楊偉勝

江蘇環(huán)宇建設(shè)工程有限公司，中國·江蘇 蘇州 215699

隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，對天然氣等資源的需求量日益增加，中國的長輸天然氣長輸管道的施工有了很大的發(fā)展，建成許多戰(zhàn)略管網(wǎng)。隨著天然氣長輸管道建設(shè)的推進(jìn)和一段時間的運(yùn)行，目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不少問題。相關(guān)單位需提升現(xiàn)有的施工技術(shù)及管理水平，從而切實保證天然氣長輸管道的施工安裝質(zhì)量。基于此，論文會根據(jù)天然氣長輸管道施工時的特點、安裝質(zhì)量影響的主要因素及新的技術(shù)和管理手段進(jìn)行要點分析，以此為相關(guān)人員提供一定的參考。

天然氣長輸管道；安裝；質(zhì)量控制；對策

1 針對天然氣長輸管道施工時的特點分析

1.1 關(guān)于施工影響因素的分析

天然氣長輸管道施工屬野外流動性作業(yè)，受到地形、建（構(gòu)）筑物、交通、天氣等諸多因素的影響，根據(jù)影響因素的不同主要可以分為管理因素、環(huán)境因素和技術(shù)因素，這三者將會在施工過程中對天然氣管道的施工質(zhì)量造成很大的影響。具有獨(dú)特的一些施工技術(shù)、管理方式；隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，長輸管道技術(shù)因素對施工質(zhì)量的影響也越來越大，并促進(jìn)了管理因素的不斷改進(jìn)。

1.2 關(guān)于施工質(zhì)量波動性的分析

天然氣長輸管道在施工過程中，施工質(zhì)量存在很大的波動性特點。通過對大量的缺陷、隱患和質(zhì)量事故做出的研究分析得知，在管道安裝過程時，其中每一個安裝工序?qū)φw工程質(zhì)量都有著很大的影響；如因強(qiáng)力組對，造成管道應(yīng)力集中；因管道防腐未檢出漏點，造成管道局部腐蝕；焊接材料保管不善，使焊道有缺陷，造成焊接返修。因此，任何一個工序出現(xiàn)問題都將會對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，甚至造成無法預(yù)計的后果。從這些相互關(guān)聯(lián)的工序中，波動性最大的是材料的選型，焊接質(zhì)量、組對質(zhì)量、防腐質(zhì)量、穿跨越質(zhì)量、管溝及水工保護(hù)的施工質(zhì)量對工程的影響最大，因此抓好這五個質(zhì)量問題的波峰，就抓住了天然氣長輸管道工程質(zhì)量的重點。

1.3 關(guān)于安全隱患性的分析

天然氣長輸管道因其獨(dú)特敷設(shè)環(huán)境、介質(zhì)和運(yùn)行壓力，具有很大的危險性。這些管網(wǎng)輸送的壓力大部分在6．3Mpa ～10．0Mpa，沿途會經(jīng)過各種障礙物，會遇到各類地質(zhì)條件和各項人為活動。絕大部分的天然氣長輸管道均是敷設(shè)在地下，所以不但要做好施工時的工程質(zhì)量；同時要保證管道敷設(shè)位置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為其他人為活動提供依據(jù)，減少因造橋、修路及其他建設(shè)活動造成天然氣管道的損壞，以及減少因地質(zhì)災(zāi)害造成的管道損壞，所以保證工程質(zhì)量，提供準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)，就會減少運(yùn)行中的安全隱患。

2 針對天然氣長輸管道施工安裝質(zhì)量控制對策的分析

根據(jù)以上天然氣長輸管道施工時的一些特點分析，在不同作業(yè)區(qū)域，采用不同的施工方法和相應(yīng)的驗收標(biāo)準(zhǔn)，針對各工序?qū)嵤﹪?yán)格管理。對天然氣長輸管道質(zhì)量控制應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行分析，著重從技術(shù)水平層面提出采取相應(yīng)的對策。

2.1 關(guān)于管道材料質(zhì)量檢驗的分析

在天然氣長輸管道施工安裝過程中，管材的材質(zhì)和壁厚等級選擇非常重要。

首先，安裝人員在實施管道安裝之前要對管道材料和管配件作全面檢驗，包括外觀、無損檢測證明、監(jiān)檢報告等，在這一過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。若是在檢驗過程中發(fā)現(xiàn)管件以及管道材料等存在一定的質(zhì)量隱患，并且檢驗人員對材料的檢驗合格標(biāo)準(zhǔn)存在疑問的情況下，相關(guān)管理人員應(yīng)堅決杜絕此類產(chǎn)品投入到天然氣長輸管道的施工安裝過程中[1]。

