长输管道技术施工要点(八分公司-孙艳)

1、天然气长输管道施工技术总结八分公司孙艳摘要：本技术总结含盖了天然气长输管道施工中关键工序，对安装单位的工作内容进行了详述，这些内容包括：交接桩、测量放线、施工作业带清理、运布管、管道组对焊接、防腐补口补伤、管沟开挖与回填、管线下沟、清管扫线、测径试压等，但对安装外及非关键工序的内容不做详述，这些内容包括：水工保护工程、地貌恢复、无损检测、阴极保护、管道回填后的地面音频检漏等。引言：天然气长距离输送管道工程是我西气东输、调整结构产业和环境保护的利国利民工程，该类工程为野外作业，具有施工线路长、施工环境复杂、管径大、管壁厚、焊接质量要求高等特点。本技术要点在编写过程中，进行了广泛的调研，对西气东输

2、等有关资料进行了收集，认真总结和吸取了当前管道施工技术水平和实践经验，力求做到技术先进，确保工程质量和经济合理，既考虑到分公司目前的施工水平，又考虑到今后的发展方向，尽量与国内、国外先进规范接轨。正文：一、主要施工设备：全站仪一台，75KW、50KW发电机两台，500熊谷半自动焊机送丝机4台套，400熊谷根焊焊机2台，吊管机（或履带吊）1台，挖机1台，内对口器1台（或液压式外对口器1台），打压泵1台（或高压风车1台）。说明：以上施工设备是以一个机组（6个焊工，其中2人根焊、2人填充、2人盖面）配备的，可根据施工机组确定倍数。二、主要材料：防腐钢管（螺旋缝埋弧钢管）、防腐钢管（直缝埋弧钢管，用于

3、穿越、站内管道），热煨弯头、冷弯头（外委加工）、热伸缩带（套）、补伤片、冷缠带、纤维素焊条、焊丝、警示带等。三、人员组织：每个机组配备焊工6人，管工2人，壮工12人（扫线、清管、磨口等，可根据作业带实际情况调整），防腐工4人。机修电工1人（维护），司机2人。四、工程特点 长输管道作为铁路、公路、海运、民用航空和长输管道五大运输行业之一。其输送介质，除常见的石油、天然气外，还有工业用气体如氧气、CO2、乙烯、液氨、矿浆、煤浆等介质。管道作为运输行业中一个单独系统，与其他运输系统有以下几方面的不同点：  1管道与输送介质相对流动，这就要求管道内部尽可能光滑，减少磨阻。 

4、;     2管道是相对固定的。即管道埋于地下，除改造、敷设新线路等原因外，管道一般不会发生位移。      3输送的连续性。即管道一旦建成、投产，一般情况下应连续运行，相应地增加了不停输带压维修的操作难度和危险性。      4在役运行的管道对地面建构筑物或区域长期构成威胁，尤其是天然气、煤气、等易燃气体管道，其威胁程度更大。      5长输管道除特殊地形，一般均为地下敷设，运行中不易发现潜在的危险，尤

5、其是建设中未检出的缺陷。      通过上述分析，说明管道质量对其安全运行和使用寿命是非常重要的。因此，管道焊接质量是影响管道质量的极其重要的因素。 五、操作要点 在正式施工前的准备工作包括交接桩、工机具及进场材料报验、HSE“两书一表”报验、焊工考试等。 1、测量放线首先进行交接桩，交接桩由建设、设计、监理、施工四方共同参加交接桩工作，由线路起点开始，逐段交接至终点。交接内容包括：线路控制桩（里程、转角、加桩）。管道测量先测定出线路轴线和施工作业带边界线，并在其上每100m设置一个桩（百米桩）；在线路轴线上根据设计图纸要求设置纵向变坡桩、曲线

