天然氣作為新的綠色能源已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于能源，化工，材料等領(lǐng)域。天然氣輸送管道為天然氣的應(yīng)用提供可靠的保證。氣化咸陽長輸天然氣管道沿線經(jīng)山地，溝壑，河谷，村莊，林地農(nóng)田，地形地貌復(fù)雜，高差懸殊，管道的施工難度大，本文主要對天然氣管道的焊接及防腐進行分析討論。

　　1管道焊接

　　1.1管道組對焊接

　　氣化咸陽長輸管道輸配工程乾縣至咸陽段標(biāo)段起于乾縣分輸站，經(jīng)乾縣、禮泉縣、咸陽市至北塬樞紐站，總體為西北-東南走向，線路全長約37km。設(shè)計壓力4.0MPa，管徑406.4mm，全線共設(shè)1座線路截斷閥室。管線采用材質(zhì)為L360M的螺旋縫埋弧焊鋼管和直縫埋弧焊鋼管，采用氬弧焊打底，手工電弧焊填充蓋面的方式進行。L360M鋼管焊接采用J507電焊條和TIG-J50焊絲。在管道焊接之前對坡口進行檢查，將坡口內(nèi)外面的20mm以內(nèi)的油污進行清除，還有就是清理鐵銹和水分等存在的雜物。兩管的中心線要在一條直線上，使用對管器進行組對，以保證管線的平直。兩焊接管端之間留出1~2mm間隙，管口組對合格后，方可進行定位焊。施焊時，要把每一道焊縫一次焊接完成，使得相鄰兩層之間的焊縫起點錯開在20~30mm之間，不允許焊縫隔夜完成[1]。焊接完畢后焊縫外觀應(yīng)符合以下條件：(1)每一道焊縫的寬度保持在坡口上寬為2~4mm之間。(2)每道焊縫的余高控制在0~1.6mm之間，局部不能超過3mm，且長度不得>50mm。(3)對焊縫的咬邊深度不能超過0.5mm，連續(xù)的長度不能超過30mm。(4)對焊縫的外觀要求無飛濺，無凹陷，無裂紋等不良現(xiàn)象。(5)焊口的焊縫錯邊量不能超過壁厚的8%。

　　1.2管道焊接的缺陷和防治

　　天然氣輸送管道的焊接質(zhì)量的好壞，直接決定著工程總體質(zhì)量的驗收是否合格。在本工程中常見的的焊接缺陷有咬邊，氣孔，圓形缺陷，異物，夾渣，未焊透，未熔合，焊瘤，弧坑等。其中氣孔最為常見，占到焊縫的缺陷質(zhì)量總量的70%。第一，對于存在于焊縫之內(nèi)的氣孔，此質(zhì)量缺陷減少了金屬之間的有效截面積，故而讓焊接接頭的強度降低了。第二，就是氣孔缺陷的邊緣，一般都會發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，若存在大量和密集的氣孔，就會使得焊縫的金屬組織疏松，焊接接頭的塑性得到了降低，不利于焊接質(zhì)量。第三，另外穿插通性的氣孔，使得焊縫的致密性得到了破壞，從而造成焊縫滲漏。第四，就是焊縫中的氫氣孔還有可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生和擴展[2]。這一切可以導(dǎo)致施工焊接過程中產(chǎn)生大量氣體的影響因素，諸如大氣環(huán)境、熔解于母材、焊絲以及焊條鋼芯中的氣體、焊條藥皮熔化過程中分解產(chǎn)生的氣體、焊絲和母材上的油污、水分以及銹斑等臟物受熱分解后產(chǎn)生的氣體以及焊接治金反應(yīng)生成的氣體等都是產(chǎn)生氣孔的原因。為了避免不利于焊接質(zhì)量氣孔的產(chǎn)生，這就要求我們在焊接施工過程中，要特別注意以下幾點：(1)對存在藥皮開裂、剝落、變質(zhì)、偏心或焊芯嚴(yán)重銹蝕的焊條不得使用。(2)焊劑和焊條在使用前，要按相應(yīng)的規(guī)定和要求對其進行烘烤。在烘干之后要求放在焊條保溫筒內(nèi)，做到隨用隨取。要特別指出的是，在焊條烘烤時，一定要嚴(yán)格按照焊條說明書的要求進行，不能以較低的烘干溫度、較長的烘烤時間來代替，也不要重復(fù)烘干。(3)在焊接前，要及時清理焊絲和母材的坡口及其兩側(cè)，對油污水分、銹斑等臟物進行徹底清除。(4)合適的焊接電流和焊接速度也是比較重要的，一般采用短弧焊接。為了減慢熔池的冷卻速度，一般采用焊前預(yù)熱的方法，這樣操作有利于氣體的充分逸出，從而可以避免產(chǎn)生氣孔的不良缺陷。(5)在管道焊接時，還要避免風(fēng)吹雨淋等惡劣環(huán)境帶來的不良影響。在焊接管道時，應(yīng)當(dāng)注意管內(nèi)穿堂風(fēng)的影響。

　　2管道焊縫防腐

　　2.1管道防腐流程

　　由于天然氣管道將埋地碳鋼管道在地下，將會和土壤中的水分，空氣，游離態(tài)帶電離子，干擾電流進行電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕，焊縫合格的防腐處理將保證管道的安全可靠運行。本工程的天然氣管道焊縫采用3PE進行防腐處理，經(jīng)過除銹，涂環(huán)氧底漆，熱縮帶補口，電火花檢測等工序，最終完成管道焊縫的防腐。

