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【整理版】管道施工方案2.doc 47页
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天然气管道施工方案
1.编制依据 1.1胜利油田设计院安洛天然气管道设计文件1.2《穿越地下管道典型图》 线一DWG-.3《油气长输管道工程施工及验收规范》GB5.4《石油天然气管道穿越工程施工验收规范》SY∕T 安洛天然气管道工程线路施工技术要求2.工程概况安洛天然气管道工程北起榆林-濮阳-济南天然气管道安阳分输站，南至洛阳末站，包括一条干线和一条支线。输气管道干线从河南省安阳县境内的榆济线安阳分输站出来进入本工程输气首站，从首站出来向南，途经安阳市，汤阴县，鹤壁市，淇县，新乡卫辉市，新乡市，新乡县，获嘉县，焦作修武县，武陟县，博爱县，沁阳市，孟州市，洛阳市孟津县至洛阳末站，全长３０３ｋｍ，设计压力６.３Ｍｐａ，管径ф６１０，材质Ｌ４１５.本项目与榆济线天然气管道交叉共有1处，具体交叉施工位置：安洛线ＡＹ０１－ＡＹＯ２桩之间（榆济线安阳分输站西侧、Ｇ１０７东侧之间，太平店村） ３.一般技术要求3.1新建管道从已建管道下方通过；3.2新建管道与已建管道的交叉角度≥３０°；
3.3新建管道与已建管道的间距应≥500MM；
3.4交叉处不能做连头，交叉点两边各5m管线做加强防腐。4.施工准备 4.1在施工前对设计确定的已建成管道的交叉位置，首先派专人复核，用探测仪探定，确认无误后，对实际位置做好标记，用白灰线将已建成管道的走向详细记录，并记录好深度。 4.2对于没有明确的交叉位置，可采取向管道管理方有关部门多方询问的方法来给予确认，或争取到已建成管道位置图，将其反应到管线施工图上，最终落实到现场。 4.3穿越段的预制：在主体管道组装焊接的同时将穿越的管道预制出来，一般情况下预制管道长度比已建成管道与新建管道交叉段长24m。其施工方法与检验标准均与主体管道相同。5.施工技术措施 5.1开挖管沟 5.1.1已建成管道周围3m以内管沟开挖
管沟开挖前应请榆济线的主管部门到现场监督指导施工，采用人工开挖。首先根据探测出的已建成管道的位置，在其垂直方向挖长槽探沟，探沟深为2m×0.5m，用铁钎采用平铲法挖土，边挖边清理散土，挖沟人员要时刻主意土层的变化，如果在坚硬的土层中出现软土或沙土层，很可能就是已建成管道周围的软土层，挖土时就要格外的小心，一点一点地挖土，待管道露出，经榆济线现场人员确认为榆济线后，用人工开挖方法将交叉点管道周围3m之内的管沟全部挖出。 5.1.2已建成管道周围3m以外的管沟开挖
用机械开挖，是在已建成管道位置已确定，且被人工挖出情况下进行的。管沟深度参照设计图纸开挖并保证新建管道与已建成管道垂直间距≥500mm，在已建成管道与新建管道交叉段每侧各12m内水平面，两侧与主体管道管沟按弹性敷设相连接。 5.2已建成管道的保护 5．2.1已建成管道采用棉被包裹，防止意外碰伤。 5.2.2地下管道的防护
为保证管道安全，采用临时支撑等方式，在已建成管道下方横管沟方向加垫方木支撑，避免已建成管道下沉。5.3管道穿越 5.3.1首先将预制完成的穿越管段放入已开挖完成管沟内，用吊管机或挖掘机将预制管道吊起，向前移动，让管道端点从其下方通过。 5.3.2当穿越管道一头穿过已建的管道后，缓慢落下穿越管道，移动吊管机或挖掘机A，使吊钩跨越被穿越电缆或管道至A吊点位置，吊起管道的两侧，移动穿越管道按要求吊装到位。 穿越示意图如下
5.4管道连头
在管道穿越到位后，首先从其的一端连头，另一端加短节，连头工序与主体管道连头程序相同。5.5管沟回填 5.5.1首先回填管道与管道交叉段的管沟，用人工回填，在管道周围用软土回填，人工夯实。 5.5.2回填土不得正对已建成管道砸击，要从侧面用人工推入，并人工夯实，等已建成管道下方回填并夯实后，在回填管道两侧的管沟。 5.5.3对于不能及时施工的连头，当管道穿越完成后，应及时用人工将交叉处回填，避免已建成管道长时间暴露。5.6埋设标志桩
回填管沟后，在管道与已建成管道交叉点就近处（沟、坎、路边）等处理置永久性交叉标志桩，并标明管道的交叉位置、埋设深度、垂直间距、交叉标志桩编号等内容。6质量控制措施 6.1穿越已建管道前，应按照双方协议中认可相关程序告知已建管道的业主方并取得其同意，在交叉点3m范围内施工时通知榆济线管理单位，榆济线管理单位安排专人监护，并向其介绍施工现场技术负责人及安全员。 6.2特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作。 6.3结合工程实际，严格按照设计要求进行施工，并按照要求采取对已建管道的保护措施。
6.4管道穿越宜在安洛天然气管道管顶设警示带，便于已建管道今后维修。 6.5穿越已建管道的管沟回填时，已建管道下方的回填土应夯实。 6.6主管焊接按照一般线路段焊接工艺规
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第一章 概况第一节 石油天然气的生成 石油和天然气的生成时间相当长久， 一般是由远古时代的水生动、 植物残骸形成的。 在远古时代，地球上的气候湿润，极适合动、植物的生长繁殖；水中生长着大量的动、 植物，还有数量可观的藻类及微生物等。它们迅速的生长、繁殖和死亡，其残骸沉积在 水下， 形成厚厚的沉积层。 在地壳变迁过程中， 这些沉积物被压到地壳深处， 并在高温、 高压等诸因素作用下，逐渐转化为石油和天然气。这些能流动的石油和天然气，聚集在 具有孔洞或缝隙的岩层中，形成了油气田。所以，一般寻找石油和天然气，首先要寻找 古代海洋变迁的地质构造。 也有人认为，远古陆地上的动、植物，在地壳变迁时深埋地下，转变为石油或天然 气。持该论点的人认为，这种石油和天然气的生成过程与煤炭差不多，只是煤层埋深较 浅，其高温、高压等情况较石油天然气生成条件差得多。 为什么叫石油呢？因为石油一般都是储存在孔隙性或裂缝丰富的石灰岩、砂岩等 中，从油田钻探的岩心样品中，可以明显看出石油渗出，所以叫石油，也叫原油，是不 经加工处理的原生油的意思。但是，油气层能储存油气，光有孔隙层好的岩层还不行， 其上部还必须有不渗透的质密的岩层遮盖，这样才能形成封闭的油气藏。一般的，先有 石油的叫油田，先有气的叫气田。但通常的油田多有伴生的天然气，这时的天然气是储 藏于石油的上部，而石油的下部有时还有水。 由于地下的条件不同，原油在地下可能自行产生出凝析油，它是一种高标号的原生 油，其挥发能力极强，也储藏于石油上部，开采后可直接作为溶剂等使用。 由于形成的石油的原始物质的不同，生成石油的客观条件也不同，所生石油的成份 存在着差别。从化学成份来看，石油是由多种碳氢化合物组成的。即由有机物构成的， 还含有少量的其它物质。 石油中除了液态的碳氢化合物外， 还有一些被液态碳氢化合物 溶解了的蜡、沥青、胶质等高分子化合物。根据这些高分子化合物的多少，可以把石油 分成蜡基石油、沥青基石油和混合基石油三类。高含蜡石油为蜡基石油，而含沥青和胶 质多的为沥青基石油，介于二者之间的为混合基石油。不同的石油其物理、化学的性质 也不同，目前我国已发现的油田，大部分是蜡基石油，如大庆油田、胜利油田等。其石 油含蜡高、凝固点高、粘度高、我们通常称为“三高”原油。 石油从外表颜色和粘度，也可识其分类及大概构造。一般含沥青多的石油为黑色， 含蜡多的石油呈黑褐色， 这两种石油都比较粘稠。 目前新疆塔里木盆地的石油颜色近于1柴油，含沥青极少、含蜡也少，其轻质油成份有的高达百分之八十五以上，是目前国内 较好的大油田。第二节 石油天然气的生产及利用 石油天然气的勘探是利用地面勘探、 航空勘探和卫星勘探等多种方法来确定油田的 位置、储量等。地面勘探是利用放炮的方法产生震击波达到探测位置，然后用地震仪接 受反射波信息， 通过计算机进行分析和处理。 航空探测是利用红外线扫描装置勘测石油 天然气地质发出的微量热能信息来勘探的，物探卫星则是采用电磁波等方法来勘探的。 后二种方法都是采用遥感技术及运算速度超过每秒亿万次的计算机来工作的， 其室内分 析和处理数据的时间，常比勘探时间长数倍及几十倍。 通过上述勘探方法，还不能准确确定油气田的规模和储量，还要进行实地钻探，就 是钻井采样、试喷等。确定了油气田具有开采价值，则钻生产井、下套管、对套管射孔、 对地层压裂等，然后安装井口装置，即可开采油气。许多生产井用管线连接到集油、集 气站或联合站。生产井刚出来的不单纯是石油或天然气，还含水凝析油或水，这就需要 将油、气、水进行分离，然后再输送到炼厂、化工厂等到用户。这个输送过程就是石油 天然气集输工艺，这个专业叫石油天然气储运专业。 石油天然气有哪些用途呢？石油天然气首先是当前世界上应用最广泛的能源。 天上 飞的飞机、地上跑的汽车和燃油火车、江河湖海航行的船舶等，都是用石油产品作为燃 料、产生动力。目前国际上为了环境保护的目的，正在扩大燃气汽车的生产。许多大型 火力发电厂，也从燃煤转向燃气做为动力。 一切转动着的机械， 几乎没有那样不是用石油产品作润滑的。 我们穿的、 用的衣物、 床上用品， 百分之七八十都是化纤材料。 生活中常见的大量塑料以及化肥、 农药、 香料、 染料、石蜡、沥青、硫磺、石油液化汽等，都是石油天然气的产品。到目前为止，石油 天然气产品可以加工的产品种类近两千种， 有的国家已成功制作出营养食品、 提炼原子 铀等。随着科学技术的飞速发展，石油天然气的勘探开发技术、钻采技术、加工利用技 术等，必将越来越广泛。 第三节 石油天然气的运输 炼油厂、石化厂等企业，常常与油气田相距很远，这中间就存在着石油天然气的 运输问题，开始人们用公路、铁路、及水路运输石油天然气。但在产量高的油田，以上 的运输方式则往往满足不了生产的需要。 以大庆油田为例， 一列油槽车的火车可运送两2千吨左右的石油，大庆油田的年产量超过五千万吨，都靠火车运输将进出大庆 25000 车次，每天将有 68 次之多，折合成 20 多分钟进一列或出一列。大庆油田就是不运送其 它物质和旅客也完不成。 石油运输尚且如此，天然气运输采用上述方法就更不可能了。为了满足石油工业 不断发展的需要，管道运输方式就应运而生了。第二次世界大战以后，在中东及非洲等 地，接连修建长距离输油（气）管道。西方大国及前苏联，一年修建的长输管道都在两 千公里左右。目前，随着科学技术的发展，长输管道不仅能输送石油天然气，已发展到 在同一根管道中同时输送几种成品油， 而且在一些国家里已经较普遍地采用管道输送浆 体及煤炭、矿石等固体物品了。 我国地大物博，有着丰富的油气资源。但在新中国成立以前，我们的勘探开发技 术极其落后。那时，玉门油矿就算是大油田了，但全年的产量还不到大庆油田目前一天 的产量。石油储运事业也十分落后，开采出来的石油挖沟流淌或装桶用骆驼运出。