6、加密桩、标志桩。除按特殊要求标注外，各桩还均应注明里程、地面高程、管底高程和挖深。测量放线采用的仪器为全站仪，可以方便的测量出桩与桩的距离、角度，便于组织供货。由于施工线路距离长，地面情况错综复杂，因此在交接桩时必须备好摄象机和数码相机，并寻找便于记忆的参照物进行摄像和照相，桩点做好记录，以后踏线要不低于3次。施工测量放线允许误差应符合以下规定:长度测量误差为±1；角度测量误差为±2；标高测量误差为±50mm。2、施工作业带清理施工前，建设单位应组织有关人员会同地方政府有关部门对临时占地宽度内地上、地下各种建（构）筑物和植（作）物、林木等进行清点造册，办理征（占）

7、地手续。施工作业带清理及平整由具有熟悉了解本段扫线区域内自然状况、施工技术要求且具有一定公关、沟通能力的人员带队进行。在施工带范围内，对于影响施工机具通行或施工作业的石块、杂草、树木清理干净，沟、坎予以平整，有积水的地势低洼地段应排水。施工作业带清理、平整遵循保护农田、果林、植被及配套设施，减少或防止产生水土流失的原则，尽量减少农田、果林地段的占地、占用，并尽量注意保护。施工作业带通过农田灌溉沟渠、排水冲沟时，应采取埋涵管等临时通水措施。由于施工作业带可能会通过坟区、林场、甚至宅基地，通过此区域可能赔偿非常高，因此要及时与甲方联系，如更改施工线路，必须提前确定新的转角点，再行扫线，否则会造成二

8、次赔偿。3、防腐管运输与布管防腐管运输指由钢管堆放地点用运输车辆将防腐管运送至施工工地。运管前应会同甲方、监理、防腐厂质保人员共同逐根检查验收防腐管的数量及防腐层质量情况及出厂合格证单据，并经各方检查验收人员在交接单上签字确认。布管时可自制布管车，车上垫橡胶轮胎，防止损伤防腐层。沟上布管前，每根管下面均设一个管土墩，平地管墩高度为0.4-0.5米。管中心距离挖沟中心线不低于2米，防止管沟塌方。布管应在施工作业带管道组装一侧进行，布好的管子首尾衔接，相邻两管口呈锯齿形分开(如图)，管口错开1个管口距离，管子应布放在预先垫好的土堆或土袋上。布管的间距与管长保持基本一致。布管时，每1520根管核对一

9、次距离，发现过疏或过密应及时调整。布管后不同壁厚、材质、不同防腐等级分界点与设计图纸的要求的分界点不超过12m。4、坡口加工坡口加工程序如下：清管洗口管口检查和修理测量、编号、标记记录。用自制清管器（见下图）清除管内杂物、灰尘。当管内有较多泥污和杂物时，应换好干净的软底鞋（解放鞋、球鞋）进入管内，用棉纱、笤帚将管内清扫干净。经清扫的管子及时组对，以免管子二次污染。清管器的做法：用钢筋（14）组焊，两端圆环上缠绕=30的聚氨酯泡沫条（宽度80100mm）。用电动钢丝刷或磨光机清洗管口内外表面，管端10mm范围内应无油污、铁锈、油漆和污垢，露出金属本色。管端10mm范围内螺旋焊缝或直缝余高打磨掉并

10、平缓过渡。管端坡口如有机械加工形成的内卷边，用锉刀或电动砂轮机清除整平，以利于焊口探伤评定。管口清理时将钢管出厂编号、防腐厂编号、防腐等级、单根管长度记录于管道施工记录表中，此记录必须与工程同步，否则，会对后续资料整理带来很大麻烦。坡口加工时一定要注意母材坡口是否有损伤，如有则一定要将其做环行切割，否则探伤时会造成不合格。管口清理速度不宜过快，应和管道组对工序相距不超过5根管的距离。5、管道组对钢管组对前对钢管及管件进行外观检查，坡口表面应整齐光洁，管道内无砂土。管道组对前采用自制清管器对管道进行清管作业，保证管内洁净。管道组对采用内对口器（或外口器），并在根焊完成一半后再拆卸移动对管器；移动