　　2.2管道焊縫處理

　　焊縫及其附近的毛刺、焊渣、飛濺物、焊瘤、污物、油和雜質(zhì)等應(yīng)清理干凈。聚乙烯層和焊口裸鋼之間的倒角是否<30°，聚乙烯層坡口寬度應(yīng)>15mm，且應(yīng)圓滑過渡。應(yīng)將補口部位的鋼管預(yù)熱至露點以上至少3℃。

　　2.3現(xiàn)場補口

　　用火焰加熱器對補口部位進行加熱，排除管道表面的水分，加熱溫度為鋼管表面溫度50℃，表面處理完4h內(nèi)涂上第一道雙組分環(huán)氧涂料底漆，環(huán)氧底漆干膜厚度≥200μm。接著對熱縮帶進行加熱，從管底到管頂逐步使熱收縮帶均勻收縮，當(dāng)熱收縮補口帶(套)在收縮過程中，應(yīng)用輥子輕輕在熱收縮補口帶(套)表面滾動，將管線外表面與熱收縮補口帶(套)間的空氣趕出，使之粘結(jié)牢固。至端部約50mm時，將火焰調(diào)小，轉(zhuǎn)從測向向內(nèi)加熱膠面;至膠融和后，在緩緩加熱熱收縮帶，直至端部周向底膠均勻溢出[3]。熱收縮補口帶(套)的寬度要將裸露的管材金屬表面完全覆蓋，在熱縮帶或者熱縮帶纏繞完成并且冷卻收縮后，和管到原有兩端的3PE聚乙烯層搭接寬度應(yīng)≥100mm。熱收縮帶的周向搭接寬度一般要求>80mm。收縮帶表面應(yīng)平整嚴(yán)密、無皺折、無氣泡、無空鼓、無氣泡和卷邊、無任何燒焦、碳化或開裂等缺陷。

　　2.4防腐層檢漏及處理措施

　　所有施工完的熱收縮補口帶(套)都應(yīng)采用電火化檢漏進行100%的檢測。檢漏電壓≥15kV，檢測速度為200~300mm/s。若有漏點，應(yīng)重新補口并檢漏直至檢漏合格。不同的損傷采用不同的補傷方法。直徑<30mm的損傷(包括針孔在內(nèi))，一般情況下采用輻射交聯(lián)聚乙烯補口傷片來進行修補。補傷片對聚乙烯的剝離強度不低于50N/cm.對于>30mm的損傷，先用補傷片進行補傷，然后在修補處包覆一條熱收縮帶，包覆寬度應(yīng)比補傷片的兩邊至少各>50mm。

　　3管道試壓

　　輸氣管道的設(shè)計壓力為4.0MPa，采用潔凈水作為介質(zhì)進行試壓。在對輸氣管道進行清管及試壓前，在每個試驗段兩端將壓力和溫度記錄儀表安裝好。壓力表的刻度范圍應(yīng)為試驗壓力的1.5~2.0倍，精度不低于1.5級，溫度計分度值≤1℃。壓力表在試壓管體的首末端兩端各安裝一支。輸氣管線在低處作為注水口，高處作為排氣口。按照管道試壓規(guī)范和施工組織設(shè)計的要求，管道強度試驗壓力一般為設(shè)計壓力的1.5倍，緩慢進行升壓，在管道壓力分別升至試驗壓力的30%和60%時，各穩(wěn)壓30min，檢查管道壓力若沒有壓降，則繼續(xù)升壓至強度試驗壓力，穩(wěn)壓4h，此時目測管道無變形、不破裂、無滲漏。管道的嚴(yán)密性試驗壓力為設(shè)計壓力，在管道強度試驗完畢后使管道的壓力降至設(shè)計壓力，穩(wěn)壓24h，允許有1%的壓力降。在升壓或穩(wěn)壓期間，若發(fā)現(xiàn)泄漏等問題，應(yīng)首先進行停機或停止試壓，然后進行泄壓，在焊接前將管內(nèi)壓力降至0MPa，方可按照焊接施工方案進行焊接作業(yè)，然后根據(jù)規(guī)程重新進行強壓試驗。由于地區(qū)氣候溫度的影響，壓力變化會超出規(guī)定范圍，應(yīng)盡量選在溫度變化不大的時節(jié)進行試壓[4]。

　　4結(jié)語

　　綜上所述，天然氣長輸管道施工地形復(fù)雜，協(xié)調(diào)難度大，管道施工難度大，焊接要求和防腐要求高，要不同的工種依次進行施工作業(yè)。為了加快施工的進度，提高施工作業(yè)的效率，應(yīng)盡力提高各工藝，各工種施工的合格率，緊抓施工中容易出現(xiàn)的問題，如焊接中焊縫氣孔，補口中熱縮帶搭接寬度不夠，應(yīng)盡量避免這些問題的重復(fù)出現(xiàn)，這樣可以顯著提高工程的施工速度，創(chuàng)造更大的價值。

　　參考文獻：

　　[1]石宇熙.天然氣管道安裝與防腐技術(shù)[J].焊管，2001,24(06):53.

　　[2]喻焰.埋地天然氣管道防腐技術(shù)的新進展[J].煤與熱力2001,21(06):15.

　　[3]文彬，萬昊.山區(qū)地段輸氣管道的設(shè)計與施工淺談[J].化工設(shè)備與管道，2009,46(1):33.

　　[4]SY0401—98《輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規(guī)范》[S].

　　《天然氣長輸管道安裝施工工藝探討》來源：《中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》，作者：孫參軍