解放 后，以李四光为代表的科技人员，在科学理论的指导下，不仅把玉门油田的产量翻了几 番，而且在短时间内相继找到不少大油田，如大庆油田、胜利油田、大港油田、辽河油 田、华北油田等。并于一九六三年实现了原油自给，彻底甩掉了石油落后的帽子。 一九五八年冬，我国第一条长距离输油管道，克拉玛依至独山子输油管道正式投 产，其管径为 159 至此 273，长度为 147 公里。 一九六五年冬至一九六七年春，我国第一条长距离大口径输气管道，威远至成都 输气管道建设并投产，管径为 630，长度为 134 公里。 一九七三年至一九七六年，我国第一条长距离成品油输送管道，从格尔木至拉萨 输油管建设并投产，管径 159，长度 1080 公里。 一九九五年至一九九六年，我国第一条沙漠管道，管径 426，长度 304 公里，从塔 中至轮南输油、输气双线管道胜利建成。 上述管道建设，都有我管道二公司职工的参与。克独线的建设是在戈壁砂滩上， 其自然环境及生活环境都很恶劣的情况下完成的。建设威远至成都管线时，正值“文化 大革命” 刚开始时期， 我公司的前身坚持施工生产， 为中国石油工业做出了突出的贡献。 格尔木至拉萨成品油管道是由解放军总后勤部组织工程兵施工建设的， 由我公司派出专 家指导而建成的。该管道目前仍然是国内地理位置最高、环境最恶劣、距离最长的成品 油管道，而且在同一种管道中用隔离器分隔，同时输送汽油和柴油两种成品油。 一九六五年我公司的前身――大庆油建公司还参与了东营至辛店的φ426、 80 公 长3里的管道建设。一九七零年至一九七五年开始的东北“八三”工程会战,到此正式组建 管道局。我公司先后建成管径 720 的输油干线四条。即大庆至抚顺、大庆至铁岭、铁岭 至秦皇岛、铁岭至大连，全长 2181 公里。是我国当时口径最大，距离最长的输油管道。 一九八五年至一九八六年，我公司建设了东营至黄岛输油管道复线工程。该管道 为φ711.1 直缝高强度钢管，全长 246 公里。该管线是我国第一条采用“从泵到泵”密封 输送， 用数字传输和控制的全线自动化的具有国际水平的输油管道。 该管道和泵站的机、 泵、炉、阀、自动控制设备和管材、罐材均由国外引进，施工规范执行 API 的高水平 管道。 我们建设的管道很多，目前我国共有原油输送管道近 9000 公里，天然气管道近 8000 公里，总计将近 17000 公里，我公司所建管道占其四分之一，达到 4000 公里。然 而我国与先进国家相比，管道运输还不发达。总公司已经意识到了这个问题，并在近期 进行了规划。拟建的管道有东西两大动脉，即出疆原油管道，从阿拉山口至乌鲁木齐、 再到洛阳，和中洛线贯通。另一条是从四川到武汉，再往东延的输气管道。另外还有南 北大动脉， 即兰州至成都的输油管道， 开始输成品油， 待成都炼油厂建成后则改输原油。 此外， 还有两条来自俄罗斯和土库曼斯坦的过境天然气管道等。 这些管道都是近十年内 的拟建设项目，近期还有东北的成品油管道和煤浆管道等。总之，今后管道事业是很有 发展前途的。 第四节 管道运输的特点 在石油天然气的运输中，管道运输是一种比较经济、安全、可靠的方式。管道运 输具有连续、平稳、高效的特点。与公路、铁路、水路运输相比，管道运输有如下一些 优点： 一．建设费用低、建设速度快。大庆至秦皇岛输油线全长 1152 公里，投资四亿六 千六百二十万元，从施工到投产不到两年时间，一次成功达到设计能力。如要建设一条 同样长的铁路， 建设工期需三年以上， 建成后还需二年左右的调整完善工作才能达到设 计能力。 二．输送费用低。管道运输费用大致与水运费用相同，是铁路运输的五分之一到三 分之一，是公路运输的百分之三左右。目前，我国管道运输企业社会化服务包袱沉重， 管理水平较低，其成本为铁路的 70%~80%。 三．占地面积小。管道与公路、铁路相比，受地形地貌限制小，一般不用绕行，其 长度较公路、铁路短。管道建设只在施工期间临时占用较多的土地，竣工后其中百分之4九十以上的土地仍可耕种 ，不像公路、铁路需长期占用大量土地资源。 四．安全可靠。管道埋在地下，又是密封运输，基本上不受气候、交通及人的影响， 故安全可靠。 五．油品消耗少。管道输送是密封的，减少了蒸发损耗，而公路、铁路及水路的蒸 发损耗、清仓损耗都不少。 六．能源消耗少。在几种运输方式中，管道运输的能耗仅为铁路的二分之一，为公 路的八分之一，但比水运费用高水平 50%。 七．运输量大，劳动生产率高。管道的运输量是其它运输方式不能相比的，汽车一 般装量为 10 吨，铁路一列油槽车装量最多 2000 吨，油轮至多就是三、四十万吨。而管 道可连续运输，一昼夜一条口径 500 或口径 700 的管道，可分别运输原油 2 万吨及 5 万吨，年输送量为 800 万吨及 1000 万吨。 管道运输所用的人力，与铁路、公路相比，分别为一比二比九。当然，管道运输也 不是十全十美的，它也有不足之处，它的主要缺点是运输地点单一，运量经济范围小， 起输量要求高等。 第五节 石油天然气长输管道的组成 石油天然气长输管道的起点，一般是油田或码头，终点常常是炼油厂、石化厂或 码头等。对于成品油和液化气管道，起点多为炼油厂，终点为油气经销企业或码头。 长输管道主要由管道干线和泵站两大部分组成。起点设首站，终点设末站，中间 50~100 公里设一中间泵站。首站是将输送介质收集、储存、计量、加压（有的还加温 或加药剂） ，输送到下一站。所以首站的主要工艺设备有储罐、输送泵、流量计或压缩 机、加热炉等。末站是接受介质或向用户转输、出售等，所以末站除了具备首站的设备 外，有时还要修建装卸栈桥或码头。 长输管道因其距离长，压降大，所以中途要设置若干中间加压站。输送高凝点原 油时， 中间站除了加压还应加热， 这样的中间站叫热泵站。 输油管道途经山地大下坡时， 由于原油流动时重力加速度的作用，流速越来越快，压力越来越大，还要在下坡途中设 置减压站，以防止管道自爆。 中间站除了完成首、末站的衔接外，有时也可担当集输或分输任务。管道除了中 间泵站外，在两中间站之间还可能增设阴极保护站、清管站、通讯站等。这些站的功能 在首末站及中间站都有，但当泵站距离较大时，上述功能达不到下一站时，则要适当加 些特殊功能的小站，这种小站应有两种以上功能，很少是单一功能的。5长输管道由于输送压力，工作压力通常为 4~6Mpa，所以管道本身都用材质较好的 钢管，如 16Mn、 X60、 X65 等材质。钢管制作工艺不同，分螺纹焊管和直缝焊管两 种，但均为埋弧自动焊，长度 12 米一根或接近 12 米的。 为防止土地壤对钢管外表的腐蚀，钢管外表面都要防腐，与安装的阴极保护装置 同时对管道进行双层保护。不搞阴极保护的管线，一般要搞牺牲阳极，同样能起保护作 用。 大口径有长输管道，在两个中间站之间如有大型河流穿跨越的，通常在河流附近 设置干线阀池。 一旦河流处发生事故， 可以及时截断管线， 防止事故的扩大和便于抢修。 为了防止输油管线在地下的串动， 通常在转弯大及变坡点大的地方设置固定管墩， 起稳 定管道的作用。 对于天然气管道， 沿线管道还要设置分水器。 所有管道都要设置里程桩、 检查桩和转角桩，即通常所说的“三桩” 。 长输管道的泵站，输送动力设备对于原油、成品油等用的是输油泵，对于天然气、 液化石油气则用压缩机。储罐设备：对石油和成品油，首站和末站要大量储存，采用大 型浮顶油罐，储存量通常为日输送量的七倍，至少为三天输量。中间站不起储存作用， 其储罐作用已被缓冲罐代替，因此容积均在 3000m3 以下，且采用拱顶罐。对于天然气 及液化石油气，则不像油品那样采用常压容器，而多采用压力容器，或球罐或卧罐，容 量都不大。 原油输送需要加热的，采用热媒炉，用导热油间接加热，过去用方箱加热炉直接 加热原油的危险性已不存在了。 油气的计量通常选用蜗轮流量计， 配以体积管进行校验。 泵站的工艺设备用管道、阀门等连接起来，就能形成很多流程。对于主要工艺设备泵、 罐、炉、流量计所用的干线阀门，均采用电动阀门，能够在控制室里进行远程操作。 长输管道除了管线和泵站两大部分外，还有电力系统和通讯系统。电力系统是输 送所有介质的动力的主要来源， 如长输管道沿途电力不足， 还要对最近的电厂或变电所 进行扩建。 个别地区修建输电线路和建电厂都不现实时， 则考虑采用输送的石油或天然 气做燃料，增加气轮机设备。对于日照强度大的地区，阴极保护站及通讯站等小站。也 可以利用太阳能发电。 长输管道的通讯系统是本企业独立的通讯设施，并与地方的通讯系统连网。它是 长输管道生产调度和指挥的重要工具。 目前， 我国的长输管道已开始采用微波通讯和数 字传输，从简单的通讯发展成为能自动控制的综合信息系统了。在泵站中，为工艺设备 配套的还有自动控制、给排水及消防、热工、建筑、总图等系统工程。对于远离公路的6泵站或管道，还要修建长输管道专用公路，或者专用桥梁及隧道等。 第六节 石油天然气管道勘察设计 长输管道的线路勘察工作是直接影响施工建设和运输生产技术经济指标的一项重 要工作。 在国际上通常是由具有设计能力和施工能力的大公司一手完成， 我国目前设计 仍是独立工作的主体。设计勘察共分三个阶段：踏勘、初勘（初测） 、详勘（定测） 。第 一阶段搞出踏勘和方案报告， 第二阶段搞出初测和扩大初步设计， 第三阶段搞出实测和 施工图设计。 线路勘察工作主要是选线和定点两项内容。 “选线” 就是确定管道起点至终点的走 向，有时在踏勘前可乘坐直升飞机进行初选，然后再实地踏勘。 “定点”就是确定中间 泵站的位置和大型穿、跨越点。 为了方便施工和日后的生产管理，也为了节省投资，选线时应考虑以下几点： (1)尽量取平、取直、减少转角； (2)通过山谷、河流、沼泽地、经济林带、铁路、公路等难点尽量要少； (3)绕过城镇、矿区、村落； (4)适当靠近公路、铁路。 选择泵站站址应考虑以下几点： (1) 尽量沿管线走向，避免干线拐弯； (2) 适当靠近城镇及交通方便的地方； (3) 靠近水、电源； (4) 尽量少占耕地、不占好地，选择在地势比周围稍高的地方、以利排水。 选择穿、跨越点应考虑以下几点： (1) 河流穿应选在河段平直、两岸开阔、河床稳定、水面较窄的地段； (2) 公、铁路穿越尽量直穿，公路穿越点附近尽量有旁通道。 为了搞好线路勘察工作，应该收集大量的资料： (1) 沿途 1 比 4 万或 1 比 5 万的地形图； (2) 当地的气象资料：如气温、气压、风向、风力、降雨量、冻土深度等 (3) 水文资料：如河流宽度、水深、水位变化情况等； (4)地质资料：如地形地貌、地质构造、岩石特性、土石方分布、地下水情 况、地震及山洪情况等； (5) 交通运输资料：如公路、铁路、航运、水运的质量及运输量等；7(6) 动力供应资料：如电力供应的能力，位置及其它燃料供应的情况； (7) 沿途行政区划分及其地段长度； (8) 当地现行预算定额资料； (9) 其它有关资料：如途径的重要建筑、文物及经济以发展水平等。 勘察设计主要是设计单位的工作，但施工单位不仅要了解其设计的内容和原则， 而且要参与到这一工作中去。 