燃气管道施工技术大全11篇

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中图分类号：F407.22 文献标识码：A

引言

燃气是城市清洁高效的能源，而用管道输送则成为最便捷的途径。其作为城市最基本的公用设施之一，对改善城镇居民的生活水平，提升城市形象、功能，具有十分重大的意义。随着经济和社会的发展，在大量城市居住集中区和工业园区，管道燃气已被广泛采用。围绕建设燃气管道项目，聚乙烯(PE)管材，以其优良的品质受到了人们的青睐。《聚乙烯燃气管道工程技术规程》与《城镇燃气输配工程施工及验收规范》是目前规范PE 燃气管道建设与施工的行业标准。PE管的运行费用和维护成本非常低，并且不需要安装后的防腐工序，与其

他金属材质的输气管道相比，经济性非常突出。

一、聚乙烯(PE)燃气管道简介

我国是从80年代初期开始聚乙烯燃气管的研究工作,在此之前,六十年代个别煤气公司曾试点,七十年代中断。八十年代初,在改革开放的形势下,引进、消化、开拓,迎来了以聚乙烯管道代替钢管用于燃气输配的新时期。与国际上其他国家相比,我国的开发研究工作虽然起步晚,不够深,配套差,但起点较高。随着高分子材料的飞速发展，由于PE管有诸多的优点和上佳的性能已被广泛用于各类管道运输领域，例如：燃气运输，供水，农业灌溉，矿山细颗粒固体运送和石油、化工等领域。特别是已被广泛用于燃气输气领域。由于燃气自身的特性对输送管道有着更为严格的要求，目前PE管的材料已经历了3代，国际上的一些国家已经开始使用第四代(复合PE材料)，现阶段我国主要使用的是第二和第三代(PE80，PE100)PE管材料。

二、聚乙烯(PE)燃气管材的特点

1）防腐性能高，作为一种惰性材料聚乙烯除少数强氧化剂外，很少会被其他化学介质所侵蚀。更不会出现电化学腐蚀现象，不需要其他的防腐措施进行保护。

2）聚乙烯(PE)管材具有高韧性，耐冲击性好的特点。其抗冲击强度比金属管高，这在实践中意味着，它的生命周期是钢管的4倍，并具有较高的延展率，延展率率打一般超过50％。聚乙烯(PE)管材适应不均匀沉降能力非常强，是一种具有很好抗震性能的管材。

3）聚乙烯(PE)管材具有优良的柔韧性，这大大增加了聚乙烯(PE)管道在工程方面的价值。聚乙烯(PE)管材可盘卷，从而减少接缝数量，在管网铺设时自身可轻易绕过障碍物，进一步减少接缝数量。在一些特殊的工程中会体现更出色的性能。

4）聚乙烯(PE)管使用寿命长，根据国外PE管材环向抗拉强度的长期静水压设计基础值（HDB）确定，它的使用寿命可达50年。这一数据已被国际标准认可。

三、聚乙烯(PE)燃气管道施工技术

聚乙烯(PE)燃气管道施工顺序为：材料检验PE管连接、敷设管道吹扫强度、气密性压力试验管沟回填及路面恢复。

(一)材料检验

聚乙烯(PE)管材，管件应该经过质量检验部门的权威检验并具有其出具的产品合格报告，这样才能算是合格产品。在使用时首先应对PE管材、管件的外观进行仔细检查，检查的主要内容有：管材、管件表面及内部是否清洁光滑，是否有杂质、凹陷、划伤、沟槽和颜色不均等。其次标识是否准确，根据相关的标准燃气管材应为黄色或黑色，若管道为黑色时管道上必须标有醒目的黄色线条，同时管材上应有间距不超过2米连续的永久性标志，内容必须包括：规定的用途，原料牌号，标准尺寸，尺寸标准代码和订单，产品名称或商标，制造日期。检查PE管材直径和壁厚时若发现任何一处壁厚不合格即整个产品为不合格。

(二)聚乙烯(PE)管连接及敷设

(1)聚乙烯(PE)管之间的连接方式

聚乙烯(PE)管的连接方式只能能用热熔连接或电熔连接。这是《聚乙烯燃气管道工程技术规程》中最新一期中的强条规定。在选择连接的方式上，根据实际经验管道直径小于90 毫米的PE 管道应采用电熔方式连接。由于管道直径较小导致对接截面尺寸小不能确实保证连接强度只能选择电熔连接。小直径管道不能为了节省成本采用热熔连接。电熔管件的连接参数，必须严格按照制造商提供的相关数据及相关规范进行设定。

拖动压力在连接时必须要叠加在焊接过程中的各各压力参数中，在焊接时相关参数必须被记录，对连接处自检合格后，才能进行下一个焊口的连接。在实际工作中需要被记录的参数有：环境温度，焊接规格，吸热时间，冷却时间，焊接压力，焊机型号，焊接人姓名，电熔焊的电压，插入深度，焊接时间等。

(2)管材敷设

在敷设聚乙烯(PE)管道时，除了符合金属燃气管道铺设的规范要求外，敷设聚乙烯(PE)管道时还必须依据其本身的特性来进行安装。由于聚乙烯(PE) 管没有金属管那样高的强度，所以一定要注意PE管道承受外部载荷的问题。PE管道埋深最小管顶覆土深度根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》与《城镇燃气输配工程施工及验收规范》规定：(1)行车道，不小于0.9米；(2)非行车道，不小于0.6 米；(3)敷设在水田下，不小于0.8米。在有特殊保护措施时，可适当放宽上述要求。由于聚乙烯(PE)管的柔性十分突出，使得它弯曲性能特别好。但过度的弯曲时，管道内侧会产生压应力管道外侧会产生拉伸应力，超过一定限度时便会出现蠕变损伤，所以施工过程中应避免出现此问题。另外，PE管不得从建筑和大型结构的底部穿越，不得从放有易燃、易爆及腐蚀性液体的场地下方穿越，不得与其他管道或电缆同沟。聚乙烯(PE)燃气管道不应该被直接引入到建筑物或连接到建筑物墙壁的调压箱上，直接通过基础或外墙的PE燃气管道，必须采取特殊的保护措施。