11、对管器时，管子应保持平衡。不得采用任何方式强行组对。在穿越公路、河流、河渠处及弯头、弯管及大于5°的弹性敷设处和其他阻碍管道连续施工处，组对时间隔留口，并预留好连接口时所用的管段，下沟后再行连接。钢管对接后，在焊口200mm处测量平直度，其偏差值 1mm ，对口间隙为23mm。管口组对规定一览表序号检查项目规定要求1坡口符合“焊接工艺规程”要求2管口清理（10mm范围内）和修口管口完好无损，无铁锈、油污、油漆、毛刺3管端螺旋焊缝或直缝余高打磨端部150±5mm范围内焊缝余高打磨掉，并平缓过渡4两管口螺纹焊缝或直缝间距错开间距不小于100mm弧长5错边量沿周长均匀分布，当壁厚

12、为14.6mm时，不大于2mm；当壁厚为17.5mm时，不大于2.2mm；当壁厚为21.0mm时，不大于2.5mm；6钢管短节长度不小于1.5m7相邻和方向相反的两个弯管中间直管段长不小于1.5m8管子对接不允许割斜口。由于管口没有对准而造成的3°以内的偏斜，不算斜口。9过渡坡口厚壁管内侧打磨至薄壁管厚度，锐角为14°30°10手工焊接作业空间不小于0.4m11半自动焊接作业空间沟上焊距管壁不小于0.5m。沟下焊管壁距沟壁不小于0.8m，管壁距沟底不小于0.5m。在这一工序易发生的质量问题是管内有异物、组对间隙过大或过小，平直度偏差过大甚至出现斜口，尤其在连头的时

13、候。连头的时候由于组对的是死口，管道两边由于已全部连接起来，基本无法移动，这就要求下料必须准确，组对快速，因为温差对管子的影响也非常大。如果由于温差原因致使连头管子变短，可不必强行组对，应等第二天待管子变长后再行组对。附：天然气管道连头操作规程1）管线找平、找正目测，使用吊机、吊带；调整两端管道到一条轴线。拉线（上、下、左、右）精调。2）测量下管尺寸沿管轴长找三点划线，下料要留余量20mm；去除防腐层。3）去除防腐层后重新划线、切割采用三式划线管口切割；切割后按规范要求打磨管口、坡口。4）组对起吊垫高一侧管头；下管组对另一侧管头。调整对口间隙，符合规范要求；5）焊接6）起吊另一侧管头，组对调整

14、吊管带位置，调整对口间隙至符合规范要求；焊接；对口困难时，可调整另一侧管段。7）在操作过程中，不得损伤防腐层。6、焊接与检验6.1焊接方式1）在管道焊接前应有经审查通过的根据设计管材、管型做的焊接工艺评定和焊接工艺说明书。2）焊接方式采用手工焊和半自动焊。根焊道手工电弧焊全位置下向焊接，填充和盖面采用半自动焊。3）采用多层法焊接，施工时层间熔渣一定要清除干净，并进行外观检查，合格后方可进行下一层焊接。根焊、填充、盖面均采用2名焊工同时焊接，流水作业，之间间隔不超过10分钟。各层间接头必须错开20至30mm。管道焊接间断两小时以上时，必须用盲板临时封堵管端，防止杂物进入管内。当相邻两管段连接（碰

15、死口）焊接时，将施焊环境尽量选择在20左右，以减少温差应力，否则应当采取焊后保温措施，可在焊口缠绕一圈石棉带，延缓焊口冷却时间。6.2焊缝表面质量要求1）焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。2）咬边长度不得大于 0.5mm ，在任何长 304.8mm 的连续长度中，焊缝两侧咬边累计长度不得大于 50.8mm 。3）焊缝错边量不超过1mm。4）焊缝宽度按坡口宽度每侧增加12mm ，余高为02.0mm，局部不超过3mm，且长度不大于50mm。6.3焊缝检验及缺陷修补管道焊缝质量在外观检查合格后进行无损探伤检查。本管道所有焊口均采用100%射线照相检验。射线探伤检验焊缝，按石油天然气钢质管

