城市高壓燃氣管道施工技術(shù)與安全管理

吳蓬偉(中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

隨著社會科技的不斷進步，高壓燃氣管道不僅僅是城市居民生活的日常用品，更是公共交通的主要動力來源，因此加強對高壓燃氣管道施工安全管理能夠有效提高高壓燃氣管道的綜合安裝效果和完整性，為保障施工管道質(zhì)量安全提供保障。

1 高壓天然氣的危險性

1.1 易發(fā)生泄漏

高壓燃氣管道內(nèi)主要充裝了高壓天然氣，基本的充裝工藝和安裝工藝都是在高壓狀態(tài)下完成的，本身高壓狀態(tài)就具有一定危險性，工藝管網(wǎng)又容易出現(xiàn)泄露，尤其是管道，壓縮機等位置最容易出現(xiàn)泄露，而高壓燃氣遇到火源又會爆炸，容易造成人員傷亡。

1.2 天然氣質(zhì)量差帶來的危險

如果不處理天然氣中的游離水，死水中的硫化氫會導(dǎo)致鋼瓶腐蝕。 理論上，硫化氫的水溶液在低于 4 MPa 的高于管道網(wǎng)絡(luò)的壓力下會導(dǎo)致鋼瓶或容器的快速腐蝕。根據(jù)對以往事故中出現(xiàn)炸裂的鋼瓶的檢查，瓶中收集到有刺鼻氣味的黑水，有的達到2.5～5 kg，水中硫化氫含量超過8.083 mg/L。

1.3 高壓運行危險性大

高壓燃氣管道內(nèi)所充裝的壓縮天然氣要求充裝站的壓縮設(shè)備壓強必須保持在25 MPa以上，這在我國屬于最高的可燃氣體壓力儲存容器，因此屬于高新技術(shù)，目前仍有大部分單位不能達到執(zhí)行目標，在鋼瓶質(zhì)量或者壓縮機質(zhì)量不符合基本要求時容易發(fā)生爆炸或火災(zāi)，造成安全意外。

2 燃氣高壓管道的工程設(shè)計

2.1 輸送工藝

燃氣高壓管道的工程設(shè)計，不僅需要注重管道本身的設(shè)計質(zhì)量和安裝質(zhì)量，還要考慮整個系統(tǒng)本身。首先，燃氣運輸管道本身龐大且復(fù)雜，內(nèi)部還有多個管線設(shè)備以及數(shù)據(jù)收集裝置，從整體上來看，分析難度較大。具體燃氣的管輸系統(tǒng)運行如下：氣井提取的氣體和油井提取原油提取的天然氣送至升氣站，經(jīng)過氣田回收管線和支線加固后脫水。在氣體處理廠進行脫水后，天然氣通過礦用氣收集儲備線輸送到輸氣儲備線第一站或干線中心站，流向客戶。輸氣干線在輸氣儲線中安裝了許多輸配站。燃氣管網(wǎng)被輸送到城市的燃氣分配管網(wǎng)，然后再輸送給用戶，當然天然氣也可以通過配氣站直接輸送給大用戶[1]。

2.2 管道選線

從理論角度來看，高級管材有利于提高管道使用壽命，減小壁厚，降低生產(chǎn)成本，但從目前的管道生產(chǎn)工藝上來看，雖然管道等級在不斷提高，例如耐久度、強度水平都有所提高，但是韌性和沖擊韌性仍處于低下水平。這就導(dǎo)致了高強度管道容易發(fā)生延續(xù)性斷裂，從而造成整體使用水平下降。管線韌性保障抗震能力選用了延展性較好的管材，增加了管道壁厚，但這種方式增加生產(chǎn)成本[2]。