(三)管道吹扫

PE管道的吹扫介质为压缩空气，气流速度不得小于20米/秒，将白布放在排出口检查，当气流中无赃物时为合格。

(四)强度、气密试验

《聚乙烯燃气管道工程技术规程》中规定聚乙烯(PE)燃气管道压力试验应使用不超过40°C的压缩空气，强度试验时试验压力应达到设计压力的1.5倍，并稳压1小时，仔细观察压力表(试验压力计精度为0.4级)。气密性试验时试验压力应达到设计压力的1.15倍，并稳压24小时后观察压力表。

(五)管沟回填及路面恢复

施工完毕进行回填时，管沟内应先回填细砂至管顶15厘米，然后分层回填弃土(每一层厚度为30厘米)，分层夯实，距管顶50厘米处设一条警示带以预防日后开挖带来的意外损坏。回复路面时应用原标号(或高一级)强度的材料进行施工。

结语

现在燃气在社会发展中日渐得到重视，特别是在城市，电和水一样是逐渐在成为一种不可或缺的基木能源供应。对城市的经济建设和人们的生活有重大的影响。燃气管道技术不断更新与发展一值得我们行业大力推广应用。随着我国燃气产业的快速发展特别天燃气产业，燃气管道运用技术及施工工艺的日趋成熟，这是社会的福音，同时可以更大地造福人民。

参考文献

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中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

PE（聚乙烯）管道是以高密度聚乙烯为原料生产的管道输配系统，是城市供水及燃气输配管网领域中的一项管材新产品，是建设部“八五”重点推广运用的节能节材新产品。随着社会经济的发展，管道燃气逐渐在城市中普及。

PE 管具有很好的柔韧性，管材可以盘成卷，从而能使管网中的接头数量减少，可蛇行铺设，轻易绕过障碍物，进一步减少接头数量。PE 管属热塑性材料，可多次加工成型，使热熔和电熔连接成为可能。PE 管抗冲击性能好，具有较高的断裂延伸率，经验证明能够抵抗地震等自然灾害的影响。PE 管具有较好的气密性，气体渗透率低。PE 管适合于燃气管道工程中埋地管的铺设，不适用于露天明管使用。

一、PE燃气管道的基本特征

1、优越的物理性能

PE管材密度高、柔性好，具有优异的抗冲击、抗磨损性能、耐冲击强度优于金属管道，在实践当中表示其寿命为钢管的4 倍。

2、长久的使用价值

寿命长、抗腐蚀、地埋管道在-20℃～+40℃范围内安全使用50 年以上。

3、良好的卫生性能

材质无毒，无结垢层，不滋生细菌。

4、较好的输送流量

管壁平滑，能提高介质流速，增大流量，与相同直径的管道相比，可输送更多的流量，节省动力消耗。

5、显著的经济效益

成本低、投资省。与金属管道相比，可以减少投资30%左右（φ200mm以上大管成本略高）。

6、方便的施工性能

重量轻，密度仅为铜管的1/8，易搬运，易弯曲。焊接工艺简单，不须进行防腐处理，施工快捷。

7、 PE管虽然具有很多优点，但也存在一些不足之处。

这是因为PE管在应用中随着时间的流逝、材料会在应力、介质和温度等的作用下发生老化，材料的强度会随时间的推移逐渐下降。这样，我们在设计PE管道时就应采用当材料应用到设计年限时的强度。

二、PE燃气管道施工技术

1. 施工前的技术准备

施工是按照设计图纸来进行的，当设计单位出具有效的图纸后，施工单位应到施工现场，具体了解情况，对不能照图施工的部分要与设计单位交底、协商。确定是否能采取特殊的施工工艺或做局部设计变更。从事聚乙烯燃气管道连接的操作人员，在上岗前必须经过专业培训、经过考试和技术评定合格后方可上岗操作。根据施工工艺的要求，准备相应的施工机具。

管材、管件的准备。由于燃气PE 管输送的是带压力的易燃、易爆的危险性气体，所以工程质量是压倒一切的因素。管材、管件的质量是工程质量的基本保证。

2、土石方工程

放线开槽。沟槽开挖前，应会同建设、设计及其它有关单位共同核对有关地下管线及构筑物的资料，必要时开挖探坑核实，管沟开挖必须按设计图纸放线，并按设计标高开挖，沟低要平，转弯处的弯曲半径应满足相应规范，根据不同土质、深度、开挖方式、及新土堆放形状，分别确定沟槽边坡度、是否需要支撑、排水等措施，但要求最后形成的沟槽底部平整密实，若沟底遇有旧建筑物、硬石、木头和垃圾等杂物时，则必须清除，然后敷设一层厚度不小于0.15m 的砂子或素土。

回填。敷设下沟后应立即用细土或砂覆盖管道，厚度不少于30cm，以保证聚乙烯不受外力损伤。先填实沟底，再投填管道两侧，然后，回填至管道以上0.5m 处，如沟内有积水必须全部排尽后，再行回填。沟槽的支撑应在保证施工安全的情况下，按回填进度依次拆除，拆除竖板桩后，应以砂土填实缝隙。管道两侧及管顶以上0.5m 内的回填土，不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物，不得用冻土回填。回填土应分层整实，每层以20cm 为宜，管顶0.5m 以上可用机械夯，沟槽各部位的密实度应符合下列要求：①胸腔填土(Ⅰ)95%；②管顶以上0.5m 范围内(Ⅱ)85%；③管顶0.5m 以上至地面(Ⅲ)在城区范围内95%，在耕地范围内90%。

3、聚乙烯管连接

聚乙烯管道连接质量的好坏，直接影响到整个燃气管网系统的运行效果和使用寿命，有必要了解和掌握聚乙烯管连接的各种形式，以充分发挥PE管道系统的先进性、经济性和安全性。同时，为了使连接接头坚固耐用，安全经济，在遵循国家有关工程技术施工规程的同时，也要求必须正确地选择和使用产品和设备。笔者认为，电熔连接最为坚固可靠，但从燃气管道的经济性和安全性等方面比较，根据企业经济状况和燃气工程实际运用情况，建议：对于较小口径D90 以下采用电熔连接，而较大口径的则采用热熔连接。钢塑转换连接：A、对于小口径的聚乙烯管道de≤63 一般采用一体式钢塑转换接头。B、对于大口径的聚乙烯管de ﹥ 63 一般采用钢塑法兰转换接头。

