，支撑高度可根据土壤性质进行调整，例如土方及碎石土地段设置为1.1m，岩石地段设置为1.6m；局部弯头、弯管及碰死口地段则可设置为1.6m，并将放线白色石灰撒在坡度的边缘线上，该坡度大小可根据土质不同进行调整，土质为砾石或沙粘土时静压角为56度，坡度为1：0.67，土质为砂质粘土时静压角为63度，坡度为1：0.5，土质为粘土(页岩),时静压角为72度，坡度为1：0.33，其中，沟槽挖掘在边坡上进行，且使挖出的土堆放在沟的一侧，土堆的底边应与沟边保持0.6～1.0米的距离，且不得小于0.5米，高度不超过1.5m；
(四)运输布管：为了防止管口损坏及“滚管”等现象的发生，运输时要捆扎牢固，装卸时应使用专用尾钩，在布管阶段利用吊车将做好防腐处理的钢管卸下，使钢管与钢管间首尾衔接，呈锯齿形排列，并用软土堆或装满植物碎粒的麻袋进行支撑，支撑高度为300-500mm；
(五)管口清理：在管道施工前，管子从管厂出来后，经公路铁路多次倒运，管腔与管口容易出现杂物和变形及椭圆度超标等情况，会对管道组对焊接带来一定麻烦，因此，需利用清管器对管腔进行2-4次的清理，并使用紫铜锤对管口超标部分进行校正，与此同时，采用锉刀或者抛光机分别将管口内外壁所产生的毛刺、浮锈、油污等清理干净，保证其露出金属光泽；
(六)组对焊接：对管道焊接端进行坡口加工后将定位块置于坡口之间焊接，其中的坡口焊缝接头为V型坡口，角度为60°±5°，钝边为1～1.5mm，间隙为2mm，而管道断面应与管道中心垂直，其偏斜值不大于2.0mm。错口不应超过壁厚的10％，且不大于1mm，外壁的差值不应超过薄件厚度的10％，即差值不应超过1mm，且不大于4mm；
(七)检测修补：为了避免出现焊缝表面存在裂缝及焊接不熔合等意外的发生，需要利用X射线对焊接后的焊口就行检测，并对存在问题的焊口进行返修或者重焊，其中焊口重焊条件为：
a、须返修的焊缝总长度超过焊口周长的30％；
b、裂纹长度超过焊缝长度的8％；
c、同一部位修补、返修累计超过两次。
(八)下沟回填：事先在沟内预先铺设细土，利用软吊带将管道放置于沟内，从而避免损伤到管道外壁的防腐层，并采用机械将土壤夯实，并使其高出原地面0.3m以上。
另外，所述组对焊接中焊缝层数分为四层，分别为根焊层、热焊层、填充层和盖面焊层，所设置的根焊层电弧喷射能力强，能使背部具有良好的成形，从而完整地焊透根部，且进一步避免熔渣的产生，进而更好地对管道内壁进行保护，在防止烧穿的同时保持很好的清洁度；所设置的热焊层能够给根部焊道补充大量的热量，从而进一步减慢了根部焊道的冷却速度，并且有利于根部焊道和热影响区的扩散氢逸出，能防止根部焊道开裂，使管道具有极强的韧性和很好的抗裂性能；所设置的填充层能够有利于下层焊道的焊接，进一步提升熔合效果，避免产生杂质和裂缝，防止出现下塌、咬边、夹渣、气孔等缺陷；所设置的盖面焊层能够解决当坡口较宽时小量横向摆动仍然无法满足焊接条件等问题。
其中的焊接根焊层电流为70-90A，焊接盖面焊层电流为140-180A。采取此种方式进行焊接，电弧稳定，热量集中，渣气保护效果好，焊接力度均匀，不易产生变形，可有效避免下塌、咬边、夹渣、气孔等情况发生。

Claims (7)

1.一种天然气管道施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(一)测量放线：接助定位仪对定位桩位置、线路及基标固定点位置进行测量，并利用白色石灰对中线和边界线进行画线，从而划定施工作业线；
(二)作业带清理：首先对施工现场及管道沿线的杂草、石块、障碍物等进行清理，然后对沟、坎、陡坡等进行处理并保持平整；
(三)管沟开挖：采取机械挖掘和人工修整的方式对管沟进行挖掘，其中，根据不同的土壤性质针对土质疏松的作业带进行支撑设置，并将放线白色石灰撒在坡度的边缘线上，其中，沟槽挖掘在边坡上进行，且使挖出的土堆放在沟的一侧；
(四)运输布管：利用吊车将做好防腐处理的钢管卸下，使钢管与钢管间首尾衔接，呈锯齿形排列，并用软土堆或装满植物碎粒的麻袋进行支撑；
(五)管口清理：利用清管器对管腔进行2-4次的清理，并使用紫铜锤对管口超标部分进行校正，与此同时，采用锉刀或者抛光机分别将管口内外壁所产生的毛刺、浮锈、油污等清理干净，保证其露出金属光泽；
(六)组对焊接：对管道焊接端进行坡口加工后将定位块置于坡口之间焊接；
(七)检测修补：利用X射线对焊接后的焊口就行检测，对存在问题的焊口进行返修或者重焊；
(八)下沟回填：事先在沟内预先铺设细土，利用软吊带将管道放置于沟内，采用机械将土壤夯实，并使其高出原地面0.3m以上。
2.如权利要求1所述的施工工艺，其特征在于：所述组对焊接中焊缝层数分为四层，分别为根焊层、热焊层、填充层和盖面焊层。
3.如权利要求1所述的施工工艺，其特征在于：所述组对焊接中坡口加工的坡口焊缝接头为V型坡口，角度为60°±5°，钝边为1～1.5mm，间隙为2mm。
4.如权利要求1或2所述的施工工艺，其特征在于，所述组对焊接中焊接根焊层电流为70-90A，焊接盖面焊层电流为140-180A。
5.如权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，所述检测修补中焊口重焊条件为：
a、须返修的焊缝总长度超过焊口周长的30％；
b、裂纹长度超过焊缝长度的8％；
c、同一部位修补、返修累计超过两次。
6.如权利要求1或3所述的施工工艺，其特征在于：所述组对焊接中管道断面应与管道中心垂直，其偏斜值不大于2.0mm。错口不应超过壁厚的10％，且不大于1mm；外壁的差值不应超过薄件厚度的10％，即差值不应超过1mm，且不大于4mm。
7.如权利要求1所述的施工工艺，其特征在于：所述运输布管中利用软土堆或装满植物碎粒的麻袋进行支撑的高度为300-500mm。
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