2.3 管道防腐

管道防腐工作十分重要。高壓燃氣運送管線的防腐層，質(zhì)量好壞直接影響了天然氣的運營和使用安全。現(xiàn)階段，城市居民的高壓天然氣使用量逐步提升，峰值數(shù)量不斷提高，為保障高壓管道不出現(xiàn)腐爛、破損等問題各施工單位均采用防腐絕緣層加陰極保護的方式進行管道防腐。各城市內(nèi)承擔(dān)單一功能的高壓管道并不多，普遍使用的高壓天然氣輸送管道，不僅需要儲器輸送良好，還需要根據(jù)峰值進行儲氣調(diào)節(jié)，因此高壓管道的防腐工作更體現(xiàn)了重要意義。一般我們將管道防腐分為人工和化學(xué)除銹，這些除銹主要是針對管道內(nèi)部存在的水分，污垢鐵銹等。具體除銹時人工除銹標準應(yīng)達到St3級，清除砂土或化學(xué)銹跡時，質(zhì)量標準應(yīng)達到Sa2.5級，表面粗糙度30～50 μm為宜。處理過的表面應(yīng)在 4 h內(nèi)打底。環(huán)氧炭瀝青防腐層一般適用于不超過110 ℃的介質(zhì)溫度轉(zhuǎn)移。為滿足不同環(huán)境的防腐要求，防腐涂料分為普通級、增強級和特殊增強級三種。鋼管內(nèi)

防腐需要針對不同的傳輸環(huán)境選擇不同的防腐技術(shù)，常用的防腐技術(shù)有水泥砂漿內(nèi)襯、防腐涂料和塑料內(nèi)襯[3]。

2.4 管道的吹掃及試壓

高壓燃氣運輸管道安裝完成后，還需要進行試壓和吹掃。這兩項施工工作必須由具體的安裝單位的專業(yè)人員進行操作，操作時要嚴格遵守施工規(guī)范。具體施工必須安裝完工后交由審理員審核確保通過后才能進行試壓和吹掃。試壓工作又分為強度和氣密性兩個類型，氣密性實驗是為了檢查密封連接處是否出現(xiàn)了管道泄露，而強度試壓是為了保證焊縫連接的緊密。進行試壓吹掃時，工作人員會先將儀表閥門使用臨時的短節(jié)代替，或者使用盲板隔開管道直角閥。具體試壓一般有兩塊壓力表，兩塊表盤分別放置在最高點和最低點進行壓力測量。在這里有一個安全問題需要注意，一般會選擇使用液壓試壓的方式，氣壓試壓安全性偏低。吹掃時可通過木棒等具有敲擊功能的設(shè)備在焊縫邊緣處進行敲擊，幫助焊渣掉落，便于沖洗。最后，無論是施壓還是吹掃工作，都需要做好安全立牌，設(shè)置警示線，避免意外傷人。

3 高壓燃氣管道施工及管理中存在的問題

3.1 施工監(jiān)督不到位

高壓燃氣管道本身施工風(fēng)險較大，若施工監(jiān)督不到位，更容易造成重大安全事故。因此要求施工時做好施工管理工作，現(xiàn)階段大多數(shù)高壓燃氣施工管道已經(jīng)具備了專業(yè)的施工監(jiān)管人員，但仍存在監(jiān)管不力導(dǎo)致安全事故發(fā)生的實際案例。監(jiān)督和管理是有效發(fā)揮監(jiān)督職能，提高高壓燃氣管道安裝安全性的重要手段，目前所存在的監(jiān)管周期不清晰，監(jiān)管次數(shù)不明了等等問題嚴重影響了施工監(jiān)督的重要意義，而實際監(jiān)察過程中，監(jiān)督部門也未發(fā)揮作用，既未能發(fā)現(xiàn)隱蔽問題，也不能保障施工安全，是現(xiàn)階段高壓燃氣管道施工的難點問題。

3.2 燃氣管道材料不規(guī)范

高壓燃氣運送和儲存都離不開燃氣管道。燃氣管道作為高壓燃氣管道施工的主要材料，重要地位不言而喻。若施工人員未在前期對施工地點的土壤環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境進行實地勘探，容易忽略當?shù)卮嬖诘奈ｋU因素，例如我國四川地區(qū)多發(fā)地震，若安裝高壓燃氣管道時，未做好實際勘探，不能了解地震帶具體位置，使用了普通材料而非抗震材料，就容易導(dǎo)致管道破裂。除此之外，腐蝕性因素也對燃氣管道材料的使用有極大影響，因此在施工前期就要求工作人員充分考慮各類環(huán)境和管道本身的質(zhì)量，選擇合適材料。

