天然气长输管道施工工艺及HSE

天然气长输管道施工工艺

１、主题内容与适用范围

１、１本标准规定了长输管道的材料验收，管道的拉运布管，加工和组装，管道焊接，通球扫线，线路斩立桩施工，阴极保护施工，穿越工程等的工程施工工艺要求。

１、２本标准适用于长输管道的安装。

２引用标准

２、１《长输管道线路工程施工及验收规范》(SYJ4001-90)

２、２《长输管道站内工艺管线工程施工及验收规范》(SYJ4002-90)

２、３《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》(SYJ4006-90)

２、４《管道下向焊接工艺规程》(SY/T4071-93)

３长输管道施工工艺指导书编制内容

长输管道工程施工的基本程序为：设计交桩→测量放线→清除障碍→修筑施工便道→开挖管沟→钢管的绝缘防腐→钢管的拉运布管→管道的组装焊接→无损探伤→防腐补口补漏→管道下沟→回填及地貌恢复→分段吹扫及测径→分段耐压试验→站间连通→通球扫线→站间试压→穿跨越→阴极保护施工→立桩预制安装及竣工验收。

３、１施工准备阶段：

３、１、１施工技术准备

在施工图纸等技术资料到位，工程专业技术人员应编制祥细的旋工组织设计或施工方案，报甲方代表审批。同时组织相关人员进行技术交底，使操作人员明确技术要求。

编制焊接工艺评定，确定焊接参数。同时对焊工进行岗前培训，合格后才能上岗。

编制公路、铁路穿越方案；河流穿垮越方案；弯头、弯管制作程序文件；管道通球、耐压试验方案等文件。

３、１、２施工机具及材料准备：

（１）在长输管道的施工中，需用的机具设奋有挖土机、焊机、吊车、下管机等设备，其中焊接设备是施工机具中的一种重要设备，它是保证管道施工质量的关键。焊机在使用中应保持性能稳定，有较强的移动方便性。

（２）材料验收：长输管道用的材料和管件应具备出厂质量证明书或其复印件，各种性能技术指标应符合现行有关标准的规定。如无出厂质量证明书或对质量证明书有疑问时，应对材料和管件进行复验，合格后方可使用。

焊接材料的选用应根据母材的化学成份、机械性能和使用条件等闰素综合考虑。

防腐材料应符合现行的有关防腐规范的规定。成品防腐管材进入现场后，应检查其绝缘度、外观、长度、管口的切面和管中心垂直度、壁厚、材质、坡口等。

３、２设计交桩及测量放线

３、２、１施工前，工程项目进行图纸会审，由设计单位做技术交底和现场交桩，明确以下有关向题。

（１）固定１K准点的参考物的有关数据和位置。

（２）施工带内地下构筑物的位置，办理有关手续和处理意见，并说明施工有关技术要求。３、２、２测量放线：

（１）测量放线前，必须对施工图纸进行现场核对，根据施工图纸进行放线，打百米桩及转角桩，并撒白灰线。控制桩上注明桩号、里程、高程。转角桩应注明角度、外矢矩没切线长，在地形地势起优段和转角段方打加密桩。

（２）放白灰线前，应查对和补充平面转向桩与纵向变坡桩，并设好护桩。

（３）当敷设管线与地下构筑物或其它隐敝工程的交叉时，放线时在交叉范围作出明显标志。

（４）根据设计规定，需选用不同壁厚管材及防腐绝缘等级时，应在分界点上作出明显标志。（５）管道施工占地宽度应由业主商量而定，一般不宜超过20m，按管道两侧土地占用范围认真划分临时占地边界线。

３.３开挖管沟

３、３、１开挖管沟前，应在布管侧修筑施工便道，施工便道应有一定的承载能力，与干线公路平缓接通。

３、３、２开挖管沟时不准两边抛土，应将开挖的土石方堆放到布管的另一侧，且堆土距沟边不得小于0.5m，管沟应保持顺畅，符合曲线要求。

３、３、３开挖管沟质量对管线的埋深质量影响较大，因此开挖要根据施工进度、地质条件、施工季节合理安排，对于石方段管沟必须在布管前控好，对于在高寒地区处于冬季施工时管沟应在封冻前挖好，对于沙土地质的地段和水位较高的地段管沟应在管线焊接完毕、探伤合格、补口完毕后开挖。