16、道对接焊缝射线照相及质量分级（SY4056-93）标准执行。经检验不合格的焊缝根据缺陷返修单进行返修，分析产生原因，提出改进措施。返修前将缺陷清理干净，待补焊部位应开宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定坡度。焊缝返修合格后，进行重新探伤，并认真做好各项记录。同部位返修次数不超过一次；返修后的检验按原检验标准进行。 7、防腐补口71对补口部位的钢管进行喷沙除锈，其表面质量应达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中规定的Sa21/2级。焊缝处的焊渣，毛刺等应清理干净。72 将管道的防腐层表面加热，打毛（宽度100mm）并清理干净，然后将钢管表面加热除去水气。73 补口处涂刷环氧底漆，涂刷

17、底漆时钢管表面温度为40-60（操作方法见环氧底漆产品包装表面），涂层厚度150-200m。 注意：不得用火直接烧烤底漆表面，在底漆表干前完成产品的安装。74 剥离热缩带下压边（PE面画搭接标志线一端）的保护膜并用中火加热内胶面至发亮，但片材不能收缩。并把热缩带下压边居中包裹于补口处，并用擀辊擀平，压紧；然后将所配胶条置于下压边端头部位，用小火加热至胶条融化；最后去掉产品的保护膜。75 轻微加热搭接部分下压边PE面，并用中火加热上压边的内胶面至发亮，但片材不收缩，然后将上压边对齐搭接线覆盖下压边压紧并趁热用擀辊擀出搭接处气泡。76 合理的利用擀辊和火焰的大小，将固定片中心部位对齐上压边端部覆盖

18、于搭接处，再加热固定片内表面。边加热并用擀辊压紧固定片，以确保固定片与基材之间平整，无气泡。77 用大火沿管道周向从热缩带中部开始向一方向均匀加热，收缩完毕后再从中部向另一方加热，若在加热过程中出现皱，应停止加热并合理的利用擀辊消除褶皱，然后再继续进行加热，直到收缩带收缩完全，再对热缩带进行充分、均匀的补火，保持热缩带温度180以上两分钟，至胶从热缩带边缘溢出。注：此过程可对固定片进行直接加热，注意调整火的大小及火的移动速度，以确保安装好的产品无褶皱、无气泡、无瑕点、无裂口及分解变色等现象。78 烧烤完毕，若在热缩带任何部位出现气泡，趁热用擀辊轻压热缩带，将空气擀出，而后再对擀过气泡的部位进行

19、补火直至表面光滑、平整。防腐层破损后在管道下沟前补伤，可采用热熔胶外加补伤片的方法进行修补。补伤时，先将伤口周围切成斜茬，然后涂上热熔胶加盖补伤片，加热后应无气孔，四周应有粘胶溢出。补伤片与防腐层搭接宽度不小于100mm。防腐检漏：用电火花检测仪按设计要求电压（15000V）对修补处进行检漏，如发现漏点，在漏点做好标记，由防腐人员进行修补，以针孔检漏无漏点为合格。8、管沟开挖管沟开挖工序滞后管道组对工序两者距离相隔1.5公里为宜，并按规范进行检测及防腐补伤。管沟开挖前将测量桩移到弃土一侧的用地范围内，弃土时不得将测量桩埋掉。管沟开挖采用机械化方式，开挖前向机械手做好管沟断面，推土位置，地下隐蔽