3.3 高壓燃氣管線布置不合理

高壓燃氣管線系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，內(nèi)部線路繁多，稍有不慎就會影響城市規(guī)劃和社會進程的發(fā)展，甚至?xí)斐芍卮蟀踩鹿实陌l(fā)生，目前僅有少部分地區(qū)能夠根據(jù)當?shù)氐娜細馐褂昧亢拖M水平，進行燃氣管道規(guī)劃。大多數(shù)的高壓燃氣管線布置傳統(tǒng)而又古板，不能契合城市發(fā)展需求，也未做好市場調(diào)研，出現(xiàn)燃氣不足或燃氣過多，管線布置不合適等等問題。尤其是隨著城市建設(shè)進程的不斷加快，燃氣管道多為交叉類型，若提前為做好施工，不僅需要使用大量管材，浪費成本，還會出現(xiàn)布置紊亂，影響城市交通和規(guī)劃發(fā)展的問題。

4 高壓燃氣管道施工及管理的優(yōu)化路徑

4.1 加強施工現(xiàn)場安全管理

任何時候都應(yīng)該將安全生產(chǎn)作為高壓燃氣管道的施工重點。做好施工現(xiàn)場的安全管理，不僅能夠保障高壓燃氣管道安全施工。更能夠提高安全管理水平，促進經(jīng)濟效益發(fā)展。(1)入場人員都必須接受安全教育，并參加課程培訓(xùn)和考核，提升各施工人員的專業(yè)水平和安全意識，只有課程考核合格的工作人員，才能獲得安全生產(chǎn)資質(zhì)證書。進入高壓燃氣管道施工現(xiàn)場，未達標的人員需再次進行學(xué)習(xí)考核。(2)高壓燃氣管道安裝危險性和重要性不言而喻，要求施工企業(yè)在初期就做好專項安全施工方案，根據(jù)實際調(diào)查結(jié)果，確定方案是否可行。另外還要根據(jù)實際施工情況不斷進行方案整改，確保施工安全。(3)做好施工安全管理工作，應(yīng)有專業(yè)的安全團隊和安全員。團隊和工作人員需要明確責(zé)權(quán)，每日進行安全巡檢，尤其重視危險區(qū)域的安全管理，針對各類問題進行詳細記錄，嚴查違章施工等問題。(4)保障安全施工要摒棄求快的施工方式，全體施工人員應(yīng)了解具體的施工進度和施工環(huán)節(jié)，明確各個階段的危險源，若出現(xiàn)施工進度過慢，也不能一味求快，而是要根據(jù)實際施工情況調(diào)整進度。

4.2 狠抓施工技術(shù)管理

高超的施工技術(shù)決定了高壓燃氣管道施工結(jié)果，因此各大企業(yè)應(yīng)加強施工技術(shù)管理力度，進行全面的技術(shù)提升?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展大大降低了高壓燃氣管道施工技術(shù)管理和安全管理的難度。首先，現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，促進了高壓燃氣管道施工的透明化、可視化，安裝監(jiān)控設(shè)備和3D立體設(shè)備，能夠及時了解具體施工工時、技術(shù)、環(huán)境、人員配置，并且還能通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬施工模型，提前了解危險元素，避免出現(xiàn)重大決策失誤。其次，現(xiàn)代信息技術(shù)的出現(xiàn)，減少了工作人員工作量，各類智能設(shè)備代替了人工巡檢，提升工程施工透明度，并且大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)︼L(fēng)險進行提前預(yù)測，收集整理各階段數(shù)據(jù)信息。

4.3 統(tǒng)籌規(guī)劃，動態(tài)管理

高壓燃氣管道施工，若有專業(yè)、科學(xué)的施工進度表，不僅能夠協(xié)調(diào)施工元素還能夠提升高壓燃氣管道的安裝運行效率，這就體現(xiàn)了施工管理和安全管理中統(tǒng)籌規(guī)劃，動態(tài)管理的重要性。高壓燃氣管道施工本身就屬于復(fù)雜性較高的施工項目，不確定因素較多，因此需要管理人員具備動態(tài)管理能力，能夠了解客觀因素和非客觀因素對項目運行的影響，在制定管理制度時，能夠進行詳細的責(zé)權(quán)說明、人員要求和設(shè)備要求。

5 結(jié)語

總而言之，高壓燃氣管道施工管理工作在現(xiàn)階段發(fā)展中具有重要意義，但由于本身存在較大的危險性，所以技術(shù)與安全管理工作尤為重要，本篇文章根據(jù)實際施工分析了容易出現(xiàn)的幾類問題，對現(xiàn)階段施工安全管理中存在的不足進行了探討，提出幾點發(fā)展建議，供后續(xù)高壓燃氣管道施工管理工作參考。