３、３、４开挖管沟当遇到地下构筑物及其它障碍设施时，应与其主管单位协商制定安全技术措施，并派人到现场监督。

３、３、５在农田地区开挖管沟时应将表层熟土和底层土分别堆放。

３、３、６开挖管沟后，应及时检查验收，不符合要求者应汲时修整，并做好竣工和记录，验收合格后应及时办理交接签字手续。

３、４管材的拉运和布管

３、４、１管材卸放点距管线有较远距离时应进行二次倒运，倒运采用吊管机加挂拖管爬犁。３、４、２装运时应注意保护防腐绝缘层和管端，爬犁上应垫胶皮，捆梆时应用外套胶管的钢丝渑或高强度尼龙软带。

３、４、３管道布置成锯齿形分布，方便管道组对。

３、４、４管道运输和布置应在堆土的另一侧进行，管沟边缘与管道外壁的安全距离不得小于500mm。

３、５管道加工和组对

３、５、１管道的切割宜采用机械方法，也可采用等离子弧切割和气割等热加工方法。淬硬倾向大的合金钢切割后，应清淬硬层，管道的坡口加工宜采用机械方法。如采用热加工方法，必须除去坡口表面的氧化皮，并进行打磨。

３、５、２管道对接接头的坡口形式应为V形，其尺寸应符合表５、２的规定。

管道对接接头坡口尺寸表5.2

注：下向焊如果采用低氢型焊条，对口间隙应为2~3mm。

组对前应在距管沟边缘1M以外处做好支撑。其高度为400~500mm。严禁用硬土块、冻土块和石头块作支撑。

组对前应对管子进行清扫，管内不得有石头、纸屑和泥土等杂物。焊接的管段在下班前应用临时盲板封堵管端，以防止脏物进入管内。

钢管组对前应将管端20mm内的污油、铁锈、熔渣等清除干净，并将管端的螺旋焊缝进行补焊，其长度不应小于50mm。

３、５、３管道组对时，应避免强力对口，严格控制管口错边量严禁用铁锤进行校正，对局部小的错边量只能用铜锤进行校正。对错边量较大应将切除或将此管更换。在组对时应保护钢管的防腐铯缘层。

３、５、４用内对口器组对管道，不可进行定位焊。在根焊道焊完后，才能撤出内对口器。外对口器只能限于起伏较大，设备不能靠近的山地和管线连头使用。使用外对口器时，定位焊6~8处，且均匀分布，其累计长度不得少于焊口周长的50%。

３、５、５管道敷设改变方向时可采用弹性敷设，或采用冷弯弯管、热弯弯管、冲压弯头或斜口连接。

３、５、６在弹性敷设管段两个相邻而方向相反的弹性弯曲中间应采用直管连接。

３、６管道防腐见《地下管道防腐工艺规程》(Q/HSZ01.09-1999).

３、７管道焊接

３、７、１焊接工艺

３、７、１、１施工单位首次使用的钢材，若无音全的该钢材焊接性能试验报告，应进行焊接性能试验。焊接性能试验可参照现行有关标准。

３、７、１、２在确定了钢材的焊接牲能试验后，应进行焊接工艺评定。长输管道的焊接工艺评定程序执行《焊接工艺评定》(QHSZ01.14-1999).

３、７、１、３管道焊工必须考试合格后方可参加焊接。按《锅炉压力容器焊工考试规则》执行。

３、７、１、４焊条的存放应做刭防潮、防雨、防霜及油类侵蚀。若发现焊条有药皮裂纹和脱皮现象，不得问于管道焊接。纤维素下向焊焊条施焊时，一旦发现焊条药皮严重发红，该焊条应予作废。

３、７、１、５焊条在使用前应按出厂证明书的规定或下列要求烘干：

（１）低氢型焊条烘干温度为350~400℃，恒温时间为1h。

（２）超低氢型焊条烘干温为400~450℃。

（３）纤维素型下向焊焊条烘干温度以70~80℃为宜，但不得超过100℃，恒温时间应为0.5~1h。

（４）经烘干的低氢型焊条，应放入温度为100~150℃的恒温箱内，随用随取。进入现场使用的焊条，应放在保温筒内，次日使用时应重新烘干，重新烘干的次数不得超过两次。３、７、１、６焊前应将坡口表面及边缘内外侧不小于10mm范国内的油漆、污垢、铁锈、毛刺及镀锌层等清除干净，并不得有表面明纹和夹层等缺陷。

