天然气管道工程施工技术规程
目录
1 主题内容与适用X围-----------------------------------1
2 引用标准---------------------------------------------1
3 基本原则---------------------------------------------1
4 施工准备---------------------------------------------1
5 主要材料设备准备-------------------------------------1
6 管沟开挖---------------------------------------------1
7 布管-------------------------------------------------1
8 冷弯管现场制作---------------------------------------1
9 坡口加工与管道组对-----------------------------------1
10 管道焊接、外观检查及无损检测-------------------------1
11 阴极保护---------------------------------------------1
12 管道防腐补口、补伤及防腐质量点火花检测---------------1
13 管道附属工程-----------------------------------------1
14 管沟回填---------------------------------------------1
15 管道清管、试压及干燥---------------------------------1
16 管道穿越、跨越---------------------------------------1
17 管道竣工测量及防腐质量检测---------------------------1
18 工程竣工验收-----------------------------------------1
7. 布管
7.1 管道堆放
7.1.1管道堆放场地应平坦,无石块、积水和坚硬根茎等损伤防腐层物体。防腐管下面
要垫上枕木、沙袋或草袋保护。
7.1.2管道堆放的位置应远离架空电力线,并尽量靠近管线。管堆之间的距离不宜超过
500m。
7.2.管道吊装、运输
7.2.1布管时管子的吊装(运)使用专用吊具,吊管钢丝绳或吊带的强度满足吊装使用
的安全要求。
7.2.2用宽脚或船型爬犁拖运管子时,管子与爬犁之间要用软质材料隔开,爬犁两侧装
有护栏,且将管子与爬犁捆牢,以防上、下坡串管。运管中不得使管子与地面拖拉磨擦,卸管时,不得使用滚、撬、拖拉管子的方法。
7.2.3吊管机布管吊运时,宜单根管吊运,如进行双根或多根管吊运时,应采取有效的
防护措施,以防损伤防腐层。
7.3 布管
7.3.1布管作业时应做好记录,现场监理人员要检查布管记录,管道的规格、材质、壁
厚、防腐层等级及摆放位置等应与设计图纸要求一致。
7.3.2布管时,要专人指挥,管子沿作业带一侧呈锯齿状排列,管口间应隔开500mm,
以利于管内清理、管口检查、洗口和修整作业。每根管子至少有两处牢靠支撑,以防损坏防腐层和滚管发生。平坦地区管墩的高度宜为0.4m~0.5m。管墩可用土筑,并压实。取土不便时,应采取有效的防护措施,以防损伤防腐层。
7.3.3沟上布管及组装焊接时,管道的边缘至管沟应保持一定的安全距离,其值应符合
以下规定:
管道边缘与管沟边缘的安全距离
管墩中心(组装管道中心)至管沟中心(线路中心)的距离应按下式计算:
S≥Dm+K/2+a+A
a=h/i
式中:S—管墩(组装管线)中心至管沟(线路)中心的距离[m];
Dm—钢管的结构外径[m];
K—沟底加宽裕量[m];
a—管沟边坡的水平投影距[m];
h—沟深[m];
i—边坡坡度;
A—安全距离[m]。
沟底加宽裕量K值
注: (1)当采用机械开挖管沟时,计算的沟底宽度小挖宽度时,沟底宽度按挖宽度计算。
(2)沟下焊接弯头、弯管、碰口,以及半自动焊接处的管沟加宽X围为工作点两边各式各1m。
7.3.4沟下布管,管子首尾应留有100mm左右的距离,并将管子首尾错开摆放。
7.3.5石方段、水网地段布管是应在管子两端距管口1.2-1.8m,处设置稳固的支撑,可
用软土堆或装填软土的编织袋或草袋,支撑的高度以不接触地面硬物为准。严禁使用硬石块、碎石土、石块做支撑。为满足管道组对焊接要求,每个管子下面应设置1个管墩,管底与地面的距离为0.5至0.7m。管墩可用土筑并压实或用装填软土的编织袋或草袋垒筑,所有管墩应稳固、安全。
7.4 弹性敷设曲率半径≥1000 D,水平或竖向转角较小时(一般为20—40左右)应
优先采用弹性敷设,弹性敷设不得在管道平面和竖向同时发生变化处使用。
7.5 弹性敷设管道与相邻的反向弹性敷设管道之间及弹性敷设管道与人工弯管之间,
应采用直管段连接,直管段长度不应小于600毫米。
6.6 弹性敷设无法满足时优先采用冷弯弯管,禁止割斜口。
7.6 场地限制无法使用冷弯管时则采用业主提供的热煨弯头(热煨弯头最小使用角度
为160),热煨弯头采用双面埋弧焊直缝管在弯头预制厂制作,弯头曲率半径为5 D,两端各有0.5m长直管段。现场施工设计转角和供货弯头角度误差采用微调管沟进行就位和安装。具体使用部位及特殊角度弯头量由设计提出,业主安排加工,严禁现场割制弯头。
7.7 弯管及热煨弯头间连接:弯管与弯管、弯管与弯头、现场可直接连接。弯头与弯
头的连接应符合设计要求。
7.8 管道沿线与地下构筑物或其他隐蔽工程交叉时,放线应在交叉X围两侧作出明显
标志。
8. 冷弯管现场制作
8.1 冷弯弯管由工程承包商按冷弯弯管技术规程自行弯制,弯管最小曲率半径为40 D,
每根现场弯制的冷弯管弯曲段的两端应各有至少2m长的直管段。考虑单根冷弯管的最大使用角度还应根据现场冷弯试验、冷弯管的运输要求而确定。
8.2 工程采用进口ERW(外防腐层为三层PE)制作冷弯管,应进行冷弯试验掌握弯制
相关参数。冷弯管用管材及壁厚与所在线路段的线路用管材相同,在一倍管径长度内的最大弯曲角度不大于1.50,其两端的椭圆度小于外径的2% ,弯曲段的椭圆度小于外径的2.5%,冷弯管制作时纵向焊缝应在中心线上且弯管的任何部位不得有裂纹和其他机械损伤,冷弯管最大角度可以弯制到160,单根冷弯管使用在小于160 的场合,连续采用冷弯管时,应保留冷弯管的直管段,管沟适当加宽。
8.3. 冷弯管的加工
8.3.1冷弯管加工流程图
8.3.2用于制作冷弯管的钢管,防腐厂按规X要求提供防腐涂层的出厂合格证。
8.3.3外形尺寸检测
●壁厚:用测厚仪在冷弯管弯曲段的内弧、中性层及外弧等距取5点进行检验。
●外径:用外卡尺在弯曲段按等距离取5个截面进行检验,在直管段等距离取3
个截面(含端部)检验。
8.3.4防腐层的性能检测
●外观检查:对冷弯管逐根进行外观检查,防腐层平滑、无暗泡、麻点、皱折、裂
纹为合格。
●针孔检测:用电火花检漏仪15KV电压,对防腐管逐根进行检查,无漏点为合格。
●防腐层厚度:采用磁性测厚仪对冷弯管弯曲段的内弧、中性层及外弧等距离各取
5点检测防腐层的厚度,防腐层的最小厚度应满足相关防腐涂层规X要求。
