钢质燃气管道施工工艺
1.1适用范围
适用于供气压力不大于300kPa的市政燃气输配工程室外埋地钢质燃气管道工程的施工。
1.2施工准备
1.2.1 技术准备
1. 施工前做好施工图纸的会审，编制施工组织设计及交底工作。
2. 施工测量完成施工交接桩、复测工作，并进行护桩及加密点布置。
3. 原材料和半成品检验试验：管节、阀门的进场试验已完成。
1.2.2 材料要求
1. 钢管：钢管的材料、规格、压力等级应符合设计规定，应有出厂合格证，表面应无显著锈蚀、裂纹、斑疤、重皮和压延等缺陷，不得有超过壁厚负偏差的凹陷和机械损伤。钢管材质指标符合《低压流体输送用焊接钢管》(GB／T 3092)、《输送流体用无缝钢管》(GB／T 8163)或《承压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》(SY／T 5036)的规定。
2. 管件：弯头、三通、封头宜采用成品件，应具有制造厂的合格证明书。热弯弯管应符合《钢制弯管》(SY 52537)标准、三通应符合《钢制对焊无缝管件》(GB 12459)、封头应符合《钢制压力容器》(GB 150)的规定。管件与管道母材材质应相同或相近。管道附件不得采用螺旋缝埋弧焊钢管制作，严禁采用铸铁制作。
3. 焊条、焊丝：应有出厂合格证。焊条的化学成分、机械强度应与管道母材相同且匹配，兼顾工作条件和工艺性；焊条质量应符合国家现行标准《碳素钢焊条》(GB／T 5117)、《低合金钢焊条》(GB／T 5118)的规定，焊条应干燥。
4. 阀门、波形管：阀门规格型号必须符合设计要求，安装前应先进行检验，出厂产品合格证、质量检验证明书和安装说明书等有关技术资料齐全。
5. 螺栓、螺母：应有出厂合格证，螺栓螺母的螺纹应完整，无伤痕、毛刺等缺陷，螺栓与螺母应配合良好，无松动或卡涩现象。
6. 法兰：应有出厂合格证，法兰盘密封面及密封垫片，应进行外观检查，不得有影响密封性能的缺陷存在。
7. 防腐材料
(1) 钢质管道外防腐有挤压聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末防腐层、聚乙烯胶带防腐层。按普通级和加强级基本结构应符合表1-55的规定。
(2) 防腐层各种原材料均应有出厂质量证明书及检验报告、使用说明书、出厂合格证、生产日期及有效期。
(3) 防腐层各种原材料应包装完好，按厂家说明书的要求存放。在使用前均应由通过国家计量认证的检验机构按国家现行标准《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》(SY／T 0413)的有关规定进行检测，性能达不到规定要求的不能使用。
1.2.3 机具设备
1. 设备：根据埋设管线直径大小，选择满足施工要求的起重机、挖掘机、铲车、运输车辆、蛙式打夯机、切割机、发电机、空压机、电焊机、氩气瓶、焊炬、角向磨光机、烘干机、焊接保温桶、对口器、倒链、千斤顶、吊具、电火花检测仪、无损探伤仪、电动钢丝刷、风镐、空压机、全站仪、水准仪等。
2. 工具：盒尺、角尺、水平尺、线坠、铅笔、扳手、钳子、螺丝刀、手锤、气焊、焊缝检测尺、钢刷、夜间交通警示灯等。
1.2.4 作业条件
1. 施工便桥经有关主管部门批准，地下管线和其他设施物探和坑探调查清楚，地上、地下管线设施拆迁或加固措施已完成。
2. 现场条件：现场“三通一平”已完成，地下水位降至槽底0.5m以下。
3. 施工技术方案已完成审批手续。
1.3 施工工艺
1.3.1 工艺流程
测量放线→土方开挖→管内外清扫及检查外防腐→排管及挖工作坑→下管→管道试焊
→管道对口→管道焊接→管道附件安装→固定口绝缘防腐→强度试验及严密性试验→沟槽回填