３、７、１、７焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上起弧。

３、７、１、８管道焊接应采用多层焊接，施焊时层间熔渣应清除干净，并进行外观检查，合格后方可进行下一层焊接，不同管壁厚度的焊接层数符合表３、７、１、８的规定：

不同厚度管壁的焊接层数表3.7.1.8

３、７、１、９管道焊接时，每道焊口必须连续一次焊完。在前一层焊道没有完成前，后一

层焊道不得开始焊接，两相邻焊道起点位置应错开20~30mm。当管材碳当量超过0.40%时，根焊道完成后立即进行热焊道的焊接。在任何情况下其间隔时间不得超过5min，如超过5min，则应进行焊前预热。

３、７、１、１０下向焊根焊起弧点应保证熔透，焊缝接头处可以稍加打磨。根焊道内突起的熔敷金属应用砂轮机打磨，以免产生夹渣。焊缝焊完后应将表面的区溅物、熔渣等清除干净。

３、７、１、１１下向焊焊接参数见表3.7.1.11。

３、７、１、１２长输管道焊接施工一般采用流水作业焊接工艺，它能保证焊缝质量，合格率高,速度快。这种焊接工艺是：每层焊道由两名焊工采用向焊接对称作业，该两名焊工完成该层后，另两名焊工接着进行下道焊层的施工直至盖面完成。

３、７、１、１３下向焊焊材与母材的选配可参照如下：

纤维素型下向焊条的选用条件表低氢型下向焊条选用条件表

（2）适用于外径不足508mm或外径大于或等于508mm，且壁厚超过9，5mm；

（3）适用于外径不足508mm，壁厚小于9。5mm；

（4）适用于S315（X46）及S360（52）（当外径不足508mm，或外径大于或等于508mm，且壁厚超过9.5mm时）。

３、７、２焊缝检验

３、７、２、１管道焊缝表面质量检查应在焊后及时进行，检查前应清除熔渣和飞溅物，表面质量不合格不准进行无损探伤和耐压试验。

３、７、２、２管道焊缝表面质量应符合下列规定：

（１）焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。

（２）咬边深度不得大于0.5mm，在任何300mm连续焊缝长度中咬边长度不得大于50mm。（３）下向焊焊缝余高，内部或外部为0~1.6mm，局部不得大于3mm，但长度不得大于50mm。上向焊焊缝余高小于或等于0.1倍焊缝宽度加1mm，局部不得大于3mm，但长度不得大于30mm。除咬边缺陷外，焊缝外表面都不应低于母材。

（４）焊后错边量不应大于0.15倍壁厚，局部不大于2mm。同管子尺寸误差造成的任何较大错边量，都应均匀分布在管子的整个园周上。根焊道焊接后，禁止校正管子接口的错边量。（５）焊缝宽度应比坡口宽2.5~3.5mm。

３、７、２、３焊缝无损探伤操诈应由具有I级或级I以上资格的检测人员承担。评片应由具有Ⅱ级资格的检测人员承担。

３、７、２、４管道焊缝应进行射线探伤，探伤方法应按《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323-87)执行。工作压力大于或等于4MPa时，合格级别为Ⅱ级焊缝标准；工作压力小于4MPa时，合格级别为Ⅲ级焊缝标准。焊缝根部允许有未焊透，但在任何连续300mm焊缝长度中，未焊透的总长度不得大于25mm。

在条件限制时，也可以用超声波探伤代替射线探伤。探伤方法应按《压力容器无损检测》(JB4730-94)执行。合格级别为Ⅰ级。工作庄力小于4MPa时合格级别为Ⅱ级具体要求执行《无损检测工艺规程》(Q/HSZ01.15-1999)