4、聚乙烯管道敷设

在此，笔者特别推荐燃气管道敷设的内插入法。以PE 管道穿插更新旧管道，是一种综合性管道的治理方法，插入金属管道后所形成的新的管道结构，使PE 管道的防腐性能与金属管道优异的机械性能结合在一起，使整体效能大大提高，从而延长旧管道的使用寿命，并降低更新费用，插入管敷设是聚乙烯管材的一种特殊敷设形式，用于金属管的更新。目前，泰安市一条主干道（青年路）天燃气管道就是采用的内插入法敷设。其方法是沿原有金属管道每隔一定距离挖一个工程坑，将旧管线割断并对其内部进行清理，然后开挖发射井和接受井，将绞绳穿过旧管线，以实现绞绳与PE管、绞车间的连接，将绞绳一端连在绞车辊子上，另一端与锥形拖头相连（锥形拖头尾部连有PE管），再通过绞车或液压动力机，将PE管拉过旧金属管道，实践证明，与开挖埋管法相比，上述工程减少了78%土石方及40%的工程成本。

5、实验与验收

聚乙烯燃气管道与其它材质管道一样，投入使用前要进行强度实验，气密性实验及工程验收，未经验收或验收不合格的管线不能投入使用。

第一，燃气管道的实验介质一般为空气，有条件时也可采用惰性气体。第二，管道的吹扫。聚乙烯燃气管道系统安装完毕，在外观检查合格后，应对全系统进行分段吹扫。尽管施工中要求保证管道内清洁无异物，在管道实验前仍应进行清扫，清扫介质宜用压缩空气。聚乙烯管道吹扫时会产生静电，这种静电的积聚会产生很高的电压，会对人体造成伤害，所以吹扫口要用长度不小于4M 的钢管，且钢管上应设置吹扫阀。第三，强度实验与气密性实验。吹扫合格后，方可进行强度实验和气密性实验。聚乙烯燃气管道的强度实验压力应为管道设计压力的1.5 倍，中压管道最低不得小于0.30Mpa；低压管道最低不得小于0.05Mpa。聚乙烯管道进行强度试验时，应缓慢升压，达到试验压力后，应稳压1h，以不降压为合格，气密性试验应符合现行行业标准，《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-89）第七章第三节的规定。

三、PE燃气管道应用及建议

1、在运行过程中PE 管道由于不抗机械损伤，容易产生人为破坏，所以在运行过程中要加强管理，由于管道敷设可蜿蜒敷设，管道竣工资料尤为重要，只有详细的工程资料，才能减少其它工程施工中造成由于资料不祥造成对燃气管道的损伤。

2、在运行过程中已出现过白蚁噬咬造成燃气管道的状况，对该种状况苗头应引起重视并进行监测，避免造成重大事故。

3、施工中焊接质量控制尤为重要，在工程施工焊接及运行过程中出现的事故分析，焊接过程中焊口不对中产生偏心是主要问题，由于不对中，造成燃气管道与管件熔接不充分，往往产生虚焊，应在套筒焊接的工艺中增加对管器，避免对中不好及焊接中的应力，保证焊接质量。

4、施工中应注意管道的清洁，分次施工时要及时将施工口封堵好，避免水及杂物进入管道，封堵材料建议选用可循环利用的柔性物质。

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天然气管道施工是与人民生活息息相关的大事，燃气管道的施工质量不仅影响天然气的使用效果，更是直接关系到人们的财产和人身安全，在日常生活中，天然气管道爆炸事故屡见不鲜，绝大部分原因都是由于施工质量不过关所引发的问题。为此，有必要针对管道施工技术和质量控制进行进一步探讨，提出切实可行的施工方案。

1 天然气管道的优点和作用

燃气管道施工主要是从开采地到城市使用地的管道铺设，实现燃气的输送和使用目的，该项施工是我国城市化进程的一项重要标志，与以往的供给能源相比较，燃气能源具有较为明显的优势。

1.1 安全性大大提高。传统的液化气能源供应方式具有严重的安全隐患，这是由于液化气是一种工业化工生产的副产品，并不是天然的能源产品，其体积较重，并且易燃易爆，其渗漏通常会受到管道压力值的影响，对环境温度的要求也有一定限制，在室内储藏一罐液化气相当于安装了一枚定时炸弹，危险系数极高。天然气作为一种新型燃料，具有无色无味的性质，其体积较轻，可浮于空气上方，一旦发生泄漏更加易于气体的扩散，使气体的能够及时排出；在管道输送时，天然气对于输送压力值的要求也比较低，这就降低了燃气发生泄漏的概率；天然气管道实现了气体的实时输送，避免了气体囤积带来的隐患；另外，产生同样的热量需要的天然气数量要明显低于传统液化气的数量，使得能源消耗有效降低。

1.2 操作简单方便。其一，天然气输送终端设备简单，不会占据大量空间，提高了空间的利用率，节省了清洁的时间；其二，天然气使用方便，用量自动累计，计算结果精确，且可以根据实际需要缴纳不同金额，方便用户使用。

1.3 费用计算经济合理。天然气的耗费量要比液化气节省得多，且不会造成气体的损失，综合性价比要更具优势。

1.4 污染率大幅降低，更加环保。天然气具有无异味的特点，其碳排放量很低，使用清洁，降低了对环境造成的污染，是一种清洁环保能源。

2 燃气管道施工对施工条件要求的特殊性和带来的环境影响

2.1 外部施工受到环境因素的制约。燃气管道的外部施工对环境条件有严格的限制，这是由于其施工效果的安全性规范所要求的。工程施工中如果遇到降水因素或恶劣气候的影响，就必须停止施工作业，等待环境符合施工标准之后再继续施工。为此，燃气管道施工前要尽量考虑到各方面影响因素，制定科学的施工计划，避免自然条件带来的负面影响。

2.2 燃气施工会对周围环境和老百姓的生活带来不便的影响。一是施工要受到交工期限的限制，就要最大限度的追赶进度，在此过程中，难免会带来施工噪音污染；二是管道的地下挖掘工作势必要造成地面的破损和环境的污染，阻碍交通的正常运行，为此，管道施工在保质的基础上，要尽快完工，并做好善后处理工作。