→管道通球吹扫→竣工验收
1.3.2 操作工艺
1. 测量放线
根据设计图纸和交接桩测量资料，测设管道中线和高程控制桩，并放出基坑开挖上口线。具体操作方法参照由测量队制订的市政工程施工测量专项方案执行。
2. 土方开挖
土方开挖参照“管线基坑明挖土方”施工。
3. 管内外清扫及检查外防腐
(1) 管内外清扫：首先对管材进行检验，管材检验可采用锤敲和外观检查，对裂纹、砂眼和有异常声音的管道，不得使用。对合格的管材，先将管内杂物清除，然后用清理工具在两端来回拖动，将管内清扫干净，再用钢刷把接口的两端刷出金属本色，并擦干净。
(2) 管道外防腐检查
1) 先用目测观察外防腐是否有破损，然后用火花检测仪(检漏电压为15kV)检查有无漏点，发现漏处宜采用辐射交联聚乙烯补伤片修补。
2) 补伤片的性能应达到收缩套(带)的规定，补伤片对聚乙烯的剥离强度应不低于35N／cm。
3) 补伤处应进行外观、漏点及粘力等逐个检查。
4) 每根管预留端头形成的裸露表面应涂刷硅酸锌涂料或无机可焊涂料，防止锈蚀。
4. 排管及挖工作坑
(1) 排管：钢管下沟前，用彩条布将检查合格的管道两端封好。在沟边把管道按型号和规格排好。排管时，钢管的纵向焊缝应位于中心垂线上半圆45°左右。管件连接处和阀门位置的短节管不宜小于管子的直径，且不得小于200mm。
(2) 挖工作坑：管子排列后，在钢管焊接固定口处，挖好工作坑，工作坑尺寸可参见表1-56和图1-25、图1-26。
5. 下管
(1) 采用吊车配合下管时，严禁将管子沿槽帮滚放，吊管用软质吊带，防止损坏防腐层。吊点最大间距不得超过8m。
(2) 管沟尺寸应符合设计要求，沟底应平整，无碎石、砖块等硬物。沟底为硬层时，应铺垫细软土，垫层厚度应符合有关管道施工标准的规定。
6. 管道试焊
焊接前应通过试焊确定焊接材料和设备的性能、对口间隙、焊条直径、焊接层数、焊接电流、加强面宽度及高度等参数，作为指导施工的工艺方法。
7. 管道对口
(1) 管道坡口：管道对口前采用气割与手提电动坡口机相结合打坡口、清根，管端面的坡口角度、钝边、间隙应符合设计规定，如设计无规定，应符合表1-57的规定；不得在对口间隙夹焊帮条或用加热法缩小间隙施焊。打坡口后及时清理表面的氧化皮等杂物。
(2) 对口前将管口以外100mm范围内的油漆、污垢、铁锈、毛刺等清扫干净，检查管口不得有夹层、裂纹等缺陷。检查管内有无污物并及时清理干净。
(3) 直管段接口的折角不得大于22.5°。如超过22.5°应采用机制弯头，弯曲半径不小于3.5D(D为管子的直径)。
(4) 采用倒链找正、对口器进行固定对口，不得强力对口。纵向焊缝应错开，错开的间距应大于100mm，且应放在中心垂线上半圆45°左右。内壁应平齐，其错边量应小于或等于0.2倍壁厚且不大于2mm。对口间隙应符合表1-59的规定。
(5) 点焊：管口对好后应立即进行点焊，点焊的焊条或焊丝应与接口焊接相同，点焊的厚度应与第一层焊接厚度相近且必须焊透。钢管的纵向焊缝及螺旋焊缝处不得点焊；点焊完毕方可拆掉对口器，点焊的长度和点数见表1-58。
(6) 对口完成后及时进行编号，当天对好的口必须焊接完毕。
8. 管道焊接
按照试焊确定的工艺方法进行焊接，一般采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面，DN700mm以下钢管采用单面焊、双面成型的方法。焊接层数应根据钢管壁厚和坡口形式确定，壁厚在5mm以下带坡口的接口焊接层数不得少于两层。
(1) 焊条：氩弧焊的焊丝和手工电弧焊的焊条应与母材材质相匹配，焊条(丝)的直径应根据管道壁厚和接口形式选择。受潮生锈、掉皮的焊条(丝)不得使用。焊条在使用前应进行烘干，烘干后装入保温筒进行保温储存。