全部焊缝应逐条进行无损探伤，如100%超声波探伤，则应做5%的射线探伤复查。

３、７、２、５经检查不合格的焊缝应进行返修，返修后应按原规定进行检查。焊缝返修不得超过两次。

３、７、２、６管道开始前，每个焊工在施工现场采用与实际管道焊接相同的焊接工艺焊一道管道焊缝试件，经机械性能试验合格后方可施焊。

３、７、２、７施工现场焊接的焊缝试件应进行射线探伤检查，合格后截取机械性能试样，拉伸试样，面弯试样和背弯试样各两件。

３、７、２、８管道焊缝试件不合格的焊工，还可以补做一个管道缝试件。若仍不合格者则应仃止其对管道工程的焊接工作。管道焊前、焊接过程中间、焊后检查及焊接工程交工检查均应做记录。

３、７、３修补

３、７、３、１焊缝缺陷超过允许范围时，应进行修补或割掉。

３、７、３、２焊缝修补前，焊缝表面上所有涂料、铁锈、泥土和污物等应清除干净。３、７、３、３需要预热的管材，焊前应按焊接工艺规程进行预热，预热范围应在修补处150mm范围内，需要后热消氢处理的管材，焊后应立即进行后热消氢处理其温度为200~250℃，时间为0.1~1h，然后进行缓冷。

３、７、３、４所有补焊的焊缝长度应大于或等于50mm。裂纹补焊长度应大于该裂纹长度20~30mm，且不大于50mm。

３、７、３、５在下列任何一种情况下都应割除整个焊口：

（１）同一部分的修补次数超过两次。

（２）需修补的焊缝长度起过环焊缝周长的30%。

（３）需修补的根焊道总长度超过环焊缝周长的20%。

３、８管道下沟

３、８、１管道下沟前管沟应符合下列规定：下沟前应将管内塌方、石块、雨水、油污和积雪等清除干净；应检查管沟或涵洞深度、标高和断面尺寸，并应符合设计要求；石方段管沟，松土垫层厚度不得低于300mm，沟底应平坦无石块。

３、８、２管道在下沟前对防腐层应用高压点太花检漏仪进行柱查，对点火花击穿处应进行修补使其符合设计规定。

３、８、３管道下沟时，起吊必须用专用吊具，赵吊高度以为1M宜，轻放至沟底，严禁损伤其防腐层。

３、８、４在浸有障碍的情况下管子的组对长度左右。下沟时，管子外径大于或等于529mm 的管道应用３台吊管机同时吊装，直径小于529mm的管道下沟时吊管机不应少于２台。３、９管沟回填

３、９、１管沟回填前，施工单位代表与建设单位代表共同对管道进行检查，合格后方可进行回填。

３、９、２管道回填时，严禁用片石或碎石回填，其厚度不得小于300mm。为防止防腐层被损伤，石方段的管道四周应用软土回填，高出管顶的厚度为300mm。回填土应高出地表面300mm，并恢复地貌。地下水高的地段和穿越河流地段应一次回填完，任何地段的回填土其深度不应低于800mm。

３、９、３当管道穿沟、渠、陡坡河堤时，应做到符合当地水利设施和水土保持的要求。３、９、４回填后应用低压音频信号检测仪检查漏点，连续10Km内，漏点不得多于５处。３、１０管道分段耐压试验见《压力管道压力试验工艺规程》(Q/HSZ01.08-2000)