其次，線路管道的外徑均相同，所以易搞混管道壁厚，天然氣長輸管道在不同地區(qū)等級（分為四級五檔）規(guī)格各不相同，包括管道制造方法（直縫雙面埋弧焊和螺旋縫埋弧焊鋼管）、管道壁厚各不相同。

最后，要注意在同一地區(qū)等級中，管道的規(guī)格也不盡相同，要引起足夠的重視。管道穿越障礙物、以及輸氣站和閥室內(nèi)管道所采用的型號和規(guī)格往往與一般線路段不同。管道型號和規(guī)范不同，相應(yīng)的管配件的型號和規(guī)格也隨之發(fā)生變化。

所以長輸管道施工之前，必須從以上三個方面，多方對管道材料型號和規(guī)格進(jìn)行確認(rèn)，一旦出錯就會造成重大的質(zhì)量事故，后果非常嚴(yán)重。相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)這些可能出現(xiàn)的錯誤。在不同時期，通過運(yùn)用有效的檢驗和管理措施，多層次多方面的對所用的材料進(jìn)行確認(rèn)，把好材料質(zhì)量關(guān)。

2.2 關(guān)于管道焊接質(zhì)量的分析

對于天然氣長輸管道的施工來說，管道焊接質(zhì)量是最為關(guān)鍵的一環(huán)，所以應(yīng)加強(qiáng)在管材、焊接材料、焊工、外觀和無損檢測等方面的管理，這些管理分為事前管理和事后管理，但缺少事中管理相關(guān)措施。近一兩年來，隨道網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)并應(yīng)用焊接數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng)，極大地提高了焊接事中管理的效果。另外，通過已安裝管道進(jìn)行抽查切口金相分析這一技術(shù)管理手段，有效提高焊工對焊接工藝紀(jì)律執(zhí)行的自覺性。

2．2．1 焊接數(shù)據(jù)實時傳輸管理

焊接數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)近年來剛研發(fā)并正在推廣應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，即對焊接過程中的電流、電壓和送絲速度進(jìn)行實時的傳輸，下面兩張圖較全面反映了，此項技術(shù)在工程中應(yīng)用的研究成果。圖1 實時反應(yīng)了某一臺焊機(jī)某一瞬間的電流、電壓和送絲速度數(shù)據(jù)，圖2 反映了某一焊工，某一焊機(jī)在焊接過程中的焊接數(shù)據(jù)變化曲線。所有的焊工和焊機(jī)都有各自“身份證”。

圖1 焊接數(shù)據(jù)實時采集格式

圖2 焊接數(shù)據(jù)分析曲線

此系統(tǒng)主要通過對半自動焊機(jī)改造進(jìn)行數(shù)字化改造，內(nèi)置Wi-Fi 快速無線組網(wǎng)做到數(shù)據(jù)實時傳輸，實現(xiàn)焊接過程的實時遠(yuǎn)程管理和質(zhì)量控制，填補(bǔ)了對焊接過程中質(zhì)量事中控制的這一管理空白，有效地保證焊接過程中工藝紀(jì)律執(zhí)行。

2．2．2 焊口抽口金相分析管理

為了加強(qiáng)焊接質(zhì)量監(jiān)督管理，保證焊接工藝紀(jì)律的執(zhí)行，筆者對已敷設(shè)的管道進(jìn)行隨機(jī)切口抽查，抽口比例為1 道口/公里，并著重抽查變壁厚和有應(yīng)力集中的焊道，切口試件送到指定的試驗機(jī)構(gòu)做金相和機(jī)械性能分析。圖3 為兩道不同切口焊道某一截面金相組織，其上清晰地顯示出焊接層數(shù)和遍數(shù)，直接反映焊接工藝執(zhí)行的效果，并判斷焊道熔合效果，有利于糾正焊工的一些不良習(xí)慣，保證管道焊接質(zhì)量。

圖3 焊道金組織截面

在焊接管理中，應(yīng)充分地利用新技術(shù)，用數(shù)據(jù)說話，再輔之以相應(yīng)管理辦法，有效提高工程的焊接質(zhì)量。

3 關(guān)于管道穿越施工質(zhì)量的分析和控制對策

天然氣長輸管道在敷設(shè)過程中，會遇到大江大河、各類等級公路、鐵路、水利設(shè)施，各類保護(hù)區(qū)、各類景區(qū)古跡等，無法用正常的立式敷設(shè)，須采用多種穿越技術(shù)。