(2) 分层施焊：第一层用氩弧焊焊接，焊接时必须均匀焊透，并不得烧穿，其厚度不应超过焊丝的直径。以后各层用手工电弧焊进行焊接，焊接时应将上一层的药皮、焊渣及金属飞溅物清理干净，经外观检查合格后，才能进行焊接。焊接时各层引弧点和熄弧点均应错开20mm以上，并不得在焊道以外的管道上引弧。每层焊缝厚度一般为焊条直径的0.8～1.2倍。
(3) 每道焊缝焊完后，应清除焊渣，并进行外观检查，如有气孔、夹渣、裂纹、焊瘤等缺陷，应将焊接缺陷铲除重新补焊。
9. 管道附件安装
(1) 各类阀门安装要点：阀门安装位置应符合设计要求。阀门在安装过程中不得使阀体承受意外应力。
(2) 法兰安装：遇有阀门等设备地段管道可用平焊钢法兰盘连接，法兰盘与管道装配时，管子穿入法兰，管子端面与法兰的密封面留出3mm，先焊内口，后焊外口，法兰内侧焊缝不得凸出法兰的密封面。
(3) 波形管安装
1) 严格按照设计图纸，选择合适的产品。
2) 严格按照产品说明书进行安装。
3) 波纹管安装在阀门的后面(按气流方向)。
4) 波纹管安装应根据补偿零点温度定位，根据设计要求进行预拉伸或压缩。
5) 波纹管预拉(预压)后，要用螺栓做临时定位。安装完毕后应将定位螺栓松开。
10. 固定口的绝缘防腐
(1) 表面预处理
1) 在防腐层涂敷前，先清除钢管表面的油脂和污垢等附着物。并对钢管预热后进行表面预处理，钢管预热温度为40℃～60℃。表面预处理质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB／T 8923)中规定的Sa等级的要求，锚纹深度达到50～75μm。钢管表面的焊渣、毛刺等应清除干净。
2) 表面预处理后，应将钢管表面附着的灰尘及腐料清扫干净,并防止涂敷前钢管表面受潮、生锈或二次污染。表面预处理过的钢管应在4h内进行涂敷，超过4h或钢管表面返锈时，应重新进行表面预处理。
(2) 固定口外防腐
1) 应用无污染的热源将固定口加热至合适的涂敷温度。
2) 环氧粉末涂料应均匀地涂敷到钢管表面。
3) 胶粘剂的涂敷必须在环氧粉末胶化过程中进行。
4) 聚乙烯层涂敷时，应确保搭接部分的聚乙烯及焊缝两侧的聚乙烯完全辊压密实，不得损伤聚乙烯层表面，焊缝两侧不应出现空洞。
5) 聚乙烯层涂敷后，应用水冷却至钢管温度不高于60℃。涂敷环氧粉末至对防腐层开始冷却的间隔时间，应确保熔结环氧涂层固化完全。
6) 固定口可采用辐射交联聚乙烯热收缩套(带)，也可采用环氧树脂辐射交联聚乙烯热收缩套(带)三层结构。
①固定口搭接部位的聚乙烯层应打磨至表面粗糙。
②按热收缩套(带)产品说明书的要求对固定口进行预热并进行补口施工。
③热收缩套(带)与聚乙烯层搭接宽度应不小于100mm；采用热收缩带时，应采用固定片固定，周间搭接宽度应不小于80mm。
7) 管件防腐的等级及性能应不低于固定口部位防腐层的要求。
8) 固定口质量应按国家现行标准《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》(SY／T 0413)的有关规定逐个检验外观、漏点及粘结力等三项内容。
11. 强度试验及严密性试验
(1) 强度试验
1) 试验介质：管道强度试验采用空气压缩机加压方式，强度试验介质为压缩空气。
2) 试验准备：试压时采用量程不大于试验压力的2倍、精度不低于0.4级的弹簧压力表进行观测。试验阀门采用1.6MPa球阀。管道端头焊堵板，并应经过计算，确保试压安全。
3) 试验压力：强度试验压力为设计压力的1.5倍，且中低压钢管试验压力不得低于300kPa，次高压钢管试验压力不低于450kPa。