３、１１通球扫线

３、１１、１通球扫线应在整体联合试这前进行，各站应设置临时排污管，通球时应将污水排至排水沟，直到清管球推出。

３、１１、２通球时应观察压力表，做好排量、压力记录。在收球筒处应观察水色变化和水量。发球后，可用放射姓同位素或低频信号跟踪仪查找球受阻位置。

３、１１、３通球扫线可用水或压缩空气推动球，如球受阻可逐步提高水或压缩空气压力，但最大推球压力不大于工作压力的1.25倍。

３、１１、４大型河流的穿跨越管段应单独进行耐压试验和通球扫线，合格后方可与干线连接。

３、１２线路的立桩施工

３、１２、１里程桩埋设：从管道的起点到终点，沿管道每隔1Km设置连续的里程桩。里程桩可与阴极保护测试桩结合设置。

３、１２、２水平转角桩埋：水平转角桩设置于管道中心线的转折点上，转角桩上标明里程，管道中线的水平转角弯曲率半径、外矢矩、功线长和管道壁厚。

３、１２、３标志桩埋设：管道穿越人工和天然障碍的两侧以及隐蔽附属建筑物附近，应设置标志桩。标志桩上应注明里程，穿越长度和埋设深度。

３、１３阴极保护施工

３、１３、１阴极保护工程施工应与主管道同步进行，并在干线敷设后半年闪运行。

３、１３、２采用阴极保护的输油、气管道及其设施必须做好绝缘处理，防腐绝缘质量达到规范要求。

３、１３、３阴极保护工程选用的电源设备及电料器材应符合标准规范的规定。

３、１３、４临时阴极保护带状阴极的施工应符合设计要求：

（１）所有带套管穿越的管段和干线部份管线应采用镁带保护；

（２）阴极钢蕊和管道连接采用铝热焊，并做好绝缘防腐处理。

３、１３、５接地电池和电缆的敷设施工符合设计要求：

（１）所有管道绝缘接头或绝缘法兰，应采用防高压、电漏破的接地防护装置；

（２）接地电池埋设时不得使电池引线承受任何外力；

（３）电缆和管道焊接防腐后，电缆需固定在管道上，防止防腐层破坏。

３、１３、６阴极测试桩的埋设及形式应符合要求，测试桩高出地面不得小于0.4m。

３、１４穿越工程

３、１４、１管道穿跨越工程的结构形式及技术要求应符合施工图要求。

３、１４、２穿跨越工程复壁套管的防腐绝缘应与干线管道的防腐绝缘等级相同。穿跨越管道应选择质量好的长度较长的钢管，以减少中间焊缝。焊缝应100%射线探伤检查，其合极级别应按国家规定现行的《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323)Ⅱ级焊缝标准执行。

３、１４、３较大的穿跨工程应取一道模拟焊缝作机械性能试验。

３、１４、４穿跨管道应进行强度试验和严密性试验。试压方法及具体要求应符合４、９的规定。

３、１４、５在干线主管道焊缝质量检查合格、试压合格、防腐层检查合格和绝缘支撑牢固后，方可进行套管组装。

３、１４、６对于水位季节性变化较大的河流，应在枯水期间用导流开挖法施工，关于水深、流急的通航河流，可采用水下挖沟和水底拖管或浮运方法进行敷设。当采用拖管法施工时，应采取有效的方法保护管外壁防腐绝缘层。大中型通航河流也可以采用定向钻穿越法施工。３、１４、７管道穿越公路、铁路可采用顶管法。顶管法施工应符合下列规定：

（１）顶管前应预先与公路、铁路主管单位联系，取得协作配合，并设明显标志、。

（２）顶管作业坑，应选在地面标高较低一侧，作业坑应有足够长度和宽度，其深度应按埋管深度具体确定，随顶进反力的作业坑的背面应采取相应加强措施。坑底应铺设枕木，导轨作为套管前进的轨道，在地下水位较高的地段应采取相应的排水措施。

（３）顶进时用千斤顶、卷扬机等设备。第一节钢管顶进方向的准确性是整个顶管作业的关键，应认真加以控制，仔细检查和测量。

（４）顶管工作开始后应连续施工，不宜中途仃止。

３、１４、８管道穿越公路、铁路、河流和渠道可用钻孔法。钻孔法施工应符合下列规定：（１）在钻作业方便的一侧开挖工作坑。工作坑应有足够的工作面，其深度应按钻孔位置的需要确定。地下水位较高的地段应挖排水井降低地下水位。

（２）工作坑应平整，垫土枕木及轨道后应找平。钻头中心和管道中心必须同心，钻孔时对粘土土壤钻头应比立机低1%的钻杆长度，对岩性土壤钻头应比主机低5%的钻杆长度，以补偿钻头上抬。钻孔允许偏差每钻40m长度为150mm。

（３）套管长度应与钻杆长度一致，套管外壁应进行与干线管道相同等级的防腐绝缘，且应在套管前方焊上防腐层保护钢圈。钻进时，应根据土壤类别选择钻头。穿越管道与干线管道应保持同心，穿越的管子允许偏差为正负2%的管子长度。