2.3 管道施工协助。由于管道施工牵扯范围较广，有时需要政府出面协助解决相关事宜，另外还要做好施工现场人员的有效疏导工作，避免发生施工危险。

3 为何要加强燃气管道施工的管控力度

燃气管道施工是一项庞大的系统性工程，其施工质量直接关系到天然气的输送效能和用户的使用安全，一旦中途发生燃气泄漏，将导致气体突发爆燃现象，危及到人们的生命安全，给社会带来不稳定因素。为了避免负面一些的产生，就必须实现燃气管道施工过程的系统控制，将危险性因素控制在最低范围内。

4 管道施工各阶段的操作步骤及注意事项

4.1 要重视施工设计和准备阶段的基础性工作

管道具体施工要将施工设计图纸作为施工参照依据，施工人员在施工前要对图纸进行仔细研究和审核，主要包括施工位置和方向的确定，工程各项细节尺寸的比对等方面，如果在此过程中发现有与实际不符或设计上的失误问题，要及时向相关负责方报备，以便及时做出设计的调整和修改，坚决杜绝擅自处理或施工的情况发生。施工前的准备工作是保障施工正常运行的前提条件。一是设备方面的准备工作要到位，施工材料也要进行严格的质量审核，并配备充足的数量；二是施工人员的选择和培训，对于技术人员的配备要尤其重视。

4.2 管道测量和挖掘的施工技术要点

根据图纸的要求要进行施工前环境和地质的勘探与测量，管道挖掘要严格按照施工标准操作，如管道的长度和深度，起始点和终止点位置的确定，坡面的倾斜角度等等；管道挖掘要达到施工要求的深度，要注意杂物的清理，并进行基层的土质平整施工，避免发生管道损坏现象。

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中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0041-01

一、施工前的技术管理工作

1、首先要求参与施工的专业技术人员要了解该工程的工艺特点，掌握有关规范，做到心中有数。根据工程的特点，组织技术专家或设计人员对施工技术管理人员进行前期培训，学习掌握相关的标准和规范，提高技术管理人员的业务能力和管理水平。

2、施工在收到施工图后，要组织专家对关键性部位的设计进行复核，以免出现严重的设计问题，并按设计要求明确验收标准。由于气源工程的施工要涉及到冶金、石化、化工等专业标准或国外标准，这些标准对同一项目的要求有时存在一些差异，因此明确验收标准是十分必要的。

3、技术资料和档案的整理。在接收订购设备时，应及时整理收集设备说明书、合格证，认真研究特殊设备的说明书，尤其是对有些设备的特殊安装要求和使用方法应给予重视。如是进口设备，则要立即组织人员翻译外文资料。所有设备必须具有相关部门出具的合格证，否则不能安装。

4、对施工方案进行审查。对施工人员资格审查，如特殊工种的操作资格证。施工方案中是否有不符合设计要求的地方，对特殊设备的安装和现场设备的保护措施是否得当。提供的材料用量是否合理。还有方案中的施工方法和检测技术参数是否符合国家标准的要求。

二、燃气管道工程施工技术

1、管道安装及连接技术

1.1管道安装前进行监测检验，如型号、直径、壁厚、表面有无裂纹或压延等不良现象。

1.2对焊接钢管不得有未焊透现象，焊缝应符合有关质量标准规定。

1.3在进行对口时需要对断面、破口角度、圆度等符合焊接要求，管子端面应与管子中心线垂直，允许偏差不得大于1mm。

1.4配管时要确保管壁厚度相同，允许误差不得超过3mm。

1.5对口时纵向焊缝应该保持一定的环向距离，不得小于100mm。

1.6对电焊壁厚≥4mm和气焊壁厚≥3mm的管子，其接头应切坡口，气割时应将坡口熔渣清除干净。

2、聚乙烯（PE）管施工技术

聚乙烯（PE）燃气管道因其连接方便，使用寿命长，施工简单等优势，在施工中应用

较为广泛。

2.1 定位放线及管沟开挖

首先确定管位，然后按图纸定桩、放线，一般距离30m定一桩位。放线时采用撒双道白灰线，以保证管位开挖不偏移。对于管线在砼或沥青路面的，要求用切割机割双线，再用风爆机破除砼或沥青。因城市道路下隐蔽设施及地下管线较多，故土方工程不允许采用机械

开挖。人工开挖管沟时上口宽度以（沟底宽度+深度×边坡系数）计。管沟边坡系数根据土壤类别及物理力学性质确定。当管沟深度小于3m时，边坡系数取0.33；当管沟深度大于或等于3m时，边坡系数为0.5。沟底宽度按：底宽=管外径+0.6m。开挖的土方不允许直接推

在管沟沟壁两边，以防塌方，通常土推距沟边不能小于50cm。

3、立管施工技术

在燃气管道设计过程中，强调对立管施工技术的应用是非常必要的。为此，在实践工程项目开展过程中应着重提高对此问题的重视程度，并注重在管道敷设过程中，将管道支撑置入连接处，并在管径小于DN25的作业环境下，将墙面、钢管间间隔维持在>3cm的状态。此外，基于管径为DN25～DN40时，将墙面、钢管间的间隔扩展至5cm以上，由此满足具体的工程施工条件。

4、管线试验技术

在燃气管道设计过程中，管道试验行为的开展起着至关重要的影响作用，为此，在实际作业过程中应注重针对管道严密性、强度等性能参数展开试验行为，同时在试验作业过程中，为了确保试验数据的精准性，应注重对燃气管道进行吹扫处理，继而将总阀至前总阀位置置入到试验环境下，由此达到试验目的，确保管线指标满足具体的工程施工条件。此外，在管线试验活动开展过程中，为了保证试验数据的高效性，应注重将试验环境维持在设计压力大于5kPa的状态下。且在严密性试验过程中严格遵从接通燃气观测的试验流程，同时确保试验观测时间为10min，由此达到最佳的试验状态。

5、引管技术

燃气管道设计过程中引管技术的应用应从以下两个方面入手

5.1在地上引入作业环境下，要求作业人员在引管工序开展过程中应注重沿外墙展开敷设行为，同时确保在低立管引入过程中将其与地面间的距离维持在0.5～0.8m之间，继而由此展开室内引入行为。