4) 试验过程：进行强度试验时，压力应逐步缓升，首先升至试验压力的50%，应进行初检，对管线焊口、打压设备、压力表、阀门连接处用肥皂水检查一遍，发现问题及时处理。如无泄漏、异常，继续升压至试验压力，然后宜稳压1h后，观察压力计不应少于30min，无压力降为合格。
(2) 严密性试验
1) 试验条件：管线球阀及附件全部安装完成，保证管顶上至少覆盖土层为500mm，待管道内空气温度与周围土壤温度一致(一般约6～12h)，并在强度试验合格后，进行严密性试验。
2) 严密性试验压力
次高压燃气管道，试验压力为300kPa(相当于3kg／cm2)，中低压燃气管道(管道输送压力P≤150kPa时，试验压力为100kPa相当于1kg／cm2)。
试验介质为压缩空气，压力计采用2块不低于0.4级的弹簧压力表，最后以输配公司提供的电脑自动压降记录电子表为准，记录24h，每小时记录一次压力读数及地温、大气压的变化及试验情况。压力降必须符合《城镇燃气输配工程施工及验收规范》(CJJ 33)标准的规定。
12. 沟槽回填
(1) 回填前应具备的条件
1) 回填时清除槽内积水、砖、石等杂物。
2) 气压试验前除接口外，管道两侧及管顶以上回填高度不应小于0.5m，气压试验合格后，及时回填其余部分。
3) 管道回填后，应全线进行地面检漏，发现漏点应进行修补。
(2) 土方回填：应用中、细砂或细粒土进行胸腔回填。两侧同时进行，不得直接扔在管道上。沟槽底至管顶以上500mm的范围均应采用人工填土，超过管顶500mm以上采用小型机械还土。还土时按分层铺设夯实的要求，每一层应采用人工摊平。
(3) 胸腔回填：胸腔两侧填土必须同时进行，两侧回填高度不要相差一层(200mm～300mm)以上。胸腔填土是防止钢管竖向变形的关键工序。胸腔填土至管顶以上时，要检查管道变形与支撑情况，无问题时继续回填，否则采取措施处理好后再回填。
(4) 敷设标志带：管顶以上500mm处铺设天然气标志带，标志带搭接长度不得小于200mm，并不得撕裂或扭曲。
(5) 夯实：回填土的夯实采用人工夯实和机械夯实相结合的方式。夯实时，管道两侧同时进行，不得使管道位移或损伤。采用木夯、蛙式夯等压实工具时，应夯夯相连，人工回填至管顶500mm以上后，可用压路机碾压，碾压的重叠宽度不得小于200mm。控制土的最佳含水量，应达到设计压实度。
13. 管道吹扫
(1) 公称直径小于100mm或长度小于100m的钢质管道，可采用气体吹扫；公称直径大于或等于100mm的钢质管道，宜采用清管球进行清扫。
设专人负责通信和监视工作。
(2) 气体吹扫
1) 确认准备工作无误后方可向管内压气进行吹扫。吹扫气体流速不宜小于20m/s，吹扫口与地面的夹角应在30°～45°之间。
2) 吹扫过程中要及时检查吹扫管段两端的压差，一般压差超过0.5MPa以上时，要分析原因及时处理。
3) 做好详细记录，一般每3～5min记录一次压力值。
4) 当目测排气无烟尘时，应在排气口设置白布或涂白漆木靶板检验，5min内靶上无铁锈、尘土等其他杂物为合格。
(3) 清管球清扫
1) 管道直径必须是同一规格，不同管径的管道应断开分别进行清扫。
2) 对影响清管球通过的管件、设施，在清管前应采取必要措施。
3) 发球前必须检查收发球筒是否与管道焊接牢固，球体处于待发状态。
4) 清管球清扫完成后，应按(2)项中4)的规定进行检验，如不合格可采用气体再清扫至合格。
1.3.3 季节性施工
1. 雨期施工
(1) 管道安装后在管身中部回填部分填土，做好基槽内排水，防止漂管事故。