●由弯曲造成的对管子涂层的损伤按补口补伤施工程序规定进行修补。
8.3.5包装、运输
●冷弯管坡口应用管帽或其它方法予以保护。
●冷弯管按要求进行包装,不同规格的冷弯管分别包装,并且保证冷弯管在运输过
程中不承受导致变形的外力。
●随产品带有冷弯管的生产报告及产品的检验报告,生产报告及检验报告等一系列
的资料存档备查。
8.3.6管道线路的弯头、冷弯管、弹性敷设管段应符合下表规定:
注:D—管道外径
9坡口加工与管道组对
9.1.管口组对前用自制清管器清除管内杂物。管端25mmX围内用汽油或清洗剂清除油
污,用磨光机清除铁锈、毛刺等,钝边、坡口及盖面焊压边部分打磨露出金属光泽。
9.2.管线采取沟上组对焊接方式进行,除连头、弯头(管)处外,管道组对一般采用
内对口器、吊管机配合对口。起吊管子的尼龙带宽度大于100mm,吊点置于已划好
的管长平分线处。
9.3.管口组对的错边量,均匀分布在整个圆周上。根焊道焊接后,禁止校正管子接口的
错边量。严禁采用直接锤击的方法强行组对管口。
9.4.使用内对口器时,空压机供气压力和流量要满足对口器的要求。且在根焊全部完
成后撤离对口器。
9.5 使用对口器应符合下列要求:
●使用内对口器时,应在根焊完成后拆卸和移动对口器,移动对口器时,管子应保
持平稳;
●使用外对口器时,应在根焊完成50%后方可拆卸,所完成的根焊应分为多段,且
均匀分布,组对吊装设备在根焊完成后方可撤离。
9.6.管道组对应符合下参考值(以设计或业主指定的规X标准为准):
管道组对参考值
9.7.管道焊接在风速不能满足焊接要求时,在操作坑放置防风篷或两侧放置挡风板。在
阴雨天和空气湿度超过规X要求时,放置带有除湿机的防护棚。
9.8 对接焊坡口设计应符合下图的规定:
(3)t≤22mm时,钢管与管件标准坡口
(2)上向焊时钢管标准坡口
(1)下向焊时钢管标准坡口
坡口设计
(4)t>22mm时,钢管与管件标准坡口
±2.5°
9.9 等壁厚对接焊接头设计应符合下图的规定:
等壁厚对接焊接头设计
32.5°±2.5
(2) 钢管上向焊对接
(1) 钢管下向焊对接
9.10不等壁厚对接焊接头设计应符合下图的规定:
外径相同、不等壁厚对接焊接头设计
14
14
(1)管外焊
内径相同、不等壁厚对接焊接头设计
内、外径不同、不等壁厚对接焊接头设计
9.11管道组对应符合下表的规定:
10..管道焊接及验收
10.1.管道焊接及验收的一般规定
10.1.1管道焊接适用的方法包括:手工焊、半自动焊、自动焊或上述任何方法的组合。
10.1.2管道焊接设备的性能应满足焊接工艺要求,并具有良好的工作状态和安全性能,
适合于野外工作条件。
10.1.3焊接施工前,应根据设计及要求,制定详细的“焊接工艺指导书”,并据此进行
焊接工艺评定。然后根据评定合格的焊接工艺,编制焊接工艺规程,并在此基础上编制“焊接作业指导书”指导现场施工。焊接工艺评定应符合《钢质管道焊接及验收》SY/T4103的有关规定。
10.1.4所有参加此工程施工的焊工必须具有与本工程焊接相匹配的“XX书”,培训机构
颁发的“培训证”和上岗前监理颁发的“上岗证”,做到持证上岗。焊工资格考试应符合SY/T4103的有关规定。
10.1.5在下列任何一种环境中,如未采取有效防护措施不得进行焊接:
●雨天。
●大气相对湿度超过90%。
●药皮焊条手工焊时,风速超过8m/s;气体保护焊时,风速超过2.2 m/s;药芯焊
丝自保护焊时,风速超过11 m/s。
●环境温度低于焊接规程中规定的温度。
10.2.焊接材料应符合下列要求:
10.2.1焊条应无破损、发霉、油污、锈蚀;焊丝应无锈蚀和折弯;焊剂应无变质现象;