5.2在地下引入作业环境，为了确保整体作业质量，要求施工人员应注重在实践作业环节开展过程中确保燃气管道穿越房屋基层，并注重将燃气管道与地面间的距离维持在0.5m的状态下，且强调清扫口的安装，由此增强整体燃气管道设计的美观性，达到最佳的设计状态。

6、燃气管道焊接技术

手工电弧焊焊接技术。手弧焊因其适应性强、适用于野外和高空作业，焊接方式（平、横、立、仰）灵活等特点，在燃气管网建设中最为常用。

6.1手工电弧焊技术设备。电弧焊焊机通常有交流和直流两种，交流焊机也称为交流变压器，具有成本低、效率高、使用可靠、维修容易等优点，直流电焊机分为旋转式直流电弧焊机和整流式焊机，旋转式因电动机、焊接发电机在同一轴上，体积较大，而整流式直流焊机具有噪声小、空载损耗小、惯性和磁偏吹较小、效率高、成本低、维修较容易等特点。

6.2手工电弧焊使用规程。定期检查电焊机的接地装置，尤其是移动位置后接地工作必须在接通电源之前做好；焊机启动后需要空载运行一段时间，调整焊接电流及极性开关时需在空载下进行；在使用中时刻注意运行状态，如风冷系统是否正常，工作声音是否正常等；焊接过程中偶尔短路是允许的；保持电焊机内部清洁卫生。

三、规范施工技术标准，保证燃气管道工程质量

1、施工管理的规范，鉴于管道燃气工程的施工管理水平还不是特别成熟，可以参照建筑工程施工管理的相关经验。具体包括：严格审核图纸，对施工单位的施工方案、相关技术、安全措施等进行严格审查；对施工单位使用的设备、材料进行审核；在施工过程中要求施工单位严格按照规范操作，杜绝操作事故；要求施工单位的质检员对施工过程进行全程记录，监理人员进行严格的复核；工程竣工后的验收也需要进行严格的质量审核。

2、操作技术的规范，制定燃气工程的施工工艺或作业指导书规范施工技术。燃气管道施工的每一道工序的要求都应该在规范中体现出来。此项工作应由建设单位的技术部门相关专业人才来实行。对于采用新技术、新材料、新工艺、新方法的工序，技术部门编制行业进行推广。

3、技术监督体系的监理，施工过程中，施工应加强技术监督体系的监理。施工不仅要在施工过程中逐项检查技术规范问题，而且应形成一种跟踪机制，采取有力的防治措施，进行严格的检查，这样不仅有利于减少工序返工的损失，同时也保证了质量，降低事故发生率。

4、施工管材的规范，加强对燃气施工、验收、管材特性、标准、设定温度的规范。管材特性符合要求才能为技术的发挥打下基础，也只有规范验收标准，才能使施工技术更加规范，从而保证工程质量。注重技术细节方面确保技术规范。这尤其体现在PE管焊接中，每个环节都有可能影响PE管焊接质量和地下燃气管网运行质量，“百年大计，质量为本。”燃气工程质量的提高。

结语：燃气工程施工的技术是一个完整的系统。燃气工程施工技术的好坏，直接影响着整个工程建设质量。所以我们要按国家标准和规范进行施工，让施工技术达到科学化、系统化，使城市燃气工程成为真正的放心工程。

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燃气管道常出现的问题有泄露与腐蚀，针对这些问题，从管道材料的选择上就要给以重视，另外，施工中的各个环节都有许多要点需要我们加以把握。

一、城镇燃气管道施工技术

（一）埋地管线施工工作

1、聚乙烯管材特点，该型管材简称PE管，属于高分子聚合物。硬度，强度、抗冲击性能较好，又具有金属材质所难以具备的柔韧性与耐腐蚀性。价格低廉、施工简单。不足之处是对温度与紫外线较为敏感。

2、电熔焊接过程：接好电源、刮去管材焊接区外表的氧化层、记录焊口深度、把刮好的管材插到电熔套筒挡圈外、固定好需要焊接的组合件、焊接完成后拔下导线。

3、热熔焊接过程：接通各部件电源、用液压油管连接泵站与机架、打开机架、置入铣刀、启动铣刀、切削、取出铣刀，夹具闭合、施工结束之后降压、拆卸机具、把保护帽扣好、保养机具。

（二）户内焕然管道的暗埋工作

若是以安全的角度来考虑，通常不把燃气管道暗埋作为主要应用办法。随着居民对于家庭装修品位的不断提高，对于厨房和卫生间的实用用要求以外，更加重视其美观效果。住宅内部的燃气管道需要暗埋是住宅发展的必然选择。施工单位为了满足用户不同的需求，应用复合型阻燃铝塑管暗埋。但是所有的暗埋工作都是要建立在安全的基本之上，同时还要把握好下面几点注意事项。

1、防泄漏。不允许以镀锌钢管作暗埋燃气管，因为镀锌钢管通常采用的是螺纹连接法，丝扣比较容易发生腐蚀造成泄漏。若是把它当作暗埋管材，存在非常大的安全问题。在发达国家经常用到的暗埋管材有：无缝管、铜管、阻燃复合管，以及暗埋专用金属波纹管。管道在进行隐蔽以前应当做气密性及强度试验。试验合格后准予使用。

2、防腐蚀。燃气管道在进行暗埋以后，因为受到墙面水汽与内碱性液的影响，管道容易发生腐蚀，因此一定要做好相应预防工作，以延长其使用寿命。具体的办法是，用防腐聚乙烯胶带为其做防腐层，让燃气管道同外界相隔离。燃气管道四周不能有锋利尖锐的物体，以防防腐层损坏后水汽浸入。要保证燃气管道全部包围在混凝土墙面之内，包围覆盖的厚度不能小于二公分。

3、其它安全问题防范。管道的走向要选择在墙角或者梁底，在埋管位置注明管线方向，方便维修管理且防止用户因为钻孔而凿穿管道。同时，在施工时，需要保证燃气管道不和其余导电体发生接触，以避免其带电的可能。

