摘要：  探討了CJJ 33—2005中城鎮(zhèn)燃氣高壓管道施工驗收中的焊接、壁厚小于8mm的鋼管焊縫質(zhì)量無損檢測、強度試驗介質(zhì)、嚴密性試驗壓力、管道清管和折角處理等問題，指出相關(guān)條文存在的不足之處，提出了修訂建議。

關(guān)鍵詞：  城鎮(zhèn)燃氣；  高壓管道； 施工驗收；  焊接；  試壓； 修訂

Abstract：  Some issues on welding，nondestructive inspection of welded joint of steel pipe with wall thickness of less than 8 mm，strength test medium，air-tight test pressure，pigging，angle treatment and so on in construction and acceptance of city gas high-pressure pipeline in CJJ 33-2005 are discussed．The deficiencies in related articles are pointed out，and the amendment suggestions are proposed．

Key words：  city gas；high-pressure pipeline；  construction and acceptance；  welding；pressure test；  amendment

1概述

隨著我國天然氣事業(yè)的飛速發(fā)展，天然氣需求量不斷增加。為了適應(yīng)城市供氣和儲氣調(diào)峰的要求，越來越多的城市開始在城市外圍建設(shè)城市天然氣高壓管道，設(shè)計壓力一般為1.6～4.0 MPa，個別大城市高壓管道設(shè)計壓力甚至更高，例如廣州外圍高壓管道設(shè)計壓力為5．0 MPa，上海天然氣高壓管道設(shè)計壓力為6．0 MPa。

按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范的要求，城鎮(zhèn)燃氣高壓管道一般敷設(shè)在城市外圍地區(qū)，大多屬于GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的二級或三級地區(qū)。設(shè)計應(yīng)遵循GB 50028—2006，施工驗收應(yīng)執(zhí)行CJJ 33—2005《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》。CJJ 33—2005是由原來的CJJ 33—89修編而成，把適用范圍由原來的設(shè)計壓力0.8 MPa以下擴大至4.0 MPa以下，以滿足城鎮(zhèn)燃氣高壓管道建設(shè)的需要。CJJ 33—2005對高壓燃氣管道建設(shè)提出了具體要求，起到了一定的指導作用，提高了建設(shè)質(zhì)量。但是在高壓燃氣管道建設(shè)和規(guī)范具體執(zhí)行過程中，發(fā)現(xiàn)在某些環(huán)節(jié)，規(guī)范的相關(guān)條文存在一定的局限性和不合理之處，特提出加以探討，以備規(guī)范修訂時參考。

2高壓管道的焊接

關(guān)于高壓管道的焊接，CJJ 33—2005第5.2.1條規(guī)定，“管道焊接應(yīng)按現(xiàn)行國家標準《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB 50235和《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB 50236的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。”

在CJJ 33—2005制定時，GB 50235和GB 50236的標準編號分別是GB 50235—1997和GB 50236—1998，現(xiàn)在這兩部規(guī)范都已經(jīng)將施工和質(zhì)量驗收分開，改為施工規(guī)范和配套使用的質(zhì)量驗收規(guī)范。即GB 50235—1997改為GB 50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》和GB 50184—2011《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》；GB 50236—1998改為GB 50236—2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》和GB 50683—2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》。在規(guī)范的引用方面，CJJ 33—2005需要修訂。

GB 50235—2010總則明確規(guī)定，“本規(guī)范適用于設(shè)計壓力不大于42 MPa，設(shè)計溫度不超過材料允許使用溫度的工業(yè)金屬管道工程的施工；不適用于石油、天然氣、地熱等勘探和采掘裝置的管道以及長輸管道等工業(yè)金屬管道的施工。”GB 50235--1997也有類似規(guī)定。城鎮(zhèn)燃氣高壓管道屬于公用管道，在功能和建設(shè)條件方面與長輸管道比較接近，與工業(yè)管道相差較大。有些方面雖然可以借鑒工業(yè)管道規(guī)范的某些要求，但總的來說引用工業(yè)管道規(guī)范對于城鎮(zhèn)燃氣高壓管道不適用。不適用的原因主要有兩點：

①管材材質(zhì)方面

城鎮(zhèn)燃氣高壓管道選用的管材材質(zhì)與長輸管道相同，基本都是管線鋼。管線鋼除要求具有較高的強度外，還要求具有較高的低溫韌性和優(yōu)良的焊接性能。而工業(yè)管道介質(zhì)種類多，運行條件苛刻，操作條件復雜，管材材質(zhì)的選擇也更加豐富和嚴格。因此，對于城鎮(zhèn)燃氣高壓管道來說，與工業(yè)管道管材材質(zhì)不同帶來的焊接要求也不盡相同。

②管道焊接工藝和環(huán)境方面

城鎮(zhèn)燃氣高壓管道的焊接施工方式和環(huán)境以及管道焊接工藝要求等都與長輸管道相近，而與工業(yè)管道差別較大。根據(jù)工程具體情況和不同的施工環(huán)境(如山區(qū)、水網(wǎng)地區(qū)等)，在焊接工藝方面一般采用不同的方式，如手工電弧焊下向焊技術(shù)，有條件時可以采用自保護藥芯焊絲半自動焊技術(shù)，還可以采用氬電連焊工藝。在城鎮(zhèn)燃氣高壓管道工程設(shè)計中，SY／T 4103—2006《鋼制管道焊接及驗收》是專門針對石油天然氣輸送而制定的標準，比《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》(GB 50236)更具有指導性。在實際工程設(shè)計中，對管線鋼的焊接一般按照SY／T 4103—2006《鋼制管道焊接及驗收》標準提出設(shè)計要求。

根據(jù)上述分析，建議CJJ 33—2005參照長輸管道相關(guān)焊接規(guī)范制訂適合城鎮(zhèn)燃氣高壓管道的焊接要求。

3壁厚小于8 mm的鋼管焊縫質(zhì)量無損檢測

CJJ 33—2005第5.2.8條要求焊縫內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)滿足國家標準《鋼管環(huán)縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質(zhì)量分級》(GB／T l2605)和《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》(GB ll345)的相關(guān)條款?！朵摴墉h(huán)縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質(zhì)量分級》(GB／T l2605)現(xiàn)已修訂為GB／T 12605—2008《無損檢測金屬管道熔化焊環(huán)向?qū)咏宇^射線照相檢測方法》，這部規(guī)范對于射線檢測仍然基本適用。而《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》(GB ll345)明確規(guī)定“本標準適用于母材厚度不小于8 mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗”。這樣規(guī)定是因為當板較薄進行焊縫橫波掃查時，由于對側(cè)表面反射的影響，聲束發(fā)生偏移，這將導致聲軸中心線在掃查方向發(fā)生平行的偏移，容易造成定位不準確。但在實際工程中高壓管道可能選用壁厚為8mm以下的管材，對于這種壁厚的管材應(yīng)該按什么標準進行超聲探傷呢?在可以參考借鑒的規(guī)范SY／T 4109—2005《石油天然氣鋼制管道無損檢測》中，雖然適用范圍下限降至壁厚為5 mm，但又有明確規(guī)定“本標準不適用工業(yè)和公用管道的無損檢測”。這樣就把屬于公用管道的城鎮(zhèn)燃氣高壓管道排除在外了。

從上述分析來看，對于壁厚小于8 mm的鋼管焊縫內(nèi)部質(zhì)量無損檢測超聲探傷，CJJ 33—2005直接引用《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》(GB ll345)的相關(guān)條款有一定局限性。建議根據(jù)具體情況，參考SY／T 4109—2005《石油天然氣鋼制管道無損檢測》和JB／T 4730—2005《承壓設(shè)備無損檢測》編制相應(yīng)的要求。

4高壓管道強度試驗介質(zhì)

CJJ 33—2005第12.3.5條規(guī)定，設(shè)計壓力大于0.8 MPa的鋼管應(yīng)該采用清潔水作為強度試驗的試驗介質(zhì)。有些城鎮(zhèn)燃氣高壓管道的建設(shè)地區(qū)比較偏僻，可能沒有水源，給工程建設(shè)帶來很大的困難。文獻[1]提出進行燃氣管道強度試驗時，水壓試驗應(yīng)該是首選但不是唯一的選擇。建議CJJ 33—2005可以規(guī)定允許高壓燃氣管道在比較嚴格的安全條件下采用空氣作為試驗介質(zhì)。既保證安全，又方便建設(shè)，節(jié)省成本，縮短工期。安全條件可以參考GB 50251—2003《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》的第10.2.3條提出如下要求：

①三級地區(qū)試壓時最大環(huán)向應(yīng)力應(yīng)小于50％σ_S。(σ_S為鋼管的最小屈服強度)，四級地區(qū)小于40％σ_S。

②最大操作壓力不超過現(xiàn)場最大試驗壓力的80％。

③所試驗的管道是新管子，且焊縫系數(shù)為1.0。

5嚴密性試驗壓力

CJJ 33—2005第12.4.3條規(guī)定，“嚴密性試驗介質(zhì)宜采用空氣，試驗壓力應(yīng)滿足下列要求：

1設(shè)計壓力小于5 kPa時，試驗壓力應(yīng)為20 kPa。

2設(shè)計壓力大于或等于5 kPa時，試驗壓力應(yīng)為設(shè)計壓力的l.15倍，且不得小于0.1 MPa。”