20、工程分布情况及技术要求等交底工作，并指定专人配合。临时弃土堆放距管沟边缘距离不低于管沟深度，以免引起沟壁跨塌。在农田区开挖时，耕作土应单独堆放，并将表层耕作土靠边界线放置，下层土靠近管沟，以便复耕。管沟开挖深度严格按照设计图纸要求进行，对沟底虚土进行夯实，破坏其大孔隙和垂直节理，相应降低和减少黄土失陷性的危害。一般比设计要求超挖200mm左右，防止下管时带下积土，有效保证埋管深度。管沟开挖边坡根据土壤类别和土壤的力学性质确定，以保证不塌方，不偏帮为准。当管沟通过坎、斜坡时要防止管沟土壤被水冲刷流失，可根据水文地质条件做好地表水的排放、挖截水沟，设置截水墙等措施。管沟开挖后尽快下管，以免积水、塌

21、方。管线与其它埋地金属管道交叉时需垫绝缘物隔离，间距不小于0.3米，与电力、通信电缆交叉时垂直净距不小于0.5米。直线段管沟应顺直，曲线段管沟应圆滑过渡，并且保证设计要求的曲率半径。沟底不应有石块，石方段管沟壁不得有欲坠的石块。穿越公路、铁路和河流一般采用顶管法施工，穿越前先取得其主管部门的同意，并签定有关协议。施工地段两端设警示标志，在主管部门配合下套管两端伸出公路路肩或用地范围外2米。管沟开挖、管道组对、焊接、下沟回填紧密结合，完成一段、开挖一段，每段长度约1.5公里，完成后及时进行水工保护设施施工。9、管道下沟与回填管道下沟前进行沟底测量，清除沟中的块石、塌入的泥土、积水，对要求素土及加

22、灰土夯实段的沟底进行夯实度检查，整平沟底以达到设计要求。管道下沟使用履带式起重机，不能伤害防腐层涂料，吊起高度不超过1.5m，吊装时统一指挥，防止失稳、滚管和事故发生。管道下沟时，避免与沟壁挂碰，采取措施防止擦伤防腐层。管道放置于管沟中心位置，放好进行测量，管沟中心线的偏差250mm。对偏差部分进行纠偏，对悬空部位补填，采用两边压的方法保证其密实度。加套管穿越公路的管段要安装滑块，并在强度试压合格后再拖入套管内就位。为保护管道防腐层和减少磨损，对岩石或块石土段管道，管沟回填时管沟底部以下0.2m至管顶以上0.2m范围内，夯实回填细粒土，即粒径小于2mm的砂类土或粘性土等；管顶以上0.2m至地面

23、采用原土夯实回填。对细粒土段管道采用原土夯实回填即可。填土中心线高出地面0.2m0.3m，两侧呈弧形平缓过渡至地面，以利于散水。施工时及时回填，回填后的管沟都必须略高出原地面0.2m呈弧状，并做好排水，严防地表水在管线附近汇集，严格禁止采用“二次回填”方式。管沟回填完毕后，应恢复原有的地貌及田坎排水系统等，做到符合当地水利设施和水土保持的要求。地貌恢复后管道沿线设永久性地面标志，即：里程桩、转角桩、交叉标志和警示标志。里程桩和转角桩从管线起点至终点沿气流方向左侧距管中心1米处埋设，其编号要求连续，里程桩的最大间距不超过500米，一般过主要公路要求道路两边各埋设一个标志桩，乡村机耕道只需在道路一

24、边埋设一个标志桩，与埋地管道、通讯线缆等交叉处的正上方应埋设标志桩。阴极保护测试桩与里程桩结合设置。10、管道清管在管线两端安装收、发球装置。收、发球装置如下图所示发球筒图收球筒图1) 为使收球端排气不吹起灰尘，收球筒排气管可高出地面1.0m；2) 收球筒内堵板处应放置柔软物(如轮胎)，以防清管球撞至堵板；管道试压前采用清管器进行两次以上清管，清管接受装置在地势较高的地方，且附近没有建筑物及公路。采用压缩空气作为介质推动清管器进行清管, 将清管器放入发球筒并将其推入待清管段（至少推止大小头的小端）,清管器运行速度控制在45km/h，工作压力为0.050.2Mpa，如遇阻可提高其工作压力，但最大