二、城镇燃气管道质量检测

燃气管道质量检测，首先要在设计时就进行完善的质量分析，保障设计理论基础没有问题。继而是在施工的过程当中，随时进行质量管理与抽查，保证施工中的质量。

（一）严格审查施工单位

对施工单位进行审查，主要是审查其施工资质，在燃气管道施工上的工作能力，同时，还应当全面考察其曾经的建设成绩、施工监督管理水平、员工个人素质、设备设施情况、企业市场信誉等，只有经过全面的审查，才能让施工质量从主体上得到保证。

（二）对施工全程的质量进行缜密检测

因为燃气管道这项工程非常复杂，在施工中有可能影响到最后工程质量的原因有很多，总体说来，主要有：施工材料、人为因素、施工设施、施工方法等等。为使质量检测工作做得更到们，我们可以从以下几个方面分别进行：

1、人为因素：选择经验丰富、责任感强的人员进行施工管理。

2、施工材料；设立专门的材料监督小组进行材料检测。

3、施工设备：强化设备管理，保证其正常运行。

4、施工工艺；工艺实施之前先进行方案探讨，确保无误后再施工。

（三）燃气管道安装质量检测的具体项目

检测方法分为见证取样及质量抽查。检测结果同有关的技术设计要求、标准规范相抵触的，要责成责任单位再委托其余中介检测机构进行新一轮法定检测。燃气管道检测的主要项目有下面几项：

1、管道沟槽的回填土压实程度；

2、管道管位与坡度；

3、钢压管道的焊接缝处理程度；焊缝内部有无损伤；

4、钢压管道的防腐层完整性、电火花检漏；

5、管道附件的严密性及强度试验；

6、管道混凝土、预制砼套管及沟盖板的温度；

7、管道构筑物受力钢筋的位置、数量；

8、管道温度。

总 结：

技术工艺和质量检测是城镇燃气管道安全的两项保障，同时我们不应该忽略的则是安全生产，要加强施工者与管理者的安全意识，只有这样，才能把工作做得更好，管道也会更加安全有效地为用户服务。

参考文献：

[1] 何国华.探讨PE燃气管道施工工艺[J].科学之友：下旬，2011，36

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前言

随着我国经济社会的持续发展和城市化进程的不断加快，在县级以上城市，各种市政管道在地下纵横交错、层叠密布，地面上的市政建筑也越来越多。常规管道施工安装，多采用开挖技术施工，往往导致道路等设施破损，影响环境和交通，给人们的生产、生活带来诸多不便，而且施工成本越来越高，施工难度越来越大。为了克服施工困难，降低施工成本，避免和减少城市燃气管道工程施工对市政设施、自然环境等的破坏，诞生了一项新的施工技术―― ― 水平定向穿越施工技术。以下着重介绍水平定向穿越技术在燃气管线穿越工程中的应用和具体施工方法。

一、水平定向穿越技术概述

1、水平定向穿越系统的构成

城市燃气管道水平定向穿越系统是由钻机、电动机、钻头方向控制设备、泥浆以及钻机辅助设备组成的，其中各组成单元的详细说明如下：

（1）钻机。钻机主要用来完成燃气管道穿越过程中的钻进以及回拖过程。为了能满足不同作业的作业需求，要求使用的钻机具有改变转盘转速和转向的功能。（2）电动机。电动机主要是用来为钻机提供动力。（3）钻头方向控制设备。钻头方向控制设备主要是用来正确引导钻机的钻头方向。（4）钻机辅助设备。钻机辅助设备主要用于钻机的钻孔和扩孔的施工。（5）泥浆。泥浆主要是为钻机的施工需要所准备的。

2、水平定向穿越技术的原理

燃气管道水平定向穿越技术是利用与地面呈一定角度的入射角而钻入地层的钻孔设备形成先导孔后再根据施工的实际需要调整先导孔直径的大小来铺设燃气管道的一种技术。与传统的燃气管道穿越技术相比，水平定向穿越技术不需要进行管沟开挖的施作，利用具有钻掘以及排土功能的相关机械设备就可以对燃气管道的敷设施工进行有效的控制。

燃气管道水平定向穿越设计的施工原理如下：首先，导向孔的生成，利用具有导航功能的相关设备将钻头和钻杆按照正确的方向引入到地层，从而形成导向孔。其次，利用地面接收到的来自地下钻头处发出的电磁信号来对钻孔的轨迹进行有效的控制，然后结合实际的施工需求，从水射流式、切削式以及挤压式三种成孔方式中选择一种合适的方式进行成孔操作；最后，燃气管道的铺设，在管道铺设施工之前，需要根据施工的实际需求在钻杆的顶端连接一个扩孔钻头，使用它来扩大导向孔的直径，然后选择使用比导向孔直径较小的铺设管线，并将其引入钻孔，完成燃气管道的铺设。

3、水平定向穿越技术的优势

与传统燃气管道的穿越技术相比，水平定向穿越技术的优势主要体现在如下几个方面：（1）施工占地面积比较小，对人们的日常生活和城市的交通影响较小；（2）是施工精度准确；（3）是施工过程中所消耗的人力和财力资源比较少，经济效益比较显著；（4）是施工过程中对周围的环境污染比较小，而且能够有效保护施工现场的绿地。

二、水平定向穿越设计施工技术

1、水平定向穿越设计施工前的准备

水平定向穿越设计施工前的准备工作主要有地下已有燃气管道的检测以及燃气管道材料的选择这两个方面。

1.1地下已有燃气管道的检测。

燃气管道施工之前需要做的一项最为重要的准备工作就是地下已有燃气管道的检测以及燃气管道线路位置的确定，并依据检测的最终结果来合理设计管道铺设施工的钻孔轨迹。

1.2燃气管道材料的选择。

燃气管道材料的选择是水平定向穿越设计施工前的一项非常重要的准备工作，由于燃气管道材料的物理性能的好坏在很大程度上决定燃气管道的最终施工质量。其中物理性能比较好的燃气管道材料多采用三层结构分别是外覆盖层、伞线涂层以及焊口采热缩套层，三层结构的采用可以有效保证管道的物理性能。