保护气体的纯度和干燥度应满足焊接工艺规程的要求。
10.2.2低氢型焊条前应烘干,烘干温度为350℃~400℃,恒温时间为1h~2h,烘干后
应在100℃~150℃条件下保存。焊接时应随用随取,并放入焊条保温筒内,但时间不宜超过4h。当天未用完的焊条应回收存放,重新烘干后首先使用。重新烘干的次数不得超过两次。
10.2.3纤维素焊条烘干温度应为80℃~100℃,烘干时间为0.5h~1h。在包装良好,未
受潮情况下纤维素焊条可不烘干。
10.2.4在焊接过程中,如出现焊条药皮发红、燃烧或严重偏弧时,应立即更换焊条。10.3.焊前预热应符合下列要求:
10.3.1应根据焊接工艺规程规定的温度进行焊前预热;
10.3.2焊接过程中的层间温度不应低于其预热温度;
10.3.3当焊接两种具有不同预热要求的材料时,应以预热温度要求较高的材料为准;10.3.4预热宽度应为焊缝两侧各50mm,应使用红外线温仪或其他测量工具测温,预热
结束时的温度宜高于规定温度但不应超过50℃。
10.4.管道焊接应符合下列规定:
10.4.1下向焊应符合《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071的规定;
10.4.2根焊必须熔透,背面成型良好。根焊完成后,焊工应仔细检查是否有裂纹,如
有裂纹,应消除后重焊;
10.4.3焊条接头点,应略加打磨,相邻两层的焊条接头点不得重叠,应错开30mm以上;
10.4.4焊接过程中,应注意控制层间温度,当层间温度低于规定要求时,应重新加热;
10.4.5每遍焊完后应仔细清渣,除去表层气孔、夹渣等缺陷,砂轮粉末也应清除;10.4.6使用的焊条直径、焊接极性、电流、电压、焊接速度、运条方法等应符合焊接
工艺规程的要求。
10.4.7焊口完成后,必须将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。检查焊接施工中填
写的“焊接工艺记录”并对已完成的焊接口进行质量确认,做好监理记录。
10.4.8对需要后热和热处理的焊缝,应按焊接工艺规程的规定进行后热和热处理。10.4.9每日下班前应将管线端部管口临时封堵好,防止异物进入。沟下管线还应注意
防水。
10.4.10焊口标志应由焊工或流水作业焊工组的代号及他们所完成焊口的数量组成,标
志可用记号笔写在距焊口气流动方向下游1m处防腐层表面并同时做好焊接记录。
10.4.11分层施焊时,不能在施焊层以外的坡口上引弧,更不允许在坡口以外的管壁引
弧。接地线与管子结合牢固,具体型式如下:
10.4.12现场焊条要放置在焊工随身携带的保温筒内,随用随取,时间不得超过4h,超
过4h交回焊材库重新烘烤,但焊条烘烤次数不宜超过2次。
10.4.13焊口返修前,修补表面上的涂料、铁锈等杂物清理干净,将缺陷彻底清除,并修
磨出便于焊接的坡口形状,坡口及其周围25mm处应露出金属光泽。每处返修焊缝的
长度应大于50mm,同一部位的修补及返修不允许两次。
10.4.14当存在下列任一情况时割除整个焊口重焊(按业主指定的标准规X执行):
●同一部位的修补及返修不允许两次;
●需返修的焊缝总长度超过焊口周长的30%;
●根焊道的返修焊缝总长度超过焊口周长的20%;
●裂纹长度超过焊缝长度的8%;
10.4.15焊接过程中,对于管材和防腐层保护应符合下列要求:
●施焊时不应在坡口以外的管壁上引弧;
●焊机地线与管子连接应牢固,应防止地线与管壁产生电弧而烧伤管材;对于环
氧粉末防腐管,焊前应在焊缝两端的管口缠绕一周宽度为0.8m的保护层,以防焊接飞溅灼伤。
10.5.外观检查:焊缝应先进行外观检查,外观检查合格后方可进行无损检测。焊缝外