25、不得超过设计压力。若清管器卡在管道内，用寻球仪找到清管器的准确位置，割断管线，取出清管器，重新连头后，重新清管。以排放口不再排出杂物为清管合格。清管程序如下：第一步：通直板双向8片聚乙烯盘清管器，清除固体物质和碎屑。第二步：通带钢丝盘刷清管器，清除灰尘和氧化皮。第三步：压力试验后通泡沫清管器，清除水气，同时用以检查管内清管的质量。特别需要注意的是清管器使用后，在下次清管前须检查清管器皮碗的外形尺寸变化、划伤程度，对磨损较大的皮碗须更换。11、压力试验压力试验可采用水压试验或气压试验。11.1水压试验11.1.1准备工作1)管道安装完毕,所有焊口无损检验合格。2)试压用压力表已经过校验，并在周期

26、内，精度不低于1.5级，表盘最大刻度为试压压力的1.5倍2倍。 3)水源备好，排水，紧急泄水管路畅通，排水泵试运转状况良好备用。4)试压管段两端采用加厚椭圆形封头进行封堵，并在末端堵头上设置一个临时排气阀。11.1.2试压程序1）充水时加入隔离球，防止空气存入管内。水注满充分浸泡24小时后开始试验。2）试水压时采用注水、排气分阶段升压，反复检查的方法进行。升压要缓慢进行，每升1.0Mpa 都要作检查，当升压至强度试验压力1/3时，停压15分钟，再升压至强度试验压力的2/3，停压15分钟，再升压至强度试验压力，稳压4小时，其压降不大于1%强度试验压力为合格。强度试压在夜间进行。4）严密性试验升压

27、至严密性试验压力时，稳压24小时，其压降不超过1%严密性试验压力为合格。5）强度和严密性试压合格后，应立即会同业主代表、监理工程师会签管道水压试验记录，拆除临时装置，泄压为零，排水前应打开补气阀，妥善处理好排水及其他善后事宜。11.1.3试压注意事项1）管段试压在回填后进行，试压前对试压所用管件、阀门、仪表等进行检查和校验，合格后方准使用。2）每段试压管段在首末两端安装压力表和温度计，其安装位置必须在无阳光照射之处，压力表精度不低于0.5级，温度计分值不小于1。3）管段的自然高差小于30米，并应选好高点排气和低点排水。4）水压试验时，为防止泥沙和杂物进入管道，在泵入口处安装过滤器。5）穿越二级

28、以上公路的管段，单独进行强度试验，合格后再与干线管段连接。6）管段穿越小型河流和一般公路不进行单独试压，与所在管道一道进行强度试验和严密性试验。7）在试压过程中，严禁敲击被试压管道以及与管道连接的任何部件。11.1.4吹扫试压时的安全技术要求1） 吹扫和试压作业前，必须设置可靠的通讯系统，沿线每隔23公里设置一个临时通讯点。2） 吹扫口设置在地势较高，人烟稀少的地方，吹扫在白天进行。3） 在升压过程中，工作人员不得上线检查，沿线路两侧各6米范围内划为禁区，不准无关人员、车辆及牲畜进入禁区。4） 消除在试压过程中发现的问题，若需焊接，焊接前将压力卸掉，经检查合格后重新试压至合格为止。11.2气压试验11.2.1、试压程序安装试压装置注气升压30强度试验值观察60强度试验值观察强度试验值稳压降平压严密性试验值稳压泄压在对所有试压装置进行检查后，开始升压，试验压力应均匀缓慢上升，每小时升压不得超过1MPa，在管线压力分别为30%试验压力和60%试验压力时停止升压，并稳压30分钟，对管道进行观察和使管内气体压力平衡，若未发现问题，便可继续升压直到试验压力，停止升压，观察30分钟，管线内压力平衡后开始强度试验。记录稳压开始时管内气体压力，并每半小时记录一次，稳压4小时后记录管内气体压力，并沿线检查，管道无断裂