(2) 合理缩短开槽长度，及时砌筑检查井，暂时中断安装的管道、管口应临时封堵，已安装的管道验收合格后及时回填土。
(3) 做好沟槽边雨水疏导路线的设计，开挖沟槽的土应放在沟槽两侧，挡住地面雨水进入沟槽内。若沟边没有余土堆放，应设挡水土埝，土埝与沟边之间设人行通道。对于沟槽距离长的，应每隔100m～200m留一个土堤，防止雨水流入沟槽后漫流全沟。
(4) 沟槽开挖后若不立即铺管，应留沟底设计标高以上200mm的原土不挖，待到下管时再挖至设计标高。
(5) 安装管道时，地面应做好防滑处理。在运管和下管的过程中，应采取必要的措施封闭管口，防止泥砂进入管内。
(6) 管道安装焊接时，应准备盲板，每日在收工前和即将下雨前，在已做管线的端头焊临时盲板，防止雨水、泥砂进入管中。
(7) 电焊施工时，应搭设防雨棚设施。
(8) 打压合格后及时对焊口防腐，减少焊口裸露时间。雨天不得进行挤压聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末防腐层、聚乙烯胶带防腐层施工。
2. 冬期施工
(1) 冬期焊接时，根据环境温度进行预热处理，可参照表1-27进行。
(2) 在焊接前先清除管道上的冰、雪、霜等，刚焊接完的焊口没冷却前严禁接触冰雪。
(3) 当工作环境的风力大于5m／s、雪天或相对湿度大于90%时，应采取保护措施进行施焊，做好防风防雪工作，避免管内空气流通。
(4) 焊条使用前，必须先放在烘箱内烘干后，放保温筒中，随时取用。
(5) 焊接时，应使焊缝可自由伸缩，并使焊口缓慢降温。严禁在焊接的管道上敲打。
(6) 当环境温度低于5℃时，不宜采取环氧煤沥青涂料进行外防腐，当采用石油沥青涂料时，须采取措施，当温度低于-15℃或相对湿度大于85%时，未采取措施不得进行施工。
(7) 在雪、雾或5级以上大风中不得露天施工，如施工须搭设施工棚。
1.4 质量标准
1.4.1 基本要求
1. 钢质燃气管道的强度、严密性试验必须符合设计要求。当设计未注明时，按1.8.3.2条第11款执行。
2. 新建管道的阴极保护设计、施工应与管道的设计、施工同时进行，并同时投入使用。
3. 防腐层涂敷必须保证完整性、连续性及与管体的牢固粘结。
4. 管道交付使用前必须吹扫。
1.4.2 实测项目
1. 焊缝检查
(1) 管道焊后必须对焊缝进行外观检查，检查前应将妨碍检查的渣皮、飞溅物清理干净。
(2) 外观检查应在无损探伤、强度试验及气密性试验之前进行，外观检查符合表1-27。
2. 无损检测
(1) 设计有要求进行无损探伤检验时，取样数量与要求等级按设计规定执行。设计无要求时，一般在要求所有焊缝中任意制取每个焊工当天完成全部焊缝的15%用射线照相对其进行全周长复验，并应达到国家现行标准《钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》(GB／T 12605)Ⅱ级质量标准。
(2) 管线穿越铁路、公路、河流、重要交通干道等，所有焊缝全周长100%用射线照相，应达到Ⅱ级及Ⅱ级以上质量标准。
(3) 进行无损探伤的焊缝，其不合格部位必须返修，返修后仍需按原探伤方法进行检验。
3. 外防腐的质量标准
(1) 外观：不得出现气泡、破损、裂纹、剥离缺陷。
(2) 厚度：采用相关测厚仪，在测量截面圆周上按上、下、左、右四个点测量，以最薄点为准。
(3) 粘结力：采用剥离法，在测量截面圆周上取一点进行测量。
(4) 连续性：采用电火花检测仪进行检漏，检漏电压按下列公式计算：
1) 防腐层厚度大于0.5mm时：
u=7900T／2 (1-14)
2) 防腐层厚度小于等于0.5mm时：
u=3300T／2或5V／μm (1-15)
式中：T——防腐层平均厚度(mm)；