观检查应符合SY/T 4103—1995第6.4条的规定,焊缝盖面尺寸应符合下列规定:
●宽度:坡口上口宽+(2~4)mm;
●余高:0mm~1.6mm。局部不超过3mm,且长度不大于50mm。
●焊缝及其附近表面上不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、引弧痕迹、有害的焊瘤、
凹坑等缺陷;
●焊缝外观成型均匀一致,不得有焊渣、飞溅;
●焊缝余高为0.5~1.6mm,管底部处于时钟5~7时不大于3mm。超高部分打磨,
但不能伤及母材,并与母材圆滑过渡,除咬边缺陷外,焊缝表面均不应低于母材;
●焊后错边量不应大于1.6mm,局部不得大于2mm;
●焊缝宽度为两侧外表面坡口宽度每侧增加0.5~2.0mm;
●咬边深度不超过0.5mm。咬边深度小于0.3mm的任何长度均为合格。咬边深度
在0.3~0.5mm之间,单个长度不超过30mm,累计长度不大于焊缝圆周全长的15%。
10.6.无损检测
10.6.1射线和超声波探伤时,焊缝验收标准分别采用《石油天然气钢质管道对接焊缝射
线照相及质量分级》SY 4056和《石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级》SY 4065标准。合格级别为Ⅱ级。
10.6.2根据需要,焊缝无损检测验收标准亦可选用SY/T 4103—1995第9章的规定。
10.6.3管道的探伤比例规定如下:
●穿跨越河流、水库、公路、铁路、地下管道、电缆、光缆管段的焊口进行100%
超声波探伤和100%射线探伤;
●直线管段对每个焊工或流水作业焊工组每天完成焊口进行75%射线探伤抽查。
10.6.4射线探伤抽查中,有一个焊口不合格,应对该焊工或流水作业焊工组在该日或该
检查段中焊接的焊口加倍检查,如再有不合格的焊口,则对其余的焊口逐个进行射线探伤。
10.6.5焊接缺陷的清除和返修应符合SY/T 4103—1995第10章的规定。
10.6.6无损检测人员应按国家有关主管部门的规定方法考取XX书,并按资格等级规定
的工作X围从事无损检测工作。
10.6.7根据管道、场站工程无损检测技术交底规定和工程实际情况,对于管道环焊缝以
射线检测为主,对法兰和接管等不能采用射线检测的焊口采用渗透探伤方法进行检测,检测比例为100%。
10.6.8法兰、管件等接头射线检测标准采用SY/T4056—93《石油天然气钢质管道对接焊
缝射线照相及质量分级》,达到Ⅱ级合格;对不能进行射线检测的焊缝根据GB50235《工业金属管道工程施工及验收规X》的要求采用4730-94《压力容器无损检测》中磁粉和渗透检测的相关条款,无缺陷为合格。
10.6.9无损检测操作流程图
10.6.10特殊地段可根据监理单位或建设单位要求在接收到探伤指令后的12小时内出具
检测报告,对于需现场出具检测报告的地段,监理单位应书面提前12小时以上通知,安排部署检测人员与设备。
10.6.11焊缝及其边缘30mmX围内的表面质量(包括余高高度)应经外观检验合格后,
方可进行检测,对有可能掩盖缺陷或缺陷相混淆的情况,如弧坑、凹陷、焊瘤较深的焊道沟槽(多道焊时),高度突出的焊波、飞溅、熔渣、严重的机械损伤及其它外来杂物,应加以消除和修磨。如检测过程中,检测人员发现焊缝外观不合格,应及时通知现场监理处理后才进行拍片工序。
10.6.12射线检测
●双壁单影法透照时布片和每X底片的标记如下图:
像质计工程编号场站号像质计焊口号底片号
搭接标记壁厚日期搭接标记双壁单影法在满足像质指数要求时可不少于4次透照,根据管径选用胶片和暗袋,搭接标志可用标记带上的数字序号及搭接符号。