管道穿越的技術(shù)有多種，最常見如定向鉆穿越、頂管穿越、盾構(gòu)穿越、隧道穿越，沉管穿越等，其中尤以鉆向穿越最為普遍，定向鉆穿越技術(shù)發(fā)展也最快。但這些穿越除了隧道和盾構(gòu)可以在施工后做檢查外，其他穿越方式無法對管道的穿越位置和穿越后管道變形情況進(jìn)行檢測確認(rèn)，無法保證整體工程的質(zhì)量。隨著近年的技術(shù)發(fā)展，除了常規(guī)的通球測徑和強(qiáng)度試驗外，還常用到以下三種檢測技術(shù)，檢測穿越工程質(zhì)量。

內(nèi)檢測技術(shù)：目前對定向鉆穿越的常用內(nèi)檢測，即利用相應(yīng)的設(shè)備在穿越段管道內(nèi)行走，通過設(shè)備的發(fā)射和接收系統(tǒng)，將管道所處的具體坐標(biāo)、高程、管內(nèi)外壁缺陷等通過影像和具體的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X終端，進(jìn)行在線檢測并保證相關(guān)數(shù)據(jù)，有利于檢測人員對穿越段管道的質(zhì)量做出分析。目前主要采用壓電超聲檢測法、電磁超聲檢測法、漏磁檢測法等，尤其以漏磁檢測法內(nèi)檢測技術(shù)工程化應(yīng)用已小有成就[2]。這項技術(shù)不但可以在管道施工中應(yīng)用，在投產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)穿越的質(zhì)量問題；還可以在管道運(yùn)行過程中對管道內(nèi)部進(jìn)行檢測，對隱患做出評估和分析，及時采取措施，做到防患于未然。

饋電測試：因定向鉆穿越時會經(jīng)過各類地質(zhì)條件，地層中的巖石、卵石等堅硬物易造成管道的防腐損壞、管道變形、甚至斷裂等，最為常見是穿越段管道防腐層的受到損傷。如何及時地反映定向鉆穿越的實際質(zhì)量，現(xiàn)在逐漸采用饋電測試這種新技術(shù)，它能夠?qū)Ψ栏瘜拥膿p壞程度迅速做出比較準(zhǔn)確的判斷。利用儀器和相應(yīng)的辦法對穿越防腐層的導(dǎo)電率進(jìn)行檢測，當(dāng)防腐層的絕緣電阻（R），當(dāng)λ（標(biāo)稱電導(dǎo)率）＞1000μS/m2，R ＜1000Ω．m2時，質(zhì)量為“差”[3]，如果防腐評價為“一般”或“差”時，應(yīng)對穿越段管道增加適當(dāng)?shù)年帢O保護(hù)措施，以保證定向鉆穿越管道的質(zhì)量。

聲納檢測：聲納檢測技術(shù)在天然氣長輸管道上的得到較為廣泛的應(yīng)用，大多用于對頂管穿越，大開挖穿越管道質(zhì)量的檢測，檢測天然氣管道和其外側(cè)的砼套管在穿越過程中是否的破損、變形等。通過聲納頭發(fā)射聲納波，在管壁上接收到反射波，在管道內(nèi)形成一個聲納掃描圖，并立即成像在接收儀上，設(shè)備中的軟件可測量任意點之間的距離，測量出缺陷或異物的尺寸，快速診斷管道內(nèi)的破損情況，提前發(fā)現(xiàn)穿越施工質(zhì)量問題，采取相應(yīng)的整改措施，保證工程的穿越質(zhì)量。

4 關(guān)于管道防腐的分析與對策

天然氣長輸管道的防腐工作是非常重要，直接影響到管道的施工壽命。目前管道防腐材料一般采用3PE（環(huán)氧粉末+膠粘劑層+聚乙烯）結(jié)構(gòu)，管道防腐層在施工的管道運(yùn)輸、布管、組對、焊接、下溝、回填、水工施工、陰保和光纜施工等各個工序或相關(guān)的單位工程施工中，都可能造成管道防腐層的損壞。因此須建立起了多層多道的技術(shù)和管理上對防腐層保護(hù)體系，除了這些管理上的措施以外，近年來，在天然氣長輸管道防腐層地面檢漏技術(shù)，以及管道玻璃鋼外防腐技術(shù)有了很大進(jìn)度，以下將兩者的要求簡述如下。