在城鎮(zhèn)燃氣高壓管道工程中，設(shè)計壓力一般都在1.6 MPa以上，而且一般運行壓力不超過設(shè)計壓力，當采用氣體進行嚴密性試驗時，試驗壓力太高有一定危險性。長輸管道有關(guān)規(guī)范要求嚴密性試驗壓力應(yīng)等于設(shè)計壓力，穩(wěn)壓24 h不泄漏為合格。建議CJJ 33—2005對于嚴密性試驗壓力可將高壓管道和其他管道分開規(guī)定，對于城鎮(zhèn)燃氣高壓管道可以借鑒長輸管道的要求，以設(shè)計壓力作為嚴密性試驗壓力。

6管道清管

CJJ 33—2005第12.2.1條規(guī)定，“管道吹掃應(yīng)按下列要求選擇氣體吹掃或清管球清掃：

1球墨鑄鐵管道、聚乙烯管道、鋼骨架聚乙烯復合管道和公稱直徑小于100 mm或長度小于100m的鋼質(zhì)管道，可采用氣體吹掃。

2公稱直徑大于或等于100 mm的鋼質(zhì)管道，宜采用清管球進行清掃。”

規(guī)范在該條文之后對管道的氣體吹掃提出了相關(guān)要求，但是對清管球清管的要求比較簡略。清管對于管道安全正常運行十分重要^[2-3]，而且高壓管道的清管具有一定危險性，需要采取必要的安全措施。建議規(guī)范對清管器過盈量、清管最大壓力、清管器可通過的曲率半徑、清管次數(shù)、收發(fā)裝置設(shè)置地點、警示裝置設(shè)置等方面作出規(guī)定。

7高壓管道處理水平或縱向折角的方法

CJJ 33—2005第5.4.9條規(guī)定“當管道的縱斷、水平位置折角大于22.5^°時，必須采用彎頭”。對于城鎮(zhèn)燃氣高壓管道的安全運行來說，折角處理非常重要。因為管道內(nèi)壓力較高，管道環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力比較大，而且城鎮(zhèn)燃氣高壓管道一般兼有輸氣和儲氣作用，管道內(nèi)介質(zhì)壓力波動較大，容易引起管道疲勞損傷。因此，高壓管道的對口及焊接質(zhì)量非常重要，是關(guān)系到管道安全的重要環(huán)節(jié)。故施工中對于任何角度的處理都應(yīng)該按照設(shè)計圖紙的要求完成，不能在施工現(xiàn)場進行處理。作為施工及驗收規(guī)范，有異于設(shè)計規(guī)范，在CJJ 33—2005中規(guī)定何種情況如何處理管道轉(zhuǎn)角對于高壓管道來說是不合適的。

在設(shè)計階段，對于管道水平或縱向的折角處理原則是首先采用彈性敷設(shè)^[4]，彈性敷設(shè)的曲率半徑不得小于鋼管外徑的1 000倍，垂直面上的曲率半徑還應(yīng)大于管子在自重作用下產(chǎn)生的撓度曲線的曲率半徑；對于彈性敷設(shè)難以實現(xiàn)的則采用現(xiàn)場冷彎彎管，一般曲率半徑為鋼管外徑的30～40倍，折角角度比較大時(根據(jù)不同管徑確定)采用熱煨彎管，一般曲率半徑為鋼管外徑的4～6倍。

建議取消CJJ 33—2005中的第5.4.9條，增加鋼管管道組對和使用對口器的相關(guān)要求，并對管道的對接偏差作出規(guī)定。參照長輸管道規(guī)范，可以要求在施工時應(yīng)采用對口器(內(nèi)對口器或者外對口器，優(yōu)先選用內(nèi)對口器)進行管道組對焊接，而且管道的對接偏差不得大于3^°。

參考文獻：

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[2]  李莉萍，王衛(wèi)紅，曲偉國．天然氣高壓管道帶氣通球清管的分析[J]．煤氣與熱力，2003，23(5)：296-298．

[3]  杜勝利，羅愛民．燃氣管道清管球清管的探討[J]．煤氣與熱力，2012，32(2)：A04-A06．

[4]  朱林，楊永慧，楊炯．城市天然氣管道工程中彎管和彎頭的選用[J]．煤氣與熱力，2011，31(12)：A25-A27．

本文作者：李  麗

作者單位：中國市政工程華北設(shè)計研究總院