2、水平定向穿越设计施工中的施工装备

水平定向穿越设计施工中的施工装备主要包括水平定向钻机的选择、施工设计参数的确定以及地质勘查三个方面的内容。

2.1水平定向钻机的选择。

在水平定向钻机的选择中需要考虑的技术指标有钻机的最大扭矩、最大给进力、最大回拖力。另外机型的型号有大型、中型和小型机之分，机型的选择需要根据施工的实际需求来合理选择。

2.2施工设计参数的确定。

待确定的施工设计参数主要有曲率半径、钻近角、覆盖层的厚度等。

2.3地质勘查。

城市燃气管道铺设施工的地质勘查主要用来确定探孔的数量以及

探孔钻探的深度。

3、平定向穿越设计施工中的关键技术

3.1水平定向穿越轨迹的设计。

水平定向穿越轨迹的设计是水平定向穿越设计施工中的核心环节，它对水平定向穿越设计的施工具有重要的指导作用。

3.2导向孔的设计。

在设计导向孔时需要考虑管道线路、管道材料、管道长度以及管道附近的地质状况等因素对导向孔的影响。

3.3回拖管道的施工。

回拖管道施工完成的标志是成晶管道自钻机和扩孔器的一侧露出管道为止。另外回拖管道施工中还要考虑钻机的扭矩及其回拖力的变化等因素。

三、水平定向穿越设计施工中常见问题及解决方法

水平定向穿越设计施工中会出现的常见问题及其解决方法主要体现在如下两个方面：

（1）为了有效迎合施工的实际需求，当前水平定向钻机的设计日益大功率化，致使钻机的体积也日益增大给施工造成了不便。为了能有效解决这一问题，在施工时要充分考虑根据施工场地的条件以及施工的要求来选择合适的钻机尺寸。（2）在水平定向穿越施工的过程中，由于施工场地的地质条件比较复杂，以至于在铺设管道时，容易出现管道表面划破的现象。为了能很好的解决这一问题，要适当的增大导向孔的直径，从而可以很好的避免孔壁对管道表面的破坏。

结语

随着我国城镇化水平的不断提高，燃气管道施工的需求日益剧增。由于水平定向穿越技术是具有很好的经济效益和社会效益，而起可以彻底解决我国城市燃气管道建设中不得不挖开地表的问题，水平定向穿越技术在我国的市场发展前景将非常广阔。根据国家有关部门规划，未来 15 年我国的能源消费结构将会有较大改变，从我国燃气的储量、消费结构比重以及国家环保政策等方面分析，天然气产业存在巨大的发展空间。在燃气管道建设中，水平定向穿越技术作为一项先进高效、安全可靠、社会效益和经济效益显著的施工技术，将得到越来越广泛的应用。

参考文献：

[1]张成喜.水平定向钻穿越工程技术要点[J]，煤气与热力，2007（09）.

[2]杨青.燃气管道水平定向钻穿越线路设计[J]，煤气与热力，2008（01）.

[3]陈明生.燃气管道中水平定向钻进技术应用研究[J]，他山之石，2011（06）.

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中图分类号：TU文献标识码：A

随着社会的不断发展，高层建筑的设计施工技工技术也日臻成熟，再加上城市可用土地资源的逐渐减少，城市人口迅猛增长，使高层及超高层建筑越来越多。据调查，截至2011年年初，重庆的高层建筑数为10839栋，其中超100米的超高层建筑就有93栋。因此，高层建筑中的燃气管线设计及施工工艺也备受人们的重视和关注。

1 高层住宅燃气管道设计

（1）高层建筑的附加压力

重庆地区民用燃气管线系统多采用楼栋调压箱后低压入户，在计算低压燃气管道阻力时，对高层建筑立管应考虑因高程差而引起的燃气附加压力。燃气的附加压力按下式计算：

ΔH=9.8×（Pk－Pm）×h

式中：ΔH---燃气的附加压力（Pa）

Pk；Pm---分别为空气、燃气密度（kg/m3）

h---燃气管道起点至终点高程差（m）

通过上式取Pk；Pm分别为1.205和0.7134可计算出ΔH=4.818h,即高度上升一米,管道附加压力增加4.818 Pa。我国一般民用燃灶具额定压力Pn为2000Pa，按GB50028-2006《城镇燃气设计规范》要求，燃气设备前（灶前）的燃气压力应在0.75-1.5Pn范围内，即1500Pa-3000Pa范围内波动，仍能达到灶具燃烧的要求。若超出此范围，则会出现燃烧不稳定，出现脱火、回火或不完全燃料产生CO气体，导致发生安全事故。按重庆地区一般调压箱后压力为2200-2500Pa，取最不利因素，沿途管线无用气单位，管阻接近于0，压力表取100Pa计算，则最高用气点高程差在124米范围内灶具前压力仍小于3000Pa，故在非超高层建筑（高>100米）中，不计燃气附加压力作用仍能满足供气要求，但为减少用户灶前压力波动范围，平稳供气，仍需采用分层变径，缩小立管管径，增加管道阻力来减少附加压力的影响。如重庆民安华福花园，为30层近100米高层建筑，通过水力计算，采用变径设计，1-11楼为φ45管道，12-16楼为φ38管道，17-27楼为φ32管道，28-30楼为φ25管道，有效地将各层灶前额定压力（正常用气情况下）控制为100Pa范围内。对于少数的超高层建筑，可采用分层供气或采用中压入户，用户表前设中-低压调压阀来达到平稳供气的目地。

（2）高层建筑地基沉降的影响。

对于高层住宅的燃气引入管除了按《城镇燃气设计规范》进行设计外，还应该结合当地地质情况重点考虑高层建筑沉降所引起的燃气引入管补偿问题，以防止燃气引人管由于建筑物的沉降而被挤压变形、断裂从而产生安全事故。燃气引入管一般和建筑物成垂直布置并穿越建筑物的墙体，受力情况主要是由于建筑物沉降对管道所产生的横向剪切力。对于普通的民用建筑(10层以下、沉降量在50 mm以下)，一般采用大直径套管(套管的直径为燃气管道直径的2倍)来抵消建筑物沉降对燃气引入管所产生的影响。而随着建筑物高度的增加(按GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》要求，高层建筑平均沉降量限制为200MM)，显然，一味地用增大套管直径的方法来消除建筑物沉降对燃气引入管的影响是不现实的。必须对燃气引入管采取必要的补偿方法，考虑工作环境下的极限变形，设置补偿器；宜采用∏型或设波纹管补偿器，不得采用填料型。具体做法如下：根据业主单位提供建筑设计单位核定的建筑物沉降量，根据此沉降量计算出燃气引入管波纹管补偿器的补偿量(一般采用最大沉降量的1.2～1.5倍为补偿量)。然后确定波纹管补偿器的安装位置，并在波纹管补偿器前(来气方向)安装球阀，以便维护和紧急抢修时切断燃气。