地面檢漏技術(shù)：這項目技術(shù)的工程應(yīng)用已日臻成熟，不需要對管道開挖或其他措施，就能對已敷設(shè)管道的防腐層進(jìn)行檢測，找出其中的損傷點，進(jìn)行修補(bǔ)。此技術(shù)采用檢漏儀器為雷迪PCM-TX，它主要包括便手提式接收機(jī)和攜式發(fā)射機(jī)兩部分組成，發(fā)射機(jī)一端接到檢測管道的一端，饋送一種脈沖電流給埋地管道，利用埋地管道自身的導(dǎo)電以及管溝內(nèi)土壤的導(dǎo)電能力引成閉環(huán)，接收機(jī)接收到延管道傳送的脈沖電流進(jìn)行探測，在接收機(jī)上顯示出相應(yīng)信號電流的強(qiáng)度和方向，再用A 支架進(jìn)行精確卡位，找到管道上防腐的破損點。在干燥土壤的管溝或巖石管溝里應(yīng)在選擇合適的時期檢測，或用其他方法增加管溝的導(dǎo)電能力。這種方法找管道防腐漏點的效率非常高，根據(jù)我們多個工程的統(tǒng)計，防腐漏點檢出率達(dá)98%左右。

玻璃鋼外防腐技術(shù)：玻璃鋼防腐技術(shù)是利用環(huán)氧涂層+玻璃布的分層一種防腐結(jié)構(gòu)，外表面硬度很高，韌性好；它包覆在管道的3PE 防腐層上，增加防腐層的硬度和強(qiáng)度。經(jīng)驗證明，它對管道在穿越各類巖石、卵石等地質(zhì)時，有很好的保護(hù)作用；近兩年玻璃鋼防腐在天然氣長輸管道施工上正在逐漸推廣，制作工藝也日益成熟。

通過以上兩種防腐新技術(shù)的應(yīng)用和在管理上的相應(yīng)的完善，對管道防腐層質(zhì)量的提高有很大的幫助，提高了工程的整體質(zhì)量。

5 關(guān)于管溝施工和水保措施的分析

天然氣長輸管道基本上敷設(shè)在地下，其施工質(zhì)量所以就與管溝的開挖、回填、地貌恢復(fù)、水工保護(hù)的施工質(zhì)量密不可分，能最大限度的減少地質(zhì)災(zāi)害對管道的影響、人為對管道的破壞。

首先，敷設(shè)地形選擇：地形選擇對管道敷設(shè)質(zhì)量非常重要，管道作為永久性的基本設(shè)施，對當(dāng)?shù)厣?、生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)開發(fā)等活動，影響深遠(yuǎn)。另外，在管道敷設(shè)要避開易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，如管道在山區(qū)施工時，盡量敷設(shè)在縱向坡，不宜橫坡敷設(shè)，就能有效減少山體的泥石流（或滑坡）對管道的損壞。在施工過程中，施工單位應(yīng)對管溝開挖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)做評估，包括周圍環(huán)境、土層地質(zhì)、地下設(shè)施等情況，以保證施工過程和以后運(yùn)行的安全。

其次，敷設(shè)深度和敷設(shè)時的應(yīng)力要求：管道敷設(shè)深度以設(shè)計文件為依據(jù)，不影響一般的土地耕種、魚塘養(yǎng)殖、河溝清淤。管道在管溝內(nèi)組對時，不能強(qiáng)力組對，特別是對變壁厚的管段，更要注意管道的組對應(yīng)力，以及敷設(shè)后可能受到的其他應(yīng)力，保證天然氣管道運(yùn)行的安全。

再次，做好水工保護(hù)工作：水工保護(hù)工作包括漿砌擋墻、排水溝、生態(tài)袋護(hù)坡、澆筑混凝土支護(hù)，基至采用混凝土灌注樁進(jìn)行保護(hù)，這些對管道在管道安裝完畢后，有效地減少雨水的沖刷，保證管道能夠安全運(yùn)行至關(guān)重要。

另外在管道安裝過程中，在管段移動、管溝回填等工序，采取要應(yīng)的措施避免管道出現(xiàn)滾動、漂浮和應(yīng)力集中等現(xiàn)象。除此之外，還要保障相關(guān)的穩(wěn)固措施能夠極大程度的使其不受外力因素的影響而發(fā)生移位、變形或者是損壞。

6 結(jié)語

天然氣長輸管道對中國傳輸相應(yīng)的資源具有重要的意義，應(yīng)不斷創(chuàng)新，將新技術(shù)、新工藝投入到工程的實際應(yīng)用中，持續(xù)改進(jìn)；從不同的層面，加強(qiáng)天然氣長輸管道的質(zhì)量的監(jiān)督和管理，保證天然氣長輸管道的安全、平穩(wěn)、高效的運(yùn)行。