（４）管道穿越后，应将套管两端用沥青油麻堵封，并立即与干线管道连接。

３、１４、９管道穿越等外级公路或临时行车便道可采用开挖法施工。管沟可以用挖沟机与人工配合挖掘。用机械挖沟时，沟底应留出200mm和人工修整。

３、１４、１０管道穿越公路、铁路的夹角应尽量接近９０度，但在任何情况下不得小于３０度，应尽可能避免在潮湿或岩石地带和需要深挖处穿越。

３１４、１１管道穿越铁路或公路时，管顶距铁路轨枕下面的埋深不得小于1.2M，距路边

坡最低处的埋深不得小于。

３、１４、１２通航河流上的跨越工程，施工时应设置明显的旗帜标志。

３、１５工程竣工验收

３、１５、１长输管道竣工后，应根据规范和设计，由建设单位组织施工单位和设计单位共同对长输管道进行检查和工程验收。

３、１５、２长输管道竣工后，按甲亏要求提供竣工资料，竣工资料做到详细准确。

３、１５、３按合同要求，执行保修任务。

４、长输管道质量控制措施：

４、１为保证长输管道的工程质量，在施工中需根据工程实际制定质量保证手册，其主要内容包括：质量方针目标；质量管理组织；主要岗位的质量职责；质量保证措施等。在施工全过程中进行质量控制以确保管钱的施工质量。

４、２质量检查流程表如下

５、安全保证措施

５、１在长输管线施工中必须严格执行国家相关的安全技术法律，法规，施工前必须对施工人员进行施工方案，安全技术措施交底，并由交底双方填写交底卡。同时工程施工中的各种方案（施工，冲洗，安装）必须经安全，技术等部门审核，总工批准后，并认真组织实施。５、２施工机具和仪表实行定期检测，安全技术性能良好，计量准确，安全保护装置有效，方可使用。人工用机械挖土时，土方堆放及管沟坡度须按相关规范规定进行。石方爆破应取

得地方部门的同意，并采用安全可靠的爆破方法。管子倒运、下管、吊装需专人指挥。５、３搞好施工现场及施工人员的劳动保护，做好防火、防触电、防毒、防砸伤、防摔落以及特殊要求下的防范工作，危险作业区设明显的警告或提出标志，并采取防护措施。

６、主要施工机具的选择

６、１测量放线设备：全站仪（同时配套电脑软件、电脑笔记本、绘图仪等），分段施工需经纬仪配合管沟开挖，此外与测量相配的百米绳、５０米钢卷尺、斧子等。

６、２修便道和开挖管沟设备：分段施工时每一地段应有１－２台推土机（马力６０匹至８０匹），１－２台单斗挖掘机（反铲）。推土机除修筑便道之外还应担负拉管布管的工作。６、３管道焊接设备：(在选用时应注意焊材)

６、３、１当附近有电源时，可以配置单台逆变焊机或米勒焊机，每个施工点应配打底焊机二台，填充焊机每焊一道二台，盖面焊机二台。如无电源时应配与焊机容量相等的柴油发电机组。

６、３、２每个施工点也可采用组合焊机（配置一台打底焊机和一台自动填充、盖面焊机），目前国内生产型号ZD-68系列自行式移动电站。

６、３、３需要进行热处理的管道还应增加热处理设施。

６、４对口及下管设备：

６、４、１长输管道组对管口时在直线段全部采用内对口器。目前国内有QND系列气动内对口器，有八种规格，管径范围是325-1219mm。

６、４、２管道下沟目前采用DGY列液压吊管机。吊管重量根据管子大小选择，每个施工点不得少于二台，管经超过５００mm以上时必须采用三台。吊管机除下管外还可以同时担任布管的工作。

６、５防腐口设备：９立方米空气压缩机一台供喷砂用，预热补口烤把，点温仪和火花检漏仪等。

６、６试压、吹管、通球设施：应根据工程情况进行选用，其主要机器具有上水泵、压力表、流量计、过滤器、泥浆车、电动试压泵、自动压力记录仪、压力天平、清管器等。

７、劳动力组合的基本要求：

７、１设备人员配置一般是每台设备每班为二人为宜。对于焊接设备每道焊口每一台焊机上应安排机２名焊工；每台吊管还应增加起重工２名；每台内对口器安排管工三名。

７、２其他人员：测量人员不得少于三名，每个施工点技术人员不得少于１人；其他管理人员根据组织机构而定。