图中最大厚度δ2不应大于1.5δ1;如满足不了上图的要求应加过渡管。
如设计某条管线,设计压力1.6MPa,如选用φ159×6无缝钢管,当某一段由于受建筑物安全距离的限制,只能在距建筑物3m处敷设,那么管道必须选φ159×12。φ159×6与φ159×12二种不同的厚度的焊接,中间必须再选用φ159×8(9)的管道做为过渡管。
7.2管道焊接
城镇燃气的钢质管道,多数均选用无缝钢管,材质20#钢,符合《输送流体用无缝钢管》GB8163-1999,对其钢管焊接时,采用氩弧焊打底,E4315焊条填充和盖面。
7.3管道焊接及质量检验
1)管道焊接应按现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98的有关规定执行。
2)管道焊接完成后,进行强度试验及严密性试验之前,必须对所有焊缝进行100%外观检查和内部质量检验。
3)焊缝内部质量检查要求按以下规定执行:
A、设计压力PN≤5KPa时,可不进行探伤检验。
B、设计压力5KPa<PN≤0.4MPa时,应对焊缝总数的15%进行X射线探伤检验,且每个焊工不得少于一个焊缝。
C、设计压力0.4MPa<PN≤0.8MPa时,对所有焊缝进行100%超声波检验,20%X射探复检。当管道壁厚不能满足超声波检验要求时,应对焊缝总数的75%进行X射线探伤检验。
D、设计压力0.8MPa<PN≤1.6MPa时,对所有焊缝进行100%超声波检验,20%X射探复检。当管道壁厚不能满足超声波检验要求时,应对焊缝总数的100%进行X射线探伤检验。
对以上规定的焊缝外观质量不得低于《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98Ⅲ级质量要求;内部质量用超声波探伤不得低于《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》GB11345-89Ⅰ级质量要求;射线探伤不得低于《钢管焊缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》GB/T12605-90Ⅱ级质量要求。
4)对穿越或跨越铁路、公路、河流、桥梁、有轨电车及敷设在套管内的管道环向焊缝,必须进行100%的射探检验。外观质量不低于GB50236-98Ⅱ级质量要求,内部质量不低于GB/T12605-90Ⅱ级质量要求。
8、管道吹扫、试压、置换
8.1管道组焊合格后应依次进行管道吹扫、强度试验和严密性试验。
8.2燃气管道穿(跨)越大中型河流、铁路、二级以上公路等特殊路段,应单独进行强度试验。
8.3 管道吹扫、强度试验及严密性试验前应编制实施方案,制定安全措施,确保施工人员及附近民众与设施的安全。
8.4 试验时应设巡视人员,无关人员不得进入。在试验的连续升压过程中和强度试验的稳压结束前,所有人员不得靠近试验区。人员离试验管道的安全间距按下表执行:
表3安全间距
管道设计压力(MPa) | 安全间距(m) |
<0.4 | 6 |
0.4~1.6 | 10 |
2.5~4.0 | 20 |
8.5管道吹扫和清管
8.5.1管道组焊合格后,由施工单位负责组织吹扫工作,并在吹扫前编制吹扫方案。
8.5.2每次吹扫管道的长度不宜超过500米,当管道长度超过500米时,宜分段吹扫。
8.5.3调压计量站(箱、柜)不应参加管道吹扫。
8.5.4吹扫口应设在开阔地段并加固,吹扫时应设安全区域,吹扫出口前严禁站人。
8.5.5吹扫压力不得大于管道的设计压力,且不应大于0.3MPa。
8.5.6吹扫介质采用压缩空气。
8.5.7吹扫气体流速≥20m/s。
8.5.8当目测排气无烟尘时,在排气口设置白布或涂白漆木靶检验,5min内靶上无铁锈、尘土等其他杂物为合格。
8.5.9主管和支管接管前,应对管径≥DN100,长度≥50m的管道进行清管球清管,清管时应设置临时收发球装置和吹扫口,清管次数不少于2次,检查无污物为合格,清管后再进行支管连接。
8.6 强度试验
8.6.1强度试验压力和介质:
表4 强度试验压力和介质
设计压力PN(MPa) | 试验介质 | 试验压力(MPa) |
PN>0.8 | 洁净水 | 1.5PN |
PN≤0.8 | 压缩空气 | 1.5PN且≮0.4 |
8.6.2管道应分段进行压力试验,试验管道分段最大长度宜按下表执行:
表5 管段试压分段最大长度
设计压力PN(MPa) | 试验管段最大长度(m) |
PN≤0.4 | 1000 |
0.4<PN≤1.6 | 5000 |
1.6<PN≤4.0 | 10000 |
8.6.3进行强度试验时,压力应逐步缓升,首先升至试验压力的50%,应进行初检,如无泄漏、异常,继续升压至试验压力,然后宜稳压1h后,观察压力计不应少于30min,无压力降为合格。
8.6.4试压合格的管段相互连接的焊缝,经射线照相检验,达《钢管焊缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》GB/T 12605-90Ⅱ级合格后,可不再进行强度试验。
8.6.5强度试验按《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005的规定,钢管PN>0.8MPa试验价质只能用水,但根据现场实际情况用水为介质进行强度试验,带来很多弊病,管道排水及排水的地方、管道干燥、工程周期长、费用多等等问题,而GB50251-2003中表10.2.3三四级城区及输气站内工艺管道,空气试压条件,试压时最大环向压力,三级地区<50%,四级地城<40%时都可以用气体进行压力试验。环向压力计算公式:
式中:δ-环向压力(MPa)
δ3-钢管的最小屈服强度(MPa)
P-强度试验时最大操作压力(MPa)
D-钢管外径(cm)
城镇燃气管道的材料一般选用无缝钢管,制管标准GB8163,管材的屈服强度δs=245mpa,常用的管材按货源的最小壁厚为:φ57×3.5、φ89×4、φ108×4、φ159×5、φ219×6、φ273×7;不同设计压力,强度试验1.5倍时,最大环向压力见下表:
设计压力(MPa) | 1.6 | 2.5 | 4.0 | |
试验压力1.5P(MPa) | 2.4 | 3.75 | 6.0 | |
试压时最大环向压力δ | φ57×3.5 | 19.5 | 33.5 | 48.9 |
φ89×4 | 26.7 | 41.7 | 66.8 | |
φ108×4 | 32.4 | 50.6 | 81 | |
φ159×5 | 38.2 | 59.6 | 95.4 | |
φ219×6 | 43.8 | 68.4 | 109.5 | |
φ273×7 | 46.8 | 73.1 | 117 | |
环向压力与屈服强度之比δ/δs | φ57×3.5 | 8% | 12.5% | 19.9% |
φ89×4 | 11% | 17% | 27% | |
φ108×4 | 13.3% | 20.7% | 33.1% | |
φ159×5 | 15.6% | 24.3% | 38.9% | |
φ219×6 | 17.9% | 27.9% | 44.7% | |
φ273×7 | 19.1% | 29.8% | 47.8% |
从上表中可以看出,一般城镇燃气设计都不会高于2.5MPa(高压B)管径多数在φ273以下,因此城镇燃气按上表计算用空气介质进行试压,符合GB50251-2003的要求,但又不付合城镇燃气输配工程施工和验收规范CJJ51-2005的要求,因此我的看法是在设计的文件中应按CJJ51-2005要求缩写,而在实际操作采用空气进行试压也是安全的。为了确工程中的安全,若选用空气做介质进行强度试验,应采取如下措施,一、在工程施工联络单上,建设方、监理、设计、施工均应认可,二、应有施工组织设计,在其内容应有具体方案和应急措施,三、试压期间,根据压力情况对管道周边的人员进行必要的疏散,四、选择最佳的试压时间。
8.7严密性试验
8.7.1强度试验合格、管线回填后,全线整体进行严密性试验,严密性试验介质采用压缩空气,试验压力应满足下列要求:
A、设计压力<5kPa时,试验压力应为20kPa。
B、设计压力≥5kPa时,试验压力为设计压力的1.15倍,且不得小于0.1MPa。
8.7.2严密性试验稳压持续时间为24h,每小时记录不少于1次,修正压力降小于133Pa为合格。
8.8置换
8.8.1供气管道投运前应进行气体置换。
8.8.1.1先用氮气置换管道内的空气;
8.8.1.2再用天然气置换管道内的氮气;
8.8.1.3置换的管道内气体流速不大于5m/s。
8.8.2置换放空口应设置在宽广的地带,放空区周围严禁火源及静电火花产生。
8.8.3非本工程人员和各种车辆应远离放空区,放空立管口应固定牢靠。
8.8.4放空口的气体必须符合下列要求才为合格:
8.8.4.1氮气置换空气:放空气体测定的含氧量小于2%。
8.8.4.2天然气置换氮气时,放空口放空气体边续三次(每次不少于5mm),测定燃气浓度值均大于90%为合格。
9、特殊段处理
9.1燃气管道不得穿越的地方
地下燃气管道不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越。严禁在排水沟、污水沟内敷设。
9.2地下燃气管道从排水管(沟),热力管沟,隧道及其他各种用途沟槽内穿越时,应将燃气管道敷设于套管内,套管伸出构筑物的外壁不应小于表6.3.3-1中燃气管道与该构筑物的水平净距,套管两端应采用柔性的防腐、防水材料密封。
9.3燃气管道穿越铁路、公路
9.3.1穿越铁路或高速公路应加套管;
1)、铁路轨底至套管顶不应小于1.2m;
2)套管内径应比燃气管道外径大100mm以上;
3)套管两端与燃气管道的间隙应采用柔性的防腐、防水材料密封,其一端应装设检漏管。
4)套管用钢管或钢筋混凝土管,有采用阴保的燃气管道,为保障套管内的燃气管也能正常处于阴保工作中,套管应采用钢筋凝土管。
9.3.2燃气管道不加套管穿越公路
对一般公路、厂区的道路,可以不加套管,按从钢质管道穿越铁路和公路推荐作法SY/T0325-2001中要求,管顶致路面埋深不小于1.2m。
9.3.3加套管与不加套管的比较
1)加套管时燃气管道保护更好,不受外力作用;
2)检修时若在原位换管,可以利用原套管,不会损伤公路(大开挖)或对公路或铁路进行土建工程(如顶管等);
3)不加套管埋深足够,不会因为外力作用而影响管响管道安全。
4)不加套管节约费用,施工方便。
5)一般情况下,检修或更换管道,为了不影响用户供气,不可能停气后再更换,而是事先把需要更换管道穿越之后,再进行停气碰口,节约停气时间。因此原穿越管道的套管只有报废。
6)对规划路在管道敷设时最好加套管,避免在规划路施工时,有大型机械经过和道路建设时伤害到管道的安全。
7)成都市城镇燃气管道除三环路的管道加套管,其他燃气管道穿越各种街道、道路大多数采用直埋。
9.3.4加套管的安装图
加套管有加检漏管和不加检漏管二种形式,对重要地段应加检漏管,如铁路穿越,套管有钢质和钢筋凝土二种,若管道有阴保,应采用钢筋混凝土套管。
对大中型穿越有特殊要求,在这里就不讲,在城镇燃气敷设中会迁到各种数型的炮台渠,一般要求河床的复土原度根据水流冲刷条件及规划河床确定,对不拿航的不应小于0.5m。一般可以按下图的作法:
1)直穿: