城市高压燃气管道施工技术与安全管理

吴蓬伟(中国市政工程西南设计研究总院有限公司，广东 深圳 518000)

0 引言

随着社会科技的不断进步，高压燃气管道不仅仅是城市居民生活的日常用品，更是公共交通的主要动力来源，因此加强对高压燃气管道施工安全管理能够有效提高高压燃气管道的综合安装效果和完整性，为保障施工管道质量安全提供保障。

1 高压天然气的危险性

1.1 易发生泄漏

高压燃气管道内主要充装了高压天然气，基本的充装工艺和安装工艺都是在高压状态下完成的，本身高压状态就具有一定危险性，工艺管网又容易出现泄露，尤其是管道，压缩机等位置最容易出现泄露，而高压燃气遇到火源又会爆炸，容易造成人员伤亡。

1.2 天然气质量差带来的危险

如果不处理天然气中的游离水，死水中的硫化氢会导致钢瓶腐蚀。 理论上，硫化氢的水溶液在低于 4 MPa 的高于管道网络的压力下会导致钢瓶或容器的快速腐蚀。根据对以往事故中出现炸裂的钢瓶的检查，瓶中收集到有刺鼻气味的黑水，有的达到2.5～5 kg，水中硫化氢含量超过8.083 mg/L。

1.3 高压运行危险性大

高压燃气管道内所充装的压缩天然气要求充装站的压缩设备压强必须保持在25 MPa以上，这在我国属于最高的可燃气体压力储存容器，因此属于高新技术，目前仍有大部分单位不能达到执行目标，在钢瓶质量或者压缩机质量不符合基本要求时容易发生爆炸或火灾，造成安全意外。

2 燃气高压管道的工程设计

2.1 输送工艺

燃气高压管道的工程设计，不仅需要注重管道本身的设计质量和安装质量，还要考虑整个系统本身。首先，燃气运输管道本身庞大且复杂，内部还有多个管线设备以及数据收集装置，从整体上来看，分析难度较大。具体燃气的管输系统运行如下：气井提取的气体和油井提取原油提取的天然气送至升气站，经过气田回收管线和支线加固后脱水。在气体处理厂进行脱水后，天然气通过矿用气收集储备线输送到输气储备线第一站或干线中心站，流向客户。输气干线在输气储线中安装了许多输配站。燃气管网被输送到城市的燃气分配管网，然后再输送给用户，当然天然气也可以通过配气站直接输送给大用户[1]。

2.2 管道选线

从理论角度来看，高级管材有利于提高管道使用寿命，减小壁厚，降低生产成本，但从目前的管道生产工艺上来看，虽然管道等级在不断提高，例如耐久度、强度水平都有所提高，但是韧性和冲击韧性仍处于低下水平。这就导致了高强度管道容易发生延续性断裂，从而造成整体使用水平下降。管线韧性保障抗震能力选用了延展性较好的管材，增加了管道壁厚，但这种方式增加生产成本[2]。

2.3 管道防腐

管道防腐工作十分重要。高压燃气运送管线的防腐层，质量好坏直接影响了天然气的运营和使用安全。现阶段，城市居民的高压天然气使用量逐步提升，峰值数量不断提高，为保障高压管道不出现腐烂、破损等问题各施工单位均采用防腐绝缘层加阴极保护的方式进行管道防腐。各城市内承担单一功能的高压管道并不多，普遍使用的高压天然气输送管道，不仅需要储器输送良好，还需要根据峰值进行储气调节，因此高压管道的防腐工作更体现了重要意义。一般我们将管道防腐分为人工和化学除锈，这些除锈主要是针对管道内部存在的水分，污垢铁锈等。具体除锈时人工除锈标准应达到St3级，清除砂土或化学锈迹时，质量标准应达到Sa2.5级，表面粗糙度30～50 μm为宜。处理过的表面应在 4 h内打底。环氧炭沥青防腐层一般适用于不超过110 ℃的介质温度转移。为满足不同环境的防腐要求，防腐涂料分为普通级、增强级和特殊增强级三种。钢管内

防腐需要针对不同的传输环境选择不同的防腐技术，常用的防腐技术有水泥砂浆内衬、防腐涂料和塑料内衬[3]。

2.4 管道的吹扫及试压

高压燃气运输管道安装完成后，还需要进行试压和吹扫。这两项施工工作必须由具体的安装单位的专业人员进行操作，操作时要严格遵守施工规范。具体施工必须安装完工后交由审理员审核确保通过后才能进行试压和吹扫。试压工作又分为强度和气密性两个类型，气密性实验是为了检查密封连接处是否出现了管道泄露，而强度试压是为了保证焊缝连接的紧密。进行试压吹扫时，工作人员会先将仪表阀门使用临时的短节代替，或者使用盲板隔开管道直角阀。具体试压一般有两块压力表，两块表盘分别放置在最高点和最低点进行压力测量。在这里有一个安全问题需要注意，一般会选择使用液压试压的方式，气压试压安全性偏低。吹扫时可通过木棒等具有敲击功能的设备在焊缝边缘处进行敲击，帮助焊渣掉落，便于冲洗。最后，无论是施压还是吹扫工作，都需要做好安全立牌，设置警示线，避免意外伤人。