其原因之一是设计的原则中规定了要方便施工， 而谁最了 解施工呢，当然是施工人员自己。我们的参与就是检验设计成果是否方便施工。原因之 二就是施工企业要把设计图纸变成实物，就要首先做好现埸勘察，了解设计意图，如发 现设计不当之处可在施工之前与设计一道修改避免造成人力、 物力等资源浪费及延误工 期。原因之三是施工前要编制好施工组织设计、技术交底等，要收集很多现埸资料，这 些工作几乎与设计具有同等的份量。 第七节 石油天然气长输管道施工工艺 这里主要介绍干线管道通常采用的施工工艺及程序，按机械化施工和沟上组装来 考虑，施工工艺程序见方框图 171 图： 从 171 中可以看出，右上侧为防腐预制工序，其它为现埸工序。如果不搞“双联 管” ，则从“修管”工序跳过“双联管组焊”工序。在现埸施工中，如采用沟下组装， 则“布管”从布在沟上改在布管在沟下，并且将“下沟”工序改为“就位” 。 在山地及起伏较大的丘陵地区，不宜采用沟上机械化施工时，也要沟下组装。将 钢管布到管沟后则从事“立架子”“串管”“挖操作坑”等工序。其中“立架子”是将 、 、 三角架支立在管沟上或者用钢管等做成横担架在管沟顶上， 再挂上倒链和吊带， 将管子 吊起来，调整高度以利组装。 “串管”是将管口与管口串连到一起，不要离空太大。如 果相接两管口的制管焊缝错开距离不足 100 毫米时，还要转动管子达到错开要求。 “挖 操作坑”是沟下组装的特点，沟下不便于像沟上一样打土墩或支垫其它物品。为了确保 焊接等的操作高度，将焊口处的管沟再往下挖 300 毫米以上，直至操作方便。8图 1.7.1：长输管道施工程序图施工准备 测量放线 作业带清理 修施工便道 运 卸管布管 管 卸管布管 选 配 管 修 管二联管组焊 防腐预制 检验标记挖沟组 焊装 接焊道检验 补口补伤 防腐层检验 下 回 试 附属工程 沟 填 压通球扫线 死口连接 站间试压 试 投 运 产9第二章 长输管道组装及其前期工作第一节 测量放线 一．现场接桩 开工前，业主组织设计单位向施工单位交桩，有时监理单位、第三方质检单位也 被邀请参加。施工单位为了搞好接桩工作，要事先熟悉图纸，了解设计意图；并在看图 审图的过程中，发现不清楚的问题及设计存在的问题，以便在交接桩时提出。特别是设 计标桩的交接工作， 常常是与设计交底工作同时进行的， 这就更有必要了解和解决设计 的一些问题。 设计定线后，按国家要求，其标桩应为坐标桩和水准桩，但实际上是采用中线及 特殊两种控制桩。中线控制桩是设置在管道中心线位置上的，有水泥桩和木桩两种。水 泥桩的位置都较远，一般设在转角处，其转角之间多用小木桩。 特殊控制桩一般是设在穿越点上和复杂地形拐角处，是为了防止关键的中心桩丢 失及控制水准点而设置的。它的位置要离开中心桩一定的距离，当中心控制桩丢失后， 可以依据特殊控制桩准确无误地补上中心桩。 关键的中线桩及控制桩丢失，应由设计院补桩，而一般中线桩（木桩）丢失，施 工单位可以自已进行补桩。 在接桩过程中，施工人员应同时进行现场勘察工作，要认真做好记录，以利今后 工作。 二．补桩工作 补桩工作有几项内容，一个是设计的一般的中线桩丢失了，我们补上。另一个是 设计标桩距离一般都是百米以上，特殊地段可能要近点。而我们为了测量放线准确，通 常要 30 米左右设一桩，这就需要大量补桩。 再一个是补特殊控制桩，设计埋设的穿越点的控制桩，距中线桩也就是 5~10 米的 距离，而穿越河流工作往往占地较宽，为了更好地控制穿越中心线的位置，施工单位必 须选择较远些、在更加安全和测量方便的位置增补新桩。 对特殊控制桩的增补，必须用测量仪器进行，并做好测量记录，绘制简单的草图。 而对中心桩的增补，可以不用测量仪器，采用“三点一线”目视法即可。 三．测量放线 测量放线工作是一项极其重要的工作，它是把设计的管道的走向如实地描绘在施 工实地上，而且要结合施工规范放线，指导后面的施工。10测量放线的工作内容： 1．中线桩：对直线段的中线桩比较好搞，而弹性敷设等曲线的桩则麻烦些。在曲 线转角桩处，并没有管线通过，管线在其内侧相距一个外矢矩。曲线段的中心桩要设起 点、顶点和终点三桩，在设三桩中间要设若干间距小于 10 米的中心桩 2．管沟边线：要根据管沟深度、土质边坡等计算出的管沟顶宽，钉上边界桩，洒 上灰线。洒灰线时，特别要注意曲线段，一定要园滑过渡，不能出现折线。 3．占地边界线：根据设计给定的作业带宽度和施工便道一侧位置，在边界钉上百 米桩，洒上灰线。设计没有特别规定时，一般作业带宽 20 米，其中堆土一侧占地 6~8 米，焊管一侧占地 12~14 米，并应选在靠近公路一侧。 对于由施工单位承包青苗赔偿的工程项目 时，占地宽度应尽量减少，特别是有经 济作物的地段，要控制在 12~14 米之内。 另外，每两公里要增建一个回车场地，占地长度为 40~50 米，宽度为 5~8 米。 4．管线特征桩： 对于管线采用不同材质、 不同壁厚、 不同防腐材料及防腐等级的， 要分别设置分界桩，并进行标注。该桩先设置在中心线上，以后再移位。 5．里程桩及测试桩： 按设计要求和施工规范的规定， 确定位置、 写好标记后设桩。 6．其它标桩：对于设计图纸注明、或现场勘察了解到的有横穿管线上部的管道、 电缆等的，也要在该处设置标志桩。对于管线安装截断阀、固定墩、脱水器、检查头等 部位，也要设置明显的标志桩。 四、移桩工作 在管沟开挖之前，要将管线中线桩、特征桩、里程桩、标志桩等平移至占地边界 线处靠近管线一侧，以便核对之用。 五、曲线计及放线 1．截长放线法 当曲率半径 R 确定后，知道该桩号的角度θ，则可通过公式 2.1.1 计算出自设标桩 处的截长 y：CY E11T A X B1 B2θROY = R2 + X 2 ? R-------------------------公式 2.1.1-------------------------公式 2.1.2T= Rtgθ2E = R(1 ? 1) cos θ / 2-------------------------公式 2.1.3式中：X 为距离切点 B2 的距离，Y 为 X 桩点的截长，即距 B2 切点 X 处切线上至 曲线上的尺寸，该尺寸不垂直切线，而是指向中心 O 点，见图 211。T=AB1=AB2 为半 径长。E 为外矢距、即转角桩至曲线顶点（管线中心）的距离。 如若求曲线长 C 时，即 B1 至 B2 点的弧长，则C= 2 Rπθ = 0.01745 Rθ 360 -------------------公式 2.1.4截长 Y 可粗略计算：Y = XE / T -----------------------公式 2.1.512给定不同的 X 值（X1、X2、???Xn） ??? ，则可计算出不同相对应的 Y 值（Y1、 Y2、???Yn ） ??? ，即可进行放线工作。 2．标杆放线法： 设计转角桩位置(A)是已知的，半切长是设计测量成果表上给的，假设两个切点 分别为 B1 及 B2。 放线第一步是用卷尺将 AB1 及 AB2 作相同的等分点，插上树枝标记，对 AB1 的 等分点分别为 AB11、AB12、AB13 等；对 AB2 的等分点分别为 AB21、AB22、AB23 等，A B13 B12 B11 C B1 D E B21 B22 B23 B2见图 2.1.2。第二步，B1 及 B21 点各站一人手持标杆，B11 及 B22 点各站一人手持标杆。 第三步，另外一人手拿标杆沿 B1 及 B21 线上移动标杆，当移动至 C 点为 B11 及 B21 点的人确定为 B1B21 及 B11B22 两线交点时，则在 C 点打个标桩。 依次类推， 分别得出 D 点、 点等。 E 注意的是 C、 E 等各点必须选取在内侧(远 D、 离转角桩 A)，不要选在其它交点上。 六．目测计算距离 长输管道施工时，非测量工没有测量工具，有时要想知道前面某处离这多远，单 凭眼睛往往误差很大，但如果采用目测加计算，则较准确。见下式：L= ab (m) a?c--------------------------公式 2.1.4式中：L------观察者 X1 与所测目标 M 间的距离； a------观察者从 X1 走到 X2 的距离；13b------观察者从 X2(对准目标 M)走到 Y2 的距离； C------观察者从 Y2 走到 Y1 的距离。ML Y2 C b X2 a X1 Y1这里要注意的是 Y1 必须在 X1 与 M 的连线上。为了准确，最好是将管沟边线作为 X1M 线。或者采用两人配合更为方便和准确，甲人站在 X1 位置，乙人从 X1 走到 Y1(在 甲人的 X1M 视线中)，然后甲人从 X1 走到 X2，乙人从 Y1 走到 Y2(在 X2 与 M 点的视线 中)，这样分别得出 a、b、c 三个距离即可用公式计算。例如甲乙二人距 50 米，甲走 20 米到 X2，乙走 19 米到 Y2，代入公式可得 L 为 1000 米。a、b、c 三个距离，可以用标 准步子(1 米)测得，也可以在 X1、X2、Y1、Y2 各点做标记，然后用尺子量出。这里要 注意的是：甲乙二人分别从 X1 及 Y1 走向 X2 及 Y2 时，要目视前方按垂直垂直 X1M 线 的方向行走。14第二节 一、作业带清理作业带清理及修施工便道作业带放好线后，在清理之前，先要由负责青苗等赔偿的专业人员，与地方负责 该项工作的人员，对作业带的农作物、构筑物、水井、坟莹等进行登记，并在得到地方 有关部门允许后，才能开展清理工作。 如果青苗赔偿工作由甲方负责，我们要征得甲方的同意才能工作。如该工作由我 方承担，我方要设置若干“土地佬” ，负责临时占地及有关赔偿事宜。 作业清理工作，主要是采用机械方法清理占地边界线之内的一切农作物、树木、 杂草、构筑物障碍等。清理的树木一般是连根推出，堆放在作业带边上或让当地林主自 行砍伐处理。构筑物推掉，就地碾压。 二、作业带平整 在作业带清理的同时，用推土机对作业带进行平整。对于耕作地，用推土机倒着 走，放下推土铲将耕地的垅沟垅台刮平即可，或者正走轻推也可，但不要推深了成松软 土。 对于土堆、坟头等高出地面的要推平摊开，对于低洼处要推土填实。但在平整过 程中，不要推到中线桩、管沟边线桩，只需平整施工便道一侧，管沟所占位置堆土一侧 可以不平整。 作业带平整工作加上前面的清理工作，通常称作扫线工作，即为后序工程扫清线 路施工障碍。 三、修施工便道 施工便道主要是进行管道安装作业的场所，以及设备行走、物资运输、施工人员 上下班的通道。施工便道一般是平行于管沟修建，宽度为 6~8 米，靠近作业带边缘。 修施工便道的同时， 要把回车场地一并修整好。 为了方便运输，施工便道要修建在靠近公路一侧。该便道与公路的连通点，除了 公路穿越之外，应每隔 5 公里修建一条与公路的连通道路，此道路也属施工便道，其宽 度为 3.5 米即可，并保证一公里有一个错车宽道。 施工便道修建要平坦，并有足够的承载能力，要有 18 米以上的回车半径。为此， 扫线时尽量不要破坏地表原状土层，可用推土机来回碾压，以增加其承载力。对于低洼 处的填平工作，不光填砂土等松软土料，而且要掺和碎砖石等骨料，以免该处承载力不 足。15施工便道经过小河、沟渠时，应修建临时桥涵，并根据其过水量决定放置几根过 水管。过水管可以采用工程钢管，该段施工结束后及时回收并用于前面的工程。 修施工便道时，不要光注意路面，对于横穿道路的照明线、电话线、广播线等， 其高度低于 3.5 米的，也要临时架高，确保管车、吊车的正常通行。 对于与公路连通的施工便道及临时桥涵，修建前后要得到甲方或监理的确认，办 理好签证。 第三节 管沟开挖管沟开挖的工作宜在布管之前进行，这样后面的管道安装工作就可平行于管沟进 行，减少管线不直及下沟困难。特别是石方地段，管沟爆破工作如在组装后进行，对人 员及管道都会造成伤害。 管沟开挖前，要将管道中心线上的一切标桩全部平移至施工便道一侧的作业带边 缘。注意该处不要与回转车场相重合。 管沟开挖时，对于耕作表面的熟土，尽量堆在作业带边上，其内侧再堆生土。堆 土不得压到管沟边，至少要距管沟 0.5 米，严禁向施工便道一侧反土。 管沟深度要按设计要求开挖，设计原则是保证埋深 1 米，在北方地区要埋在冻土 层以下，在南方地区尽量埋在地下水位以上。对于石方地段，要超深挖 0.2 米，再回填 上松软砂土。 管沟底部宽度是按管道公称直径再加上一裕量，详见表 2.3.1。 表 2.3.1 沟上组装 条 土质管沟 有 件 水 无 水 岩 石 管 沟 沟深 3m 以内 沟深 3~5m 0.7 0.9 0.5 0.7 1.0 1.2 1.0 1.2 0.8 1.0 管沟底宽裕量(m) 沟下组装 土质管沟 有 水 无 水 岩 石 管 沟 1.2 1.2 1.5 1.5 弯头 及弯 头处 管沟 沟 下 半 自 焊 1.6 1.6管沟上口宽度是根据土质及开挖深度等情况决定的，对于深度 5m 以内不加支护 的管沟开挖，可按表 2.3.2 选取。 管沟坡度 土质类别 沟深 3m 内 表 2.3.2 沟深 3~5m16软土(井点降水) 无 地 下 水 砂土、回填土 亚砂土、砾石土 亚粘土 粘土、泥岩、白垩土 干黄土、风砂岩 岩石(未风化) 软土、砂土、回填土 有 地 下 水 亚砂土、亚粘土、砾石土 粘土 风化岩 岩石(未风化)1:1 1:1 1:0.67 1:0.5 1:0.33 1:0.25 1:0.1 1:2 1:1 1:0.67 1:0.33 1:0.11:1 1:1.5 1:0.75 1:0.67 1:0.5 1:0.33 1:1 1:3 1:1.5 1:0.75 1:0.5 1:0.25对于深度超过 5m 的管沟，可以将坡度放缓一档，并采用阶梯式开挖，或采取支护 办法挖沟。对于水田及沼泽地区的管沟开挖，按具体情况确定开挖方法及放坡等。对于 地下水位高的地段，如采用机械挖沟，则在管道下沟前一鼓足气挖完，及时下沟。如采 用人工挖沟，则先挖到地下水位处，待下沟前突击挖掘有地下水的部分。 管沟开挖前， 对于图纸上标有地下设施及有障碍物的地方， 要在前后 5m 以上的范 围内采用人工开挖方法，并要小心不得损坏地下电缆等设施。一旦开挖管沟，发现有地 下文物，要保护好现场，立即通知当地政府部门处理。 遇有乡村小路时， 管沟先不要挖开， 管道组装好及时落在地上， 管顶周围复土 0.2m 以上并与小路相通，以便通车。下沟前再突击挖开、突击回填。 整个管沟挖好后，直线段管沟要沟底平直，无高包及深坑；曲线段管沟要园滑过 渡，不得出现折线；边坡要平缓，不得有鼓肚。沟内不得有塌方、石块、积水、冻雪及 其它杂物。最后需经甲方、监理或第三方质检检查验收。验收标准见表 2.3.3：表 2.3.3 项目 中心线偏移 沟底标高及不平度管沟验收标准 允差(mm) ±100 +50 ?10017沟底宽度 沟顶宽度(按坡度算) 变坡点位移±100 ±200 ±100对于沟下组装时，除了按上述要求开挖管沟外，还要挖操作坑。该操作坑是为电 焊、探伤和防腐等工序使用的。操作坑深度 0.3 米，在焊口前后各 0.5 米0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 焊口钢管 操作坑 0.5长，见图 2.3.1 所示。 对于管沟不够宽的， 要将管沟壁上挖一些，以保证在管子下部作业的空间。操作 坑挖出的土，可以堆放在管子与沟壁之间的角上。第四节管道运输管子运输前，管道安装单位与运输单位要联合看路和选路，尽量选择路况好、运 距短、路面人流及非机动车少的路线。 对于从干线公路到乡村公路上时，要特别注意桥梁的承载能力，达不到 13 吨能力 或没有标准承载能力的，不要勉强通过，尽量绕行。如果绕行距离超过 30 公里，则对 该桥进行加固，一般是在桥面上铺设厚钢板。 管道运输应按计划进行，这个计划不仅包括时间、数量、还包括钢管材质、壁厚、 防腐等级等，该运到哪个区段的必须对号到位，不能串位。运管之前，运管单位或项目 调度要通知安装单位，以便接管。 对于从干线公路到村镇道路时，如路口较多不易辩认时，可在路中设置活动指路 标牌，用后前移；或者在路口站人指挥进车。 防腐好的钢管运输时，其钢管之间，钢管与拖车之间，都要加放软垫。一般可用 草绳扎制成软垫，但拖管车的挡管立柱，应捆扎橡胶软垫。钢管运输前，必须用二个 0.5 吨以上的倒链捆扎牢固，防止管子串动。用钢丝绳或铁链子捆扎钢管时，该处钢管 表面也要加上软垫。装车高度从地面算起不得超过 3.5 米。18行车时要求中速行驶，会车前一定要提前减速；行车在村镇街道及转弯时，一定 要慢速行驶；长途行车时，尽量要结队行驶；单车行驶时，中途要停车几次查看管子捆 扎情况。结队行驶时，车距不要太近，以防止追尾；首车和尾车要相互照顾，不要甩掉 尾车。行驶在施工便道上，不得随意调头，要在回车场调头。 钢管运输通常采用专用拖管车，每台车装载的钢管数量、运距与车次的关系、以 及运输每公里钢管所需的管车台班数，分别参见表 2.4.1、2.4.2、2.4.3。 钢管运到工地后，与安装单位办理交接签证工作，由司机将运管单返回防腐预制 厂。 表 2.4.1 装车层次 钢管规格 Φ820 一 般 装 车 量 Φ720 Φ630 Φ529 Φ426 Φ377 Φ325 Φ820 最 多 装 车 量 Φ720 Φ630 Φ529 Φ426 Φ377 Φ325 奔驰拖管车装管数量(根) 一 2 3 3 4 5 5 6 2 3 3 4 5 5 6 二 2 3 3 3 4 5 6 2 2 3 3 4 5 6 三 1 2 2 4 5 5 6 2 3 3 4 5 5 6 2 2 3 4 5 6 4 5 5 6 5 6 3 4 5 6 4 5 四 五 六 合 计 5 8 8 14 18 24 29 6 10 11 18 23 30 36注：上表是按单根管，管长 11.7 米计，如为双联管，除小口径可能超重外，一般 仍可拉运。 表 2.4.2 运距(Km) 车次 运距与车次关系 ≤50 3~4 51~100 2~3 101~150 1~2 151~250 1/2~1 251~400 1/3~1/2注：车次指的是往返次数，括包装卸车等辅助时间。19表 2.4.3 运 距 (Km) 管径 Φ820 Φ720 Φ630 Φ529 Φ426 Φ377 Φ325每公里钢管所需拖管车数 ≤50 5.67~3.54 3.54~2.13 3.54~1.93 2.02~1.18 1.57~0.93 1.18~0.71 0.98~0.53 51~100 8.50~4.72 5.32~2.83 5.32~2.58 3.35~1.57 2.36~1.23 1.77~0.94 1.47~0.77 101~150 17.00~7.09 10.63~4.25 10.6~33.87 6.07~2.36 4.72~1.85 3.54~1.42 2.92~1.18 151~250 34.00~14.17 21.26~17.00 21.26~15.46 12.14~4.72 9.44~3.70 7.08~2.83 5.86~2.36 251~400 51.00~28.34 31.89~17.00 31.89~15.46 18.21~9.44 14.16~7.40 10.62~5.66 8.79~4.77注：(1)每公里钢管按 85 根计算； (2)台次数小的为一般装车量及车次少的情况； 台次数大的为最多装车量及车次多的情况。 (4) 上表数是根据公式计算的，设 A 为每台管车装管根数(表 241)，设 B 为每公里 钢管装车车辆数，设 C 为运距一定时管车当日往返的次数(表 242)，设 E 为每公里钢 管所需运输车辆台数(表 2.4.3)，则： E＝B/C----------------------公式 2.4.1 B＝85/A---------------------公式 2.4.2 对于钢管规格有变、车型有变等，可自行计算。 第五节 卸管布管卸管和布管人员，必须熟悉钢管不同材质、不同壁厚、不同防腐材料及等级的分 界点，区段长度等。要做到按设计要求与钢管运单逐根核对钢管，相符时才予以卸管， 并签收运管单。 卸管时，尽量将拖管车带引至作业带上，施工便道质量不佳时，管道安装单位可 以出牵引车协助拖管车行走。如果用拖管车也拉不动时，不要引拖，就应该就近选择好 进车的宽敞地方当堆管场，集中卸管、堆管。 在堆管场集中堆管时，也应注意钢管不同种类要分别堆放，不得混淆。DN700 以 上钢管，堆高不得超过 5 层。每个管堆最底层钢管的两端管口处，要用土堆等支垫住， 防止滚垛。堆管场堆管总量不得超过 5 公里，单向布管距离不超过 3 公里，否则布管太 困难。20在沿线布管时，管沟挖好后可直接卸管至管沟边上，一处卸管 100~200 米。如果 管沟尚未开挖，卸管位置可以在管沟边线以外，距沟边距离为 1.5~2 米处。 卸管的管堆间距，应刚好与管堆的管长相符，而且要确保每个管堆的钢管，供应 前后各半个管堆距离，以保证布管最短运距。为了控制卸管堆距的准确性，卸管人员除 了借助等距的电线杆、通讯杆等，还要经常保持与后面布管人员的相互联系，一但发现 堆距与布管有矛盾时， 要及时修正。 最根本的办法， 就是卸管人员要练就一双 “活尺子” 式的腿，再加上准确的眼力功夫。 卸管的前进方向不是随意定的，它的方向就是以后布管、组装、焊接等工序的施 工方向。因吊管机的吊杆在左侧，其正向行走时应在管道右侧，所以卸管的前进方向应 在管沟右侧，也就是吊车的车头朝向和行走方向。 卸车时，吊车站在中间，左面为管堆，右面为管车。车上有人持钩，车下有人指 挥和牵绳，四人一组进行作业。吊车站立的位置，其上空及吊杆作业半径范围内，不得 有电线、电杆等障碍。吊杆转动要平稳，不要让钢管碰撞吊车，其前面方向及钢管下面 不得站人。 卸车及布管所用的吊具要安全可靠，不得损伤管口和防腐层，不要对任何钢管都 用穿胶管的钢丝绳当吊带用，严禁直接用钢丝绳勒防腐管。 一般地段采用沟上组装，所以布管要将管子沿沟边分布。布管前，先在距管沟边 1.5~2 米处打土墩或软垫。如打土墩，其高度应不低于 0.5 米，长度 1 米以上且垂直于 管中心位置。土墩位置离管端 2~3 米处，每根管子一处，以便修口及吊管等。 如不用土墩，也可采用编织袋装松软物，或者采用草捆等。布管时，要对管口进 行选配，相邻两管口周长之差不得超过 5mm，自动焊则不得超过 3mm. 如果布管工作走在管沟开挖之前，有管沟边线或边桩的，按其位置布管。如果连 管沟边线及边桩也没有的， 则按管道中线计算布管中心线。 布管中心线距管道中线的距 离 S 按下式计算：S= DN + K H + +A 2 i ---------------------公式 2.5.1式中：DN 为管道公称直径(m)； K 为管沟底宽裕量(m)，参见表 2.3.1； H 为管沟深度(m)； I 为管沟坡度(m)； A 为安全距离(m)，干土±1.5 米；湿土为 2 米。21打土墩工作应与布管工作前后照应，土墩不要打得太早， 以防位置不当而误工。 布管工作通常采用吊管机或抓管机进行，将管子首尾相接，并错开一个管口，成 锯齿形分布。布管工作采用三人工作制，一人站在管堆处，主要负责挂钩或挂吊带；一 人负责跟车，如用吊管机则扶管行走，防止管子乱晃；另一人则站在布管就位处，主要 负责摘钩或摘吊带；三人亦可轮换工作。 吊管机布管时，对于管径小于 700 毫米的，可同时吊两根管子行走，以提高工效。 吊管机吊一根管行走时， 最好是用吊带在吊管子的中间行走， 为了能准确吊在中间可事 先用心尺子量出管子中心，划上记号以提高工效和保证安全。 对于施工便道松软或泥泞的，拖管车不能沿线卸管而采用堆管场时，可用拖管爬 犁配合吊管机或抓管机进行布管。 此时在堆管场要安排一台吊车及两三个起重工负责装 爬犁，并在爬犁与钢管之间以及钢管与钢管之间加软垫，以保护防腐层，最后还要用棕 绳将钢管捆扎牢固。 遇有管线横穿乡村土路时，布管摆好位置后，再往边上让开 3 米多，以利正常通 行，并尽量减少断路时间。布管与组装工序应紧密衔接，采用大流水作业时，两工序间 距不应超过 0.3 公里；采用分段轮流作法作业时，两工序间距不应小于 0.5 公里，否则 供不上组装进度要求。 对于后一种布管方法，由于一次布管较多，组装后可能出现与前面所布钢管长度 有误。所以，布管人员要及时观察后面组装长度是否与布管有矛盾，如有则在下次布管 时，及时把误差纠正过来。对于组装过后多余的钢管，起重人员要及时将其倒运到前面 去用，不得丢弃在组装过后两公里以上的远处。 对于弯头及冷弯管，布管进不能像直管一样首尾依次摆放，而要将弯头及冷弯管 摆到桩号位置上，两侧要有足够的钢管衔接，即布管可长不可短。 对于起重人员，应知道钢管重量计算公式及钢丝绳承载力等，以便安全施工。钢 管重量公式如下： G＝π(D－δ)δr------------------------公式 2.5.2 式中：G 为钢管理论重量，kg/m；π为园周率； D 为钢管外径(mm)，δ为钢管壁厚(mm)； r 为钢管比重，r＝0.00785kg/mm3； 将 r 及园周率π代入公式则可化为： G＝0.02466(D－δ)δ----------------公式 2.5.322钢丝绳承载力等资料见表 2.5.1 表 2.5.1 规 英制 1/2″ 5/8″ 3/4″ 7/8″ 1″ 常用钢丝绳资料数据表 格 整体破断力(t) 公制(mm) 12.5~13 15~15.5 18.5~19.5 21.5 26 8.01~12.50 11.95~17.85 18.00~28.20 24.35~35.05 35.10~51.70 1.34~2.08 1.99~2.98 3.00~4.70 4.06~5.84 5.85~8.62 安全载承载力(t)注：该表中的破断力及安全承载力范围是指钢丝绳的抗拉强度范围从 140~200kg/mm2。 起重指挥用各种信号，参见表 2.5.2、表 2.5.3。 表 2.5.2 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 操作项目 吊杆升起 吊杆降落 吊杆右转 吊杆左转 吊钩升起 吊钩降落 吊车前进 吊车后退 停止(一) 停止(二) 起重指挥手势信号 手 势横臂，握拳，母指向上，上下微动手臂。 横臂，握拳，母指向下，上下微动手臂。 立臂，握拳，母指向右，左右微动手臂。 立臂，握拳，母指向左，左右微动手臂。 立臂，握拳，食指向上并做旋转运动。 立臂，握拳，食指向下并做旋转运动。 立臂，手心向自已，前后挥动(招状) 立臂，手心向吊车，前后挥动(推状) 向上伸臂，手掌左右大摆动。 两臂交叉胸前。 起重指挥口哨及旗示信号 旗 示 信 号 两旗下垂，立正 绿旗上指 绿旗横握，点头 哨 音 信 号 一短音连一长音 两短音 五至七短音表 2.5.3 序号 1 2 3 操作项目 预 起 下 备 吊 落234 5 6 7稍 稍起 落两旗平行，直立上指 两短音 两旗平行，绿旗下指 五至七短音 红旗横握，大摆 两旗交叉于头顶 一长音 一长音停止(一) 停止(二)第六节 一．组装方式方法 1．按机械化程度分：管道组装(1) 手工组装：管道吊装采用三脚架或四脚架配上手动倒链，管口修整采用锉刀、 砂布， 管道对口采用手工外对口器或对口卡具。 当地形或地表状况不能进行机械化施工 时，手工施工也是一种可行的方法。在这种情况下，管道组装前面的工序，也通常是采 用人工操作，即采用人工抬管，用横担、倒链或棕绳等下沟就位。 (2) 机械组装：管道吊装采用吊管机或吊车，管口修整采用砂轮机或坡口机，对口 采用气动或液压内对口器，这是长距离输送管道普遍采用的操作方法。 2．按管道组装作业位置分 (1)沟下组装 ：将钢管逐根摆放在管沟内，从组装开始后的各工序，均在沟内完 成。长输管道施工过程中，对于采用牵引就位的一些穿越工程、死口连头工程，以及一 些地形复杂的特殊地段等，都要采用沟下组装。 (2)沟上组装：在管沟边上组装，由于操作空间开阔，操作条件较好，一般来讲 施工效率和安全性都要比沟下施工好。这是长输管道施工普遍采用的管道敷设方法。 (3)混合组装：对于管径很大、壁厚很厚的管线，全部在沟上组装好后，其下沟 工作将是很困难的事情， 特别是在专用吊管设备不足或利用率极低的情况下， 全线采用 沟上组装将是很不经济的。这时，可以在沟上将几根钢管组装成一定长度的管段，然后 下沟，在沟下组焊少量的口，这对综合经济技术指标将是最有利的。 二．清管子修口 清管和修口是管道组装的准备工作，是确保组装质量的重要手段。清管工作是 将管内的泥土、石块、杂草、积雪等杂物清除干净。对于管内杂物较多时，可用吊管机 斜吊，倒出杂物。对于大口径管道，还可采用管内小车人工清扫。对于小口径管道，则 可采用自制清管器清理管内杂物。 修口工作是修口和洗口两部分工作的简称，其中修口工作主要是检查管口几何24尺寸是否符合要求，有无损伤等缺陷，如有不合要求的则要修整好。洗口则又包括管口 除锈、清洗等内容，要求将管端焊接范围内的锈蚀、油污、防腐材料、水气及尘土等清 除干净，露出金属光泽。清管及修口工作通常由三人完成。 修口的规定要求和方法见表 2.6.1： 表 2.6.1 序号 1 2 项 目 管道修口要求及方法 要 求 施 工 方 法管口清洁 管口平滑端部 200mm 洁净用砂轮机、砂布、棉纱、洗油等。端部 100mm 制管焊 用砂轮机、棉纱等修整。 缝的余高磨平3管口垂直度管口端面与管中心轴 检测用直角弯尺、钢板尺；修整用 线垂直度≤1° 火焰切割、砂轮机等。 检测用焊缝检验规；修整用砂轮 机、锉刀等。 用砂轮机、锉刀等。 用千斤顶、大锤修整或割除。4坡口角度上向焊 30~35° 下向焊 27.5~32.5°5 6钝边 局部凹陷 三．对口1~1.5mm ＜3mm对口前首先要对所有钢管进行最后一次检查，检查内容包括钢管材质、壁厚、 防腐材料、防腐等级是否符合设计要求，管内及管口是否清洁，坡口及钝边等是否符合 规定等，全部符合规定及要求后方可对口。 对口时，先将已组对好的钢管稳住(落在土墩上)，然后检查已对好及即将组对的 钢管制管焊缝是否重缝，重缝时则将没组对的钢管转动一个，错开焊缝。转动钢管时， 不仅要确保该钢管前端焊缝与已对好钢管的焊缝错开， 同时还要保证该钢管后端焊缝不 要放在管口底部。 钢管自身焊缝符合要求后，则将准备对口的钢管吊起行走，穿到内对口器上。 对口工作正式开始后，先启动内对口器前端，将已组对好的前管管口撑住，指挥后管靠 近前管并控制间隙，符合要求则开启内对口器后端，撑住后管管口。 当管口有错口时，不要将错口集中在一处，尽量均匀分布，但千万不要在管底 部错口。对于对口两侧钢管壁厚不同的，但差别不超过 2mm 的可以直接组对；如超过 2mm 时，则应在对口前对较厚的管口用坡口机或砂轮机进行修整，使其内壁与较薄管 内壁平滑过渡。25管口组对时，要注意调整钢管与管沟边或管道中线平行距离，不要搞成该直的 不直，该弯的不弯。特别是设计桩号处，一般都有角度，都要用弹性敷设、冷弯管或弯 管连接，一般要按设计要求安装。设计的原则是首先采用弹性敷设，其弯曲半径最小等 于钢管公称直径的 1000 倍。在弹性敷设有困难时，采用冷弯管，其弯曲半径大于或等 于钢管公称直径的 40 倍。在采用冷弯管也较困难或角度很大的，才采用压制弯头，其 曲率半径通常采用 5 倍钢管公称直径。当角度≤5°时，可以直口组装或弹性敷设；当 角度＞1.5°且≤3°时，可以斜口组装，当＞3°时不得采用斜口组装。 采用内对口器对口，通常是将根焊全部焊完后，才撤走内对口器，而且在根焊 时，不得活动管子。如果是采用上向焊时，组对管口时仅点焊好即可撤出内对口器。同 样，采用外对口器时，对好口时点焊好即可撤对口器。这里强调指出，绝对禁止边焊管 口或点焊，边调整间隙，这样形成的焊道有产生裂纹的隐患。 点焊组对管口时，点焊采用点少线长方式，一般点焊四、五处，每处长度不小 于 50mm。 管道组装应达到的质量标准见表 2.6.2 规定 表 2.6.2 序号 1 2 管道组装质量要求及规定 检 查 项 目 制管焊缝错开 对口间隙 规 定 要 求相邻两管口制管焊缝错开≥100 mm 上向焊 下向焊 2~3.5mm 1~2.5mm3 4 5 6 7短管长度 两反向转角中间角度 弯头最小内弧长 错口 点焊总长度＞1.5 倍管径 长度≥5m 弧长≥51mm 相邻两管口错口≤1.6mm ≥50%焊缝总长四.管道组装其它要求和规定 对有预热要求的管道，对口前还应对管口进行预热，预热宽度为管端 50mm.。用 红外线测温仪或触点式温度计检测，温度控制在规定的预热温度稍高 30~50℃，以便对 好口焊接时有足够的温度。预热温度达到要求后，方可对口。 整个组装过程中，要注意保扩护防腐层。使用砂轮机、喷灯及火焊等，应清理附 近的易燃物品，特别是不要对着人和汽油。26下班时，组装好的管端要临时封堵，以防止进入杂物。对于施工起点和终点的管 口，要将堵板焊牢。 组装好的乡村公路处，要及时将管道落到平地上，并在过道处填土压实，确保道 路正常通行，又保护钢管及其防腐层。 组装工序施工过程当中，要对管口进行编号，并对制管厂、防腐厂等资料进行登 记，管长要现埸实测核对，以便编写竣工资料用。 五．人工组装管道 人工组装管道时，其工艺过程为：立架子――吊管――清管――洗口――串管― ―转管――上卡具――对口――点焊。 其中立架子是将三脚架或四脚架立在每根钢管的中心。在沟下组装时，一般是将 架子立在沟底靠边处。采用三脚架时，一个脚在管的左面，另二个脚在管的右面，相邻 的管则与其相反，以防偏重。沟下组装，如沟底较窄，在沟底立三脚架有困难时，也可 以将三脚架立在沟顶上。 如管沟深度能满足吊装高度要求， 还可以用钢管横担在管沟顶 上，代替架子。 立架子如果在松软土质上时， 应在架脚下垫上一块尺寸 0.3 米左右的带孔钢板， 架 脚就插在孔内。立架子还要注意一点，就是架子腿不要劈开的角度太大，否则易压弯架 子腿。 吊管是将架子挂上倒链，再在每根钢管的中心位置放上吊带，然后将管子吊起离 地面约 0.5 米。 倒链的规格是根据钢管重量选择的， 一般是按单根管重的三倍选择倒链。 因为吊管时，当钢管组装成长管线后，个别倒链受力大大超过单根管重量。 串管工作，机械化施工采用吊管机是很容易的事，而人工施工则是个吃力的活。 要达到串管目的，吊带则不能吊在管中心处，而应退至串管前进方向相反一侧。退的距 离不能太大，一是不能超过架子重心以外，即吊带及倒链不能超过架子腿外。另一个是 距离太大，钢管偏重太多，一人站在管端也平衡不了。串管时，只要能吊起来，管子自 然就能串一段位置，而且可以往前方推一些再放下。 转管就是检查钢管自身焊缝是否有重缝的，是否有焊缝落在管底下的，如有则转 动管子让开焊缝和错开。 上卡具，外对口卡具有两种，对小口径钢管，可采用压把式对口器，对口时将对 口器同时卡在两管口上，一下子就对好口，见图 2.6.1 大口径钢管对口，采用成对的对口卡具，其中一个先卡在已对好口的钢管末端，27另一个卡在即将对口的管口上，卡具距管口 50mm 以上。为了提高工效，两卡具的紧 固螺栓应分别放在管线两侧， 以便能同时操作。 卡具上紧后， 先上反正丝， 即开始对口， 对口时，调整对口间隙，然后再上顶板顶丝。对口卡具、反正丝及顶板顶丝分别见图 2.6.2、2.6.3 和 2.6.4 。 上顶板顶丝时，先顶管口底部，确保管底平整。然后顶两侧，最后顶错口处。如 果靠顶丝消除不了错口，而且错口又不超过规定尺寸，则将错口均匀分布开，但不要在 管底错口。对好口则可点焊，点焊完则可同时卸下卡具。 六．倒退链的使用和维护 倒链使用时，先要将手链正反试验一下，检查是否有卡链现象。正常拉链时，用 力要均匀，尽量不要一股劲一股劲地拉。如拉起来很费力，非得用力拉时，最好有一人 协助理顺链子，防止卡链。卡链后不要硬拉，而应在反方向松下链子，理顺链子再拉。 为了减少卡链现象，还要将链轮摆正，并将手链十字交叉一下，使上行与下行的链子互 相磨擦，就可减少卡链现象。 多个倒链吊管子时，动作要同时进行，防止单个倒链受力超载。多个倒链同时降 落时，落速不能太快，以免产生冲力，压弯三脚架。在三脚架上挂倒链或卸下倒链时， 力气小且个头小的人要两个人操作，防止摔坏倒链或砸破防腐层。 倒链的防滑主要是靠其内部的磨擦片，使用时间长了以后，磨擦片上可能积满油 泥而不起磨擦作用。发生滑链情况后，拆开倒链清洗磨擦片，擦干后重新装好。施工过 程中，发现倒链滑链后，要及时更换备用倒链。如无备用倒链，则在倒链固定位置后， 将手链绑在大链上，防止滑链。下班后要及时撤下该倒链，进行维修，或在第二天带上 新倒链替换。 第七节 一．弯头下料计算 1．弧长计算：知道弯头角度及其曲率半径后，弯头下料就要知道其内外弧长， 否则就不精确，弧长计算见公式 2.7.1 及 2.7.2。L外 = R+ D/2 πθ = 0.01745( R + D / 2)θ 180 ( R ? D / 2) πθ = 0.01745( R ? D / 2)θ 180--------------------公式 2.7.1管道组装下料计算L内 =------------------公式 2.7.2式中 L 外及 L 内分别为弯头的外弧长和内弧长(mm)；R 为弯头曲率半径(mm)；D 为弯头的外径(mm)；θ为弯头角度。28使用上公式时注意，曲率半径是按钢管公称直径的倍数确定的，而 D 是钢管外 径，不要弄混。 2、半切长计算：无论是管沟测量放线，还是组装下料，以及竣工资料，都要使 用半切长的数据，其计算是十分重要的，见图 2.7.1 及公式 2.7.3。T = Rtgθ2---------------------------公式 2.7.3式中：T 为弯头的半切长，R 为弯头的曲率半径，D 为弯头管外径，以上单位 均为 mm；tg 为正切函数，θ为弯头角度。TD θ R图 2.7.1 3、推导公式弯头半切长根据公式 2.7.1 及 2.7.2，可以推导出：θ = (L ? L内 ) / 0.01745D外-----------------------------------公式 2.7.4即量出弯头的内外弧长，则可计算出该弯头准确的角度。 二、斜口下料计算：1、精确计算：A = Dtgθ2-----------------------公式 2.7.5θ A AD式中：A 为斜口制作时的单面去掉值，D 为管外径，θ为 斜口角度， 见图 2.7.2。292、近似计算： 因为长输管线斜口角度较小，所以可以采用下面近似公式：A=πDθ360= 0.00873Dθ------------------------------公式 2.7.6式中符号意义同公式 2.7.5。 3．下料截长计算： 过去有些工人师傅下斜口时，常出现错误的概念。就是当他知道斜口单面去掉值 A 后，采用圆周八等分下料法，常出现图 2.7.3 左面的错误。如图所示，圆周八等分后， 各点分别标注为 0、1、2、3、4，当 4 点去掉值为 A，O 点为 0 时，2 点去掉值为 0.5A， 即(A+O)/2；有的人则以此推断：1 点去掉值则为(A/2+O)/2=0.25A，3 点去掉值则为 (A+A/2)/2=0.75A。但这却是极错误的，我们可以用影响法来证明，见图 2.7.3 右。 我们将图 2.7.3 左图上的 各截点投影到右图后，连接各 截点后不是一条直线，即各点 不在同一平面上。该平面的侧 面投影线总则是一个“S”弯， 按该线下料的结果，总是出现 相同的错误：即靠近最大去掉值处“多肉” ，靠近最小去掉值(O)处“少肉” 。 采用截长尺寸下斜口，是个比较精确的下料方法，不管圆周多少个等分点，都有 其固定的截长尺寸。如果圆周做 n 等分，则每一等分的圆周角为1 0 左图 右图 A4 3 2 4 3 2 1 0θ=360 n假设各等分点的截长分别为 h1、h2、???hn，则： ???h1 = A (1 ? cosθ ) 2 A (1 ? cos 3θ ) 2 h2 = A (1 ? cos 2θ ) 2---------------公式 2.7.7h3 =hn =A (1 ? cos nθ ) 2式中：A 为斜口单面去掉值。 需要注意的是，当 nθ角大于 90°时，cosnθ即为负数，括号减负则为加正。对 于十二等分，θ为 30℃，只要求出 h6 即可： h1=0.067A、h2=0.25A、h3=0.5A、h4=0.75A、h5=0.933A、h6=A。30通过公式 277 的计算， 如果是八等分时， 点的截长约等于 0.15A， 1 而不是 0.25A； 3 点的截长约等于 0.85A，而不是 0.75A，而十二等分的，h2 点才是 0.25A，h4 点才是 0.75A。 三、叠加角计算： 叠加角是指该转角处，即有水平方向的转角，又有纵向转角。施工叠加角时，是 将弯头先放在转角较大的方向上， 然后向转角较小的一方转动一个角度。 如果要转动的 小角度为θ，那么弯头沿圆周转动的尺寸为 C，则C=πD360θ = 0.00873Dθ----------------------公式 2.7.8式中：D 为钢管外径，单位 mm。从该式可以看出，转动尺寸 C 与斜口下料单面 去掉值是相同的。 四．现场角度计算： 1．现场精确测算角度：当管沟变坡点 O 的角度 MON 为θ时（图 2.7.4） ，量取 OM 长（用 OM 表示）等于 ON 长（用 ON 表示） ，MN 长（用 a 表示）为 M 与 N 两点距离，这时c O θ b NM a图 2.7.4 现场测算角度tgθ2=a a a = = b + c 2b 2c----------------------公式 2.7.81、 现场近似测算角度θ=360a a a = 57.3 = 57.3 π (b + c ) b c--------------------公式 2.7.9用公式 2.7.8 一样，b=c。根据公式 2.7.9 可以看出，如果设 c=b=5.73m，a 有多少 个 0.1m 即θ有多少度。 3．另一种简易测算角度法 在图 2.7.4 中，θ为所测角度，设 MN 垂直 ON，此时 MON 为直角三角形，C 为 三角形斜边，b 为θ角邻边，则：θ = 57.32a 114.6a = b+c b+c---------------------公式 2.7.10314．斜口计算： 在图 2.7.4 中，如果θ为斜口角度，则：A= Da b+c--------------------------------公式 2.7.11式中：A 为单位斜口去掉值，D 为管外径，a 为直角三角形的对边，b 为θ角邻 边，c 为斜边。如果设 b=c 时，公式 2711 则改为：A= Da Da = 2b 2c ---------------------------------公式 2.7.12第三章 管道焊接及检验第一节 焊接一般规定及要求 一、对焊接设备的要求 对于钢质长输管道焊接通常采用的方法有药皮焊条电弧焊、 药芯焊丝自保护焊和气 体保护电弧焊、实芯焊丝气体保护电弧焊、非熔化极气体保护焊、埋弧焊等。所有 焊接设备应能满足焊接工艺要求， 并具有良好的野外工作适应性和安全性。 同时应 按设备管理办法的有关规定设专人管理。 二、对材料的要求 ㈠、对钢材的要求 1、管材与管件应符合下列最新版本的规范中的要求： GB/T3092 GB/8163 低压流体输送用焊接钢管 输送用流体无缝钢管GB/9711.1 石油天然气管道用螺旋埋弧焊钢管 GB/T13793 直缝电焊钢管 SY5297 石油天然气管道直缝电弧焊钢管SY/T5037 普通流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管 SY/T5038 普通流体诉讼管道用螺旋缝高频焊钢管 APIspec5 L 管线管规范 适用的 ASTM 规程 施工单位首次使用的钢种，应根据钢号、板厚、焊接方法及焊接材料等按 SY4052 《油气管道焊接工艺评定方法》 进行焊接性能试验和焊接工艺评定， 以确定焊接施 工中的预热温度、层间温度、焊接参数和焊接材料的匹配等。32钢材（管）应无重皮、裂纹、气孔、凹坑、划伤、碰伤等缺陷，如发现应通知有关 人员处理，施工单位不得以任何方式修补或补焊。 ㈡对焊材的要求 1、填充材料应符合下列标准的要求： GB1300 GB5117 GB5293 GB8110 GB10045 GB12470 AWSA5.1 AWSA5.2 AWSA5.5 AWSA5.17 AWSA5.18 AWSA5.20 AWSA5.28 AWSA5.29 焊接用钢丝 碳钢焊条 低合金钢焊条 二氧化碳气体保护焊用钢焊丝 碳钢药性焊丝 低合金钢埋弧焊用焊剂 碳钢药皮电弧焊焊条 铸铁和钢质气体焊丝 低合金钢药皮电弧焊焊条 埋弧焊碳钢钢丝和焊剂 气体保护电弧焊碳钢填充金属 碳钢药芯电弧焊丝 气体保护电弧焊低合金钢填充金属 低合金钢药芯电弧焊丝2、填充金属及焊剂在保管和搬运时应符合生产厂家的规定，并避免损坏填充金属 和焊剂包装。保存时应避免受潮，以防止损坏与变质。 3、低氢型焊条焊前应烘干，烘干温度按说明书要求进行。说明书无要求时，烘干 温度应为 350℃～400℃，保温时间为 1～2 小时。现场应设恒温箱，温度控制在 100℃～150℃，随用随取，并放入焊条保温箱内，但不宜超过 4 小时。施工现场当 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。 在包装良好无受潮的情况下，纤维素焊条不需要烘干；若受潮，则应烘干，烘干温 度为 80℃～150℃，烘干时间为 0.5～1 小时。 4、在焊接过程中，电弧应易引燃，燃烧平稳。药皮应均匀地熔化，无成块脱落现 象。 药皮的熔化速度应与焊条芯的熔化速度相等或稍迟， 药皮形成的套筒不应妨碍 焊条正常熔化。熔渣流动性良好，能均匀的覆盖在熔化的金属上，焊缝成型良好， 熔渣清除容易。在规定的焊接范围内，焊条药皮不应有严重发红、偏弧等现象。335、无合格证和说明书的焊材，应补做焊接试验，以确定焊缝金属的化学成分，机 械性能及其它性能。 三、对焊接工艺评定的要求 在焊接之前，应制定详细的焊接工艺评定指导书，并对此焊接工艺进行评定。应使 用破坏性试验检验焊接接头的质量和性能。 应根据评定合格的工艺编制焊接工艺规 程。 焊接工艺评定应符合 SY/T4103《钢质管道焊接工艺评定方法》的规定。 焊接工艺评定方法应按照 SY4052《油气管道焊接工艺评定方法》进行。 焊接工艺评定的管理应按公司有关规定执行。 1、焊接工艺评定的一般规定 用于焊接工艺评定的母材应有出厂质量证明书或复验报告， 且符合设计要求和有关 规定。 焊条焊丝、 焊剂和保护气体应有出厂质量证明书或复验报告， 且符合设计和有关标 准的规定。 当设计选用表 3.1.1（焊接工艺评定常用钢材分类）以外的材料时，焊接工艺评定 应在确定材料的焊接性能以后进行（方法见 SY 4052―92 附录 A） 。 焊接接头坡口型式和尺寸应符合 GB985、GB986 标准的规定。 焊接工艺评定试验和焊接位置应能代表现场作业的所有焊接位置， 如实际焊接作业 的障碍时，在试验中应设置模拟障碍。 试验所用的焊接设备应处于良好状态，试验与检验设备和量具应经计量鉴定合格。 从事焊接工艺评定的人员， 应是具有一定焊接理论水平的专业技术人员和技能熟练 的焊工。 焊接工艺评定宜按下列程序进行： 根据设计文件和本标准的规定， 编制焊接工艺评定委托书， 并根据现场作业的实际 情况制定方案和初拟焊接工艺； 对母材和焊接材料的类型、牌号、成分、性能进行确认； 按初拟焊接工艺进行试验，在每种试验条件下，各次至少做两个试验管接头，接头 试验结果全部合格时，试验认定为合格。否则，重新进行评定。 按试验记录整理试验数据，编制焊接工艺评定报告，并经过焊接责任工程师审查， 单位技术负责人批准。34焊接工艺规程应以焊接评定报告为依据， 结合焊接施工经验和实际焊接条件进行编 制，应对焊接程序、工艺参数、检验方法和合格标准做详细规定。 当委托评定项目符合有关替代规定时， 可参考原焊接工艺评定报告编写焊接工艺规 程。 焊接工艺评定规则 焊接工艺评定应采用对接接头进行； 管状和管板状试件的焊接可采用气焊、手工电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护 焊， 埋弧自动焊和自保护管状焊丝半自动焊的任何一种焊接方法或他们的组合的焊 接方法进行。 焊接工艺评定常用钢材分类应符合表 3.1.1 规定，且符合下列规定： 凡首次焊接而未做焊接工艺评定的材料， 应进行焊接工艺评定。 试验应使用与设计 相同的材料； 钢材的分类和组别号改变时应重新评定； 但同类别号中高组号钢材的 评定适用于低组别号钢材；除类别号Ⅳ、Ⅴ的钢材外，高类别号的钢材的评定适用 于该类别号钢材与低类别号钢材组成的焊接接头。 同组别号中一种钢材的评定适用于其它钢材； 同组别号钢材组成的异种接头， 其中 一种钢材已经有评定，可不重新评定。 同类别不同组别号钢材组成的异种接头， 高组别号钢材已经有评定的， 可不重新评 定。 焊接工艺评定中，材料规格和适用范围应符合下列规定： 电弧焊时，材料厚度的改变在试验材料厚度的 0.75～1.50 倍以内可不重新评定。 气焊时，材料厚度的改变在试验材料厚度的 0.75～1.25 倍以内时可不重新评定。 管径的变化以焊接工艺评定试验管径的 0.5 倍作为适用范围内的下限，上限不限。 焊接材料的变化时应符合下列规定 焊条类别（见表 3.1.2）和强度级别变化时，应重新评定；同类别焊条强度级别不 变，用非低氢型焊条评定合格的焊接工艺适用于碱性焊条。 焊丝牌号改变时应重新评定， 但同组别号焊丝的评定可以互相替代， 焊丝分组见表 3.1.2 规定。 焊剂牌号改变时应重新评定； 改变保护气体种类、流量变化量超过 20%或混合比变化量超过 10%，应重新评定； 实芯焊丝改为药芯焊丝，或反之，应重新评定；35改变焊接方法应符合下列规定： 用一种以上焊接方法焊接同一接头时， 应按每种焊接方法评定或组合焊接方法评定 气体保护焊时熔化极改为非熔化极或反之，应重新进行评定。 下列焊接因素改变应重新评定： 自动焊或半自动焊坡口型式改变，应重新评定。但手工焊坡口型式改变，如能保证 接头熔合良好，可以不重新评定。 多层焊改为单层焊；双面焊改为单面焊； 单面对接背面增加或取消垫板； 自动焊多丝改为单丝、丝级改为带级，或反之； 电流种类或极性的改变；清根焊改为不清根焊；上向焊改为下向焊或反之； 惰性气体保护焊背面的气体保护改为无气体保护；预热温度低于原定范围的下限； 层间温度的控制超出原定范围； 根焊道完成后至第二道开始的时间间隔改变； 线能 量超出原定范围；热处理种类和工艺参数的改变。 焊接位置的改变，应重新评定。但下列情况除外；管接头 45°固定对接焊的评定 适用于各种位置管子的对接焊。 水平固定管对接焊的评定， 适用于水平转动焊的对 接焊。 角焊缝的焊接工艺评定，应采用角接接头，且符合下列规定：熔透型角焊缝的评定 适用于非熔透型角焊缝的焊接；管―板角焊缝的评定适用于承接管角焊缝的焊接； 45°固定的管板、 承接管和三通管焊缝的评定， 分别适用于各种相应接头形式的焊 接。 焊接工艺评定常用钢材分类 表 3.1.1类别号 Ⅰ Ⅱ组别号 Ⅰ―1 Ⅱ―1 Ⅱ―2 Ⅱ―3 Ⅱ―4 Ⅲ―1 Ⅲ―2Ⅲ钢号 Q235，Q235B，20R，20G，10，20，25， Q235F，S205，S240，S290 16Mn， 16MnR， 16MnDR， 16MnG， S315， S360 15MnV，15MnTI，15MnVR，15MnVRC， S386，S415 15MnVN，15MnVNR，S450，S480 15MnMONb，18MnMONb，18MnMONbR 12，16CrMo，16CrMoR Cr5MoAPI5L 钢级 （力学性能） A25，A，B，X42 X46，X52，X56 X60 X65 X70填充金属分类 表 3.1.236组别规格 GB5177 GB5188 AWSA5.1 AWSA5.4 GB5118 AWSA5.5 GB5117、GB5118 AWSA5.1、A5.5 AWSA5.5 JB/T4709 AWSA5.17GB1300 AWSA5.18 GB1300 AWSA5.18 GB1300 AWSA5.28 AWSA5.2焊条（焊丝） E E E E E E E E E E H08 H10Mn2 EL8 EL8K EL12 EM5K EM12K EM13K EM15K H08MnA ER70S-2 H08Mn2SiA ER70S-6 H08Mn2MoA ER80S-02 RG60 RG65焊剂E E HJ401 HJ402 F-60 F-61 F-62 F-70 F-71 F-72常用碳素钢合金结构钢焊丝分组 组别 焊丝编号 Ⅰ H08 H08A H08E表 3.1.3 Ⅱ H08Mn H08MnA Ⅲ H10MnSi H10Mn2 Ⅳ H08Mn2Si H08MnSiA四、对焊工资格的规定和要求 在进行管道安装焊接之前，应按 SY/T4108《钢质管道焊接及验收规范》第六章的 规定对焊工进行资格考试。 某一焊接工艺评定合格后， 焊接试验管焊缝的焊工自然具有该焊接工艺规定的相应 焊接资格。 单项资格 当取单项资格时， 每个焊工应使用评定合格的焊接工艺规程， 焊接一个完整的管接 头的扇形段作为考试焊口。 当取对接管资格时， 应选择旋转焊接位置或固定焊接位置进行。 当选择固定焊接位 置时管轴线应平行于水平线 （5G） 垂直于水平线 ； （2G） 倾斜于水平线 45° ； （6G） 。37当取支管连接时， 角焊接头资格或其它类型接头的单项资格时， 应按照专用的焊接 工艺规程进行，取得的资格范围应限定在该工艺规程规定的范围内。 当使用的焊接工艺规程有下列要素变更时焊工应重新进行资格考试： 由一种焊接方法变到另一种方法或其它焊接方法的组合； 焊接方法由上向焊变为下向焊或反之； 填充金属组别由 1 组或 2 组变为 3 组或反之； 从一种管外径分组变为另一种管外径分组，管外径的分组如下： 一组：外径小于 60.3mm； 二组：外径 60.3mm 至 323.8 三组：外径大于 323.8mm。 从一种管壁厚度分组变另一种管壁厚度分组，管壁厚度分组如下： 一组：公称管壁厚度小于 4.8 二组：公称管壁厚度从 4.8mm 至 19.1mm； 三组：公称管壁厚度大于 19.1mm。 