u——检漏电压(V)。
(5) 防腐层涂覆后质量的检验应符合国家现行标准《埋地钢质管道聚乙烯防腐技术标准》(SY／T 0413)、《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》(SY／T 0315)、《钢质管道聚乙烯胶结带防腐技术标准》(SY／T 0414)的规定。
4. 管道回填土：管道的回填土的密实度应符合表1-14的规定。
1.5 成品保护
1.5.1管道在运输中吊装、下管过程中须使用专用吊装带，不得使用钢丝绳捆绑管材。存放时下垫方木，两边用木楔子塞住，防止滚动。
1.5.2阀门等设备必须带包装箱运输；存放在料厂时，包装箱下垫方木，上遮盖塑料布，周围挖排水槽，避免雨淋、水泡。严格按照说明书安装。安装后用塑料布包裹，减少灰尘、水等污染。
1.5.3防腐管露天存放时，应用不透明的遮盖物对防腐管加以保护，避免日光暴晒、雨淋，并不得超过规定存放时间。
1.5.4井室内设备安装完毕后，应及时盖好井盖。
1.5.5安装好的管道不得用做吊拉负荷及支撑、蹬踩或在施工中当固定点。
1.6 应注意的质量问题
1.6.1 防止管道堵塞
1. 施工过程中，对临时敞口应及时进行临时封堵工作。
2. 管道施工前对管腔进行清理，除去污物泥砂。
1.6.2 接口焊缝达不到质量要求
1. 咬肉：选择适当的电流，避免过大。保持运条速度均匀，电弧不要拉得过长或过短。焊条摆动到坡口边缘应稍缓慢，停留的时间应略长，在焊缝中间位置要快。焊接时焊条的角度位置要正确，并保持一定的电弧长度，焊条熔化终了的留置长度要适当。
2. 凹陷：选择适宜的电流，手工焊接收弧时，应将焊条在熔池处作短时间的停留或作环形运动及断弧灭弧，使焊条熔化金属填满熔池后按施焊方向再将焊条略向后退回收、灭弧。
3. 夹渣：焊前注意坡口及其边缘范围内的清理，多层焊接时，要认真清除每层焊的焊渣，防止金属层间夹渣。避免焊缝金属冷却太快，采用焊前进行预热，焊接过程加热，并在焊后采用绝热材料在焊缝处覆盖，使其缓慢冷却，以减少夹渣的存在。焊接操作时，要随时注意保护熔池，防止空气等杂质的侵入。
4. 未焊透：正确确定坡口加工尺寸和对口时的对口间隙。焊前认真清理坡口区域的铁锈等污物。
焊接时注意起焊处的正确接头，起焊时用长弧在接头处按焊接方向反程3mm～5mm，先预热、后焊接，使接头处得到熔化焊透，才能保证牢固的熔合；当焊接终点时应马上压短电弧，先填满熔池后，可稍微停留一段时间，将焊条向后拉、再回转向前灭弧。可防止起焊的接头处和焊到终点端未熔合。焊接途中用打磨法清理焊层之间的氧化物等。
5. 气孔：加强焊接材料的保管，防止变质或受潮，焊前烘干焊条，烘干后装入焊工保温筒内，随焊随取保持干燥。
1.6.3 钢管焊口开裂、漏气
1. 管道焊接时，宜选择在温差变化较小的时间进行。
2. 焊接材料应符合规定，焊接操作人员必须有相应的操作合格证，并严格按照焊接技术规程进行施焊。
3. 管道安装完毕后，应及时进行回填，并应使回填土的压实度(尤其是管道两侧)和覆土厚度达到设计要求。
4. 认真做好管基处理，特别是坚硬岩石的管基，应铺设砂垫层。
1.6.4 防腐层空鼓，粘接不牢
防腐施工前，应对表面预处理，先将管道、焊口表面清理干净，并彻底除锈，露出金属光泽，合理选择管道预热温度，严格按有关规范和设计要求施工。
1.6.5 防止漂管
在雨天施工时，管道焊口检验合格后，立即进行回填土的施工，防止雨水泡槽引起漂管现象。
1.6.6 钢管的闭合口焊接施工
钢管的闭合口焊接时，夏季应在夜间且管内温度20℃±3℃、冬季在中午且管内温度10℃±3℃的时候进行。
1.7 环境、职业健康安全管理措施