3 高压燃气管道施工及管理中存在的问题

3.1 施工监督不到位

高压燃气管道本身施工风险较大，若施工监督不到位，更容易造成重大安全事故。因此要求施工时做好施工管理工作，现阶段大多数高压燃气施工管道已经具备了专业的施工监管人员，但仍存在监管不力导致安全事故发生的实际案例。监督和管理是有效发挥监督职能，提高高压燃气管道安装安全性的重要手段，目前所存在的监管周期不清晰，监管次数不明了等等问题严重影响了施工监督的重要意义，而实际监察过程中，监督部门也未发挥作用，既未能发现隐蔽问题，也不能保障施工安全，是现阶段高压燃气管道施工的难点问题。

3.2 燃气管道材料不规范

高压燃气运送和储存都离不开燃气管道。燃气管道作为高压燃气管道施工的主要材料，重要地位不言而喻。若施工人员未在前期对施工地点的土壤环境、地质环境进行实地勘探，容易忽略当地存在的危险因素，例如我国四川地区多发地震，若安装高压燃气管道时，未做好实际勘探，不能了解地震带具体位置，使用了普通材料而非抗震材料，就容易导致管道破裂。除此之外，腐蚀性因素也对燃气管道材料的使用有极大影响，因此在施工前期就要求工作人员充分考虑各类环境和管道本身的质量，选择合适材料。

3.3 高压燃气管线布置不合理

高压燃气管线系统错综复杂，内部线路繁多，稍有不慎就会影响城市规划和社会进程的发展，甚至会造成重大安全事故的发生，目前仅有少部分地区能够根据当地的燃气使用量和消费水平，进行燃气管道规划。大多数的高压燃气管线布置传统而又古板，不能契合城市发展需求，也未做好市场调研，出现燃气不足或燃气过多，管线布置不合适等等问题。尤其是随着城市建设进程的不断加快，燃气管道多为交叉类型，若提前为做好施工，不仅需要使用大量管材，浪费成本，还会出现布置紊乱，影响城市交通和规划发展的问题。

4 高压燃气管道施工及管理的优化路径

4.1 加强施工现场安全管理

任何时候都应该将安全生产作为高压燃气管道的施工重点。做好施工现场的安全管理，不仅能够保障高压燃气管道安全施工。更能够提高安全管理水平，促进经济效益发展。(1)入场人员都必须接受安全教育，并参加课程培训和考核，提升各施工人员的专业水平和安全意识，只有课程考核合格的工作人员，才能获得安全生产资质证书。进入高压燃气管道施工现场，未达标的人员需再次进行学习考核。(2)高压燃气管道安装危险性和重要性不言而喻，要求施工企业在初期就做好专项安全施工方案，根据实际调查结果，确定方案是否可行。另外还要根据实际施工情况不断进行方案整改，确保施工安全。(3)做好施工安全管理工作，应有专业的安全团队和安全员。团队和工作人员需要明确责权，每日进行安全巡检，尤其重视危险区域的安全管理，针对各类问题进行详细记录，严查违章施工等问题。(4)保障安全施工要摒弃求快的施工方式，全体施工人员应了解具体的施工进度和施工环节，明确各个阶段的危险源，若出现施工进度过慢，也不能一味求快，而是要根据实际施工情况调整进度。

4.2 狠抓施工技术管理

高超的施工技术决定了高压燃气管道施工结果，因此各大企业应加强施工技术管理力度，进行全面的技术提升。现代信息技术的发展大大降低了高压燃气管道施工技术管理和安全管理的难度。首先，现代化信息技术的发展，促进了高压燃气管道施工的透明化、可视化，安装监控设备和3D立体设备，能够及时了解具体施工工时、技术、环境、人员配置，并且还能通过虚拟现实技术模拟施工模型，提前了解危险元素，避免出现重大决策失误。其次，现代信息技术的出现，减少了工作人员工作量，各类智能设备代替了人工巡检，提升工程施工透明度，并且大数据技术能够对风险进行提前预测，收集整理各阶段数据信息。

4.3 统筹规划，动态管理

高压燃气管道施工，若有专业、科学的施工进度表，不仅能够协调施工元素还能够提升高压燃气管道的安装运行效率，这就体现了施工管理和安全管理中统筹规划，动态管理的重要性。高压燃气管道施工本身就属于复杂性较高的施工项目，不确定因素较多，因此需要管理人员具备动态管理能力，能够了解客观因素和非客观因素对项目运行的影响，在制定管理制度时，能够进行详细的责权说明、人员要求和设备要求。

5 结语

总而言之，高压燃气管道施工管理工作在现阶段发展中具有重要意义，但由于本身存在较大的危险性，所以技术与安全管理工作尤为重要，本篇文章根据实际施工分析了容易出现的几类问题，对现阶段施工安全管理中存在的不足进行了探讨，提出几点发展建议，供后续高压燃气管道施工管理工作参考。