若焊工已经取得 6G 的固定焊接资格，则可焊接任意焊接位置的对接焊；其它任何 焊接位置的取得都不能代替另一种焊接位置。 接头设计的变更（有、无垫板、坡口变化） 全项资格 取全项资格时，焊工应使用批准的焊接工艺进行下述两项考试：第四章 管道防腐第一节 管道防腐概况 一.管道防腐作业内容 防腐管预制、补口及补伤是管道施工中防腐作业的内容。从前面叙述的管道施工程 序中，可知它们分别所在的位置。目前，绝大部分防腐材料涂敷钢管是在防腐厂的作业 线上制作。现场组装焊接后，对焊口处的防腐补口是在现场进行。 二.管道腐蚀原因和防腐方法 1.金属腐蚀和腐蚀分类 (1)腐蚀的定义 金属表面与周围介质发生化学与电化学作用而遭到破坏叫金属的腐蚀。 (2)腐蚀的分类38金属腐蚀按反应机理可分为两类。一类是化学腐蚀，这种腐蚀是指金属表面与周围 介质发生纯化学作用而引起破坏。 另一类是电化学腐蚀， 它是指金属表面与周围介质发 生电化学反应而引起的破坏， 也就是在腐蚀的过程中有电流产生， 所以也算是腐蚀的电 池作用。 电化学腐蚀又可分为：原电池腐蚀，指金属在电解质溶液中形成原电池而发生的腐 蚀；电解腐蚀，指外界的杂散电流使在电解质溶液中的金属发生电解而形成的腐蚀。 2.管道腐蚀原因 埋地金属管道的腐蚀是属于电化学腐蚀。按照电化学腐蚀机理，电化学腐蚀反应包 含有阳极反应和阴极反应， 并由金属的内部电子和电解质中的离子导电构成电流循环回 路，阳极反应是金属失去电子变为离子转移到介质中，即被腐蚀。阴极反应则为介质中 离子吸收电子的还原过程，反应式为： 阳极反应： 阴极反应： Fe → 2H++2e 2H2O Fe2+2e → H2↑ (酸性溶液中) (中、碱性溶液中) (酸性溶液中)O2+4H++4e →O2+2H2O+4e → 4OH－管道的腐蚀产生，也存在四种不同情况。 (1)微观腐蚀原电池造成管道腐蚀。 这种腐蚀主要是制管、焊接等钢管本身的不均匀性造成的腐蚀。在管道附近土壤具 有酸性。钢管作为阳极，钢管中的杂质作为阴极，形成腐蚀原电池见图 4.1.1：H2 Fe2+ 2OH―+ 2H2H+土壤 杂质图 4.1.1：管道在酸性土壤中的腐蚀(微观)由于铁和杂质紧密地接触，电化学腐蚀作用得以不断进行，铁成 Fe2+进入土壤溶 液，同时土壤中多余电子移向杂质，H＋离子在杂质上和电子结合而变成氢气放出。Fe2+ 离子和 OH － 离子结合，生成 Fe(OH)2 ，附着在铁表面上，Fe(OH)2 进一步氧化得到 Fe(OH)3，它脱水后产物 Fe2O3 是红色铁锈。 (2)宏观腐蚀原电池造成管道腐蚀。39这种腐蚀是土壤物理化学性质的不均匀性造成的腐蚀。 这是埋地长距离管道最常见 的腐蚀现象。 由于在长输管道沿线各处的土壤特性不同， 因此在两部分浓度存在差异的 电解质之间，土壤与金属之间就会形成腐蚀电池。另外埋地管道，由于上部土壤中氧气 比下部多，氧气压上部比下部大，致使上部电极电势比下部高，形成阴极区，下部为阳 极区，因而下部遭腐蚀，常常发现管道底部穿孔就是这一原因。 (3)杂散电流造成管道的腐蚀：大地中由于有很多电器设备，如避雷针等接地线， 使大地土壤中存在杂散电流。 当这些杂散电流从管道防腐漏点流进管道后， 又从管道防 腐的另一漏点流出，则该流出处即为阳极腐蚀区。 (4)细菌作用引起的管道腐蚀： 如在缺氧的土壤中存在厌氧的硫酸盐还原菌， 它能够 将可溶性硫酸盐转化为硫化氢， 使土壤中氢的正离子浓度增加， 加速了埋地管线的腐蚀 作用。 3．管道防腐方法 管道防腐提倡涂敷防腐层和采用阴极保护两种相结合的方法。 防腐层是管道防腐蚀 的第一道防线，其功能在于隔绝腐蚀介质，切断腐蚀电池的外部电路。但由于不可能存 在绝对完好的防腐层，当防腐层破损或有针孔的情况下，依据电化学原理，将会形成腐 蚀电池，致使腐蚀比无防腐层时要集中，使局部腐蚀速度加剧，造成穿孔，而采用阴极 保护技术可弥补其不足，保护管道，不被腐蚀。另外，管线在设计定线时，要尽量避开 盐碱含量较大区， 地下水位较高区， 杂散电流严重区及地层变化较多区等腐蚀管道的环 境。 三．管道防腐对防腐层的要求。 1．有良好的电绝缘性。 (1)涂层电阻不应小于 106Ω? m2。 (2)耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准。 2．防腐层具有一定的耐阴极剥离的能力。 3．防腐层有足够的机械强度。 (1)抗冲击强度，防止由于搬运和土壤压力而造成的损伤。 (2)抗弯曲性能，确保管道施工弯曲时而不损坏。 (3)耐磨性，防止由于土壤磨擦而损伤。 (4)粘接性能，与管道有良好的粘接性。 4．有良好的稳定性40(1)耐大气老化性能好。 (2)化学稳定性好。 (3)耐水性好，吸水率小。 (4)有足够的耐热性，确保其在使用温度下不变形，不流淌，不加快老化速度。 (5)耐低温性能好，确保其在低温下堆放，拉运和施工不龟裂，不脱落。 5．防腐层破损易于修补。 四．防腐层及其比较 1．常用防腐层的特点 (1)石油沥青防腐层 石油沥青防腐层是我国埋地管道应用最早，目前仍在使用的防腐层。其优越性在于 材料来源广、价格低、施工工艺简单，较煤沥青毒性小、技术成熟，设备定型。但同其 它防腐材料相比，存在不少缺点，这些缺点主要是：吸水率高，易老化，抗土壤应力能 力低，耐热性差，不抗细菌破坏与植物根系穿透等。 由于以上缺点， 并受环保方面的限制， 在北美和欧洲石油沥青防腐层已逐渐被淘汰， 在世界范围内的应用也日趋减少。 (2)环氧煤沥青防腐层 该防腐层是由环氧树脂与煤焦油为主配合而成的防腐材料， 防腐层集中了环氧树脂 粘着力与抗土壤应力能力强和煤焦油耐水、 耐微生物作用等优点。 该防腐层抗外力穿透 能力良好，可用于高温度（65℃）环境中，价格中等。 这种防腐层的主要问题在于它固化时间较长，至少需 24 小时。在固化期间要保证 防腐层不受污染和重压。 对于长输管道是困难的， 这种防腐层多用于防腐层的修复和管 件及一些不规则的管道上。 (3)煤焦油瓷漆防腐层 煤焦油瓷漆防腐层具有吸水率低，电绝缘性能好，抗细菌腐蚀等独特的特点，优于 石油沥青。其缺点是抗土壤压力与热稳定性较差。另外，环保问题在一定程度上限制了 它的应用。但是，当前煤焦油瓷漆防腐层不论在国内或国外，仍是应用比较广泛的一种 防腐层。 (4)熔结环氧粉末防腐层 该防腐层具有附着力强，机械强度高，耐化学腐蚀性好，电绝缘性能优良等特点， 适用于严酷的环境。其缺点是防水性差，不耐尖锐的碰撞，据资料统计，熔结环氧粉末41防腐层是迄今用量最大的防腐层。 (5)聚乙烯粘胶带 该防腐层具有施工方便， 防水性好、 电阻值大等特点。 缺点是粘结力差， 和管道 “脱 壳“，而产生阴极屏蔽，所以，这防腐层比较适合用于防腐层的修复。 (6)聚乙烯防腐管(二层) 该防腐层具有防腐性能好， 机械强度高， 绝缘性能好等特点。 其缺点是粘着性较差， 在国外，聚乙烯“夹克”管多是用在较小口径管道上，其应用仅次于熔结环氧粉末与煤 焦油瓷漆防腐层。 (7)泡沫塑料防腐保温层 从保温和防腐效果来说，泡沫塑料是最理想的，它具有导热系数小、容重轻、吸水 率小、化学稳定性好等特点。 (8)环氧涂料及聚乙稀防腐管（三层） 三层防腐层的结构是环氧涂料底漆+胶粘剂层+聚乙烯面层， 它综合环氧涂料与聚乙 烯的优点，具有突出的优异性能。目前，三层防腐层主要在欧洲应用较广泛，我国最近 也有应用，因费用较高，在推广上受到限制。 2．防腐层的比较 一般可按表 4.1.1 中的因素来选择防腐层以求经济合理、技术可靠。石油沥青与煤 焦油是最早应用于地下管道的防腐材料。 随着化学工业的发展， 各种聚合体材料引用到 管道防腐层中，出现了以聚乙烯、聚氯乙烯及树酯为基材的各种防腐层，它们各有自己 的特点，表 4.1.1 列出了近代国内几种腐层的性能及使用条件对比表。随着时间和技术 的发展，有些观点将随时更新。 五．管道防腐的一般规定和要求 1．对原材料的规定和要求 (1)材料检验 ①材料必须具备出厂合格证书，对沥青以外的防腐材料要具备使用说明书。 ②对材料性能有怀疑的，要与进货单位一同化验。 (2)材料保管 ①不同材料要分别存放保管。对石油沥青及煤焦油瓷漆，允许散装。但最好在棚内 保管，以防日晒和雨淋。 ②对桶装涂料、固化剂或稀释料，要在阴凉通风的室内保管，禁止烟火，要配套消42防器材。 ③对于玻璃布、塑料布及缠带一类材料，不得直接存放在室内地上，应铺垫塑料布 等防潮层。 (3)材料使用 ①按厂家说明及施工规范正确使用材料，特别注意有配比的材料，不得自主更改配 比。 ②对有使用期要求的材料，一定要在使用期内使用，不得用过期材料。对于进货期 不同的材料，要按到货期的先后顺序使用。 ③对用稀释剂的涂料， 在刚开桶时不得添加稀释剂； 只有在涂刷时太粘稠时再加入， 且加入量不得大于涂料的 5%。 ④配制和盛放涂料的容器要确保洁净，无锈蚀，尘土、油污及水锈。每次用过后， 要用稀释剂或清洗济等刷洗干净。 2．对防腐厂钢管准备的要求 (1)当光管入厂时，要核对钢管规格、数量及材质等，并与装车单核对。 (2)钢管质量检查验收按表 4.1.2 执行。其中，对于石油天然气输送用的螺纹焊管， 执行 GB9711―88 标准；对于石油天然气输送用的直缝焊管，执行 SY5297―91 标准； 对于普通流体输送管道用的螺纹焊管，执行 SY/T5037―92 标准。普通流体输送管道用 的螺纹高频焊管，在长输管道已不采用，多用于油田地面建设低压供排水管道。 (3)钢管表面有凹坑、划痕及压扁等缺陷的，要修复好再用；不能修复的应切除。 (4)对有选配管要求的钢管，应先选配好管口周长，并按其配合编号，按顺序存放上 管。 钢管验收标准 项目 极限偏差 GB9711-88 SY SY/T5037-92 表 4.1.2钢管外径 D管端 100mm 内， +1.6 D&323.9 D&508，±0.75%D -0.4 D≥508,±1.00%D +2.4 D≥323.9 -0.8D&508, ± 0.75%D 且≤2.5mm D≥508,±1.00%D 且≤±4.5mm43钢管壁厚 tD&508，±10%t D≥508,±8%tD&508,±10%t D≥508,S205 及 S240 钢 ±12.5%t ±10%t,S290―S480 钢 ±10.0%t ±8%t &±1%D 且&±4mm ≤0.2%管长 30―35o 1.6±0.8mm ≤1.5mm 倒角≤7o &±1%D ≤0.2%管长 30―35o 1.6±0.8mm D&813,≤1.5mm D&813,≤1.5mm 余高除掉 100mm椭圆度 弯曲度 坡口 钝边 端面垂直度 端部内焊缝&±1%D ≤0.2%管长 30―35o 1.6±0.8mm ≤1.5mm 余高除掉 100mm注：除上表规定外，还应满足化学成分、机械性能、静水压试验及钢管长度等规定。 钢管长度一般为 6―12m，如需定尺长度，则长度偏差可为±500mm 或更精确。钢管重 量允许偏差为±1.75%，也}