●双壁双影法透照时,对管径小于或等于114mm且大于76mm的焊口采用在互
相垂直方向两次透照,对外透小于等于76mm的焊口在满足像质指数和检出X 围要求时可采用椭圆一次成像,否则应采用在互相垂直方向两次透照的方法,底片的布置和标记同双壁双影法。
●RT人员应用白漆或粗线条记号笔划出被检部位的位置,其位置的确定原则上
以被检工件上易于区别的地方为准,(管道焊缝应以顶部接头处零点),以确保每X底片的准确位置。
●管道焊缝射线检测均应按100%检查、布片、划线,管道划线时准确度在2mm
以内。
●检测监理工程师对每X射线底片进行20%-30%的抽检,对特殊地段管道检测
的射线底片100%地检查。
●底片评定后对不合格焊缝底片应及时开出返修通知单,返修通知单应注明返修
部位、长度、时间。操作人员在检测过的焊缝上用记号笔标明合格与否,以使下道工序能顺利进行。
●报告的内容包括:探伤方法、探伤规X、标准、工件名称、底片编号、拍片日
期、缺陷性质、数量、评定级别、结论、返修次数及评片人员等。
10.6.13几种特殊位置的焊缝射线检测措施:
●立管的焊缝检测。对于直立的管道,采用X射线检测时应制作卡具,用来阻挡
射线机下滑,射线机的整体应牢固的固定在管子上。射线机窗口对应的方向,应避免人员存在。
●架空管口的检测。架空管口检测时可以搭建脚手架(也可以借助焊接作业组的
脚手架),脚手架搭建要牢固。检测时,射线机用绳索稳固的捆绑在管子上,检测人员使用安全带固定在管子上。如果活动空间狭小或者要检测的管口为小径管,X射线机无法安放时,可以使用γ射线机进行透照。
并行管网的检测。站场内常有几组小径管并排放置的情况,管子间距很小。这时需要制作可调整又能在管网上放置的支撑架,在管口的1点和11点方向上进行两次椭圆透照。
●法兰接口、阀门接头的检测。这两种对接焊缝两边的壁厚不同,而且法兰(阀
门)端不仅管壁较厚,管径也渐渐变粗,法兰片(阀门体)会阻碍射线检测。射线透照时,应以较薄侧壁厚计算透照壁厚,并且应选用定向陶瓷管X射线机,以利于对焦。
●对一些特殊焊口如法兰接口、弯头等,在检测程序中应与安装单位和监理单位
进行协调,尽量在预制过程中进行拍片,同时也可以用周向射线机对这类焊口进行中心透照。
11. 阴极保护
11.1 线路阴极保护工程的施工及验收应符合《牺牲阳极设计施工验收规X》Q/SR J03.1
—2002有关要求。
11.2.阴极保护测试桩
●施工前按设计图纸的要求制作阴极保护测试桩,并检查外观尺寸及内部
结构,接线牢固。
●各种不同类型的测试桩的接线方式各不相同,则要按图纸要求准确安装
不同地段测试桩的类型。
●沿线的电位与电流测试桩兼做里程桩用,安装时用全站仪测量距离,桩
间距离误差不超过规X要求。
●测试桩的测试导线与管道连接,采用铝热焊接法。
●测试桩体埋入地下部分回填时分层夯实,防止土方塌陷,桩体倾斜。
11.3牺牲阳极安装、调试
11.3.1材料准备及安装
●镁阳极表面为铸造表面,其表面清洁、平滑、无明显铸造缺陷,检查质量保证
书的镁阳极化学成分,符合设计规定。购置已包装好的阳极时,检查阳极是否
位于填包料的中间,填包料密实。如提供的带有防水的外包装,在使用时将外
包装取掉。
●对于现场填包好的阳极,使用前对阳极表面进行处理,清除表面的氧化膜及油
污,使其呈现金属光泽。
阳极填包料的成分符合下表要求配方,并混合均匀,填料厚度应大于50mm。
●导线和阳极钢芯可采用铜焊或锡焊连接,搭接焊缝长度不小于50mm。电缆和
阳极钢芯焊接后,采取必要的保护措施,以防连接处损坏。焊完导线的阳极在
搬运过程中不得牵扯导线。
●导线的护套完整无损,对于任何裂纹都必须修复。导线敷设符合要求。