（3）高层建筑燃气立管的温差影响。

高层建筑立管的自重和热胀冷缩产生有推力，在管道的固定支架和活动支架、管道补偿等设计上是必须考虑的，否则燃气管道可能出现变形或拆断等安全问题。同时因为高层建筑的燃气立管长，其伸缩量绝对值受温差影响也较大。管道的伸缩量按下式计算：

L＝103×aL（t2-t1）

式中：L---为管道伸缩量（mm）

a---为管材结膨胀系数

L---为管道长度（M）

（t2-t1）---为安装时与最冷或最热时温差。

介于重庆地区最冷温度为零下3-5度，最高温度为40度，取温差为30度，仍以上例30层100米建筑计算，管道伸缩量约36mm，以波纹补偿器一个波节补偿能力20mm计算，在16楼左右设计一个双波节补偿器就可消除立管因温差导致的影响。若想更大限度地消除温度应力，也可再增加补偿器数量，在10层和20层中各加设一个补偿器，效果更好。

（4）安全措施及其它。

由于高层建筑消防安全的特殊性，燃气管道也因此需采用相应的安全措施，引入管宜加装快速切断阀，高层用户室内宜加设带自动载断功能的燃气泄漏报警装置，以避免燃气泄漏引起的安全事故。

在高层民用建筑设计中，设计人员也应充分考虑燃气管线的预备通道和燃气使用房屋的通风和换气性能。如在我市最近修建的双子星高楼，因建筑设计人员将厨房设计于内侧不通风房间，再加上因为错层房屋设计，造成厨房上为居室，再上层又为厨房这种情况，导致通楼根本无燃气立管通道而无法安装天然气设施。

2 高层住宅燃气管道施工技术

2.1燃气入户引入管的布置方式

燃气入户引入管是室外燃气管道与室内燃气管道的连接管。其布置方式分为地下引入法和地上引入法两种。

(1)地下引入法。地下引入法是室外燃气管道从地下穿过房屋基础和首层厨房地面直接引入室内。

在窜内的引入管上，离地面0.5m处，安装三通作为清扫口。引入管穿墙和地面时需加套管。地下管道采用无缝钢管，地上采用镀锌钢管，套管采用普通钢管。这种引入方式比较隐蔽、美观，但需与土建专业人员密切协作，因不便于维修，此法往往采用不多。

(2)地上引入法。在引入管无法从地下引入，尤其是采用天然气作为气源、常常是在建筑物建成后再引入燃气管道时，常采用地上引入法。燃气管道穿过窜外地面沿外墙敷设到一定高度，然后穿过建筑物外墙进入室内。

地上引入法又分为低立管和高立管引入两种。低立管引入法是距离窜外地面0.5～O.8m处引入室内。高立管引入法是将燃气立管完全敷设于外墙上，通过用户分支管分别进入各个用气点或燃气立管。室外管道采用无缝钢管，室内采用镀锌钢管，套管采用普通钢管。地上燃气管道必须具有良好的保护措施，确保安全。这种引入方式不美观，特别是高立管引入法易破坏建筑物的整体美观，但便于维修。我们在实际工程中，一般采用的是地上低立管引入法。

(3)引入管安装时应注意的问题。①燃气引入管不得敷设在卧窜、浴室、地下室，易燃或易爆物的仓库，有腐蚀性介质的房间、配电室、变电室，烟道和进风道等地方。②燃气引入管应设在厨房或走廊等便于维修的非居住房间内。如有困难，可从楼梯间引入，阀门设在室外。③燃气引入管进入密闭室时，密闭室应设置换气口，通风换气次数每小时不得小于3次。④燃气引入管穿建筑物基础、墙或管沟时，均应设置在套管内，并应考虑沉降和补偿的措施。⑤燃气引入管总管上应设置阀门和清扫口。

2.2室内燃气立管的布置方式

(1)室内燃气管道不得穿过防火分区、卧室及卫生间。

(2)室内燃气管道的固定支承不得设在管件，焊口、螺纹连接处。

(3)室内燃气钢管与墙面的净距，当管径小于DN25时为3cm，管径在DN25～DN40时为5cm，管径等于DN50时为7cm，管径大于DN50时为9cm。

(4)室内燃气管道一个活接头的安装位置及要求如下：①活接头内的垫片应为不小于1.5mm厚的丁晴橡胶或聚四氟乙烯材料，严禁用天然橡胶或石棉类垫片。②丝扣球阀后应加活接头，间距不应大于30cm，安装时应注意活接头的方向性。③主立管每隔两层加一个活接头，离地面高度在1.5m左右，如遇主管有球阀时活接头应在球阀后20cm左右为宜。④水平干管的支管应加活接头，管道在走廊、门厅内严禁加活接头。

(5)安装在地下室内燃气管道应用无缝钢管手工电弧焊连接和法兰连接。

(6)管道、设备法兰连接时应符合以下规定：①法兰连接：法兰的材料与钢管要相同；公称压力应与球阀的额定公称压力符合；一般用平焊法兰。口径要与连接的钢管相符。法兰盘与管道连接应采用电焊并应双面焊接。②管道与设备、阀门进行法兰连接前，应检查法兰密封面及密封垫片，不得有影响密封性能的划痕、凹陷、斑点等缺陷。③阀门应在关闭状态下安装。④法兰连接应与管道同心，法兰螺孔应对正，管道与设备、阀门的法兰端而应平行，不得用螺栓强力对口。⑤法兰垫片尺寸应与法兰密封面相符，垫片安装必须放在中心位置，严禁放偏。法兰垫片在设计文件无要求时宜采用聚四氟乙烯垫片也可采用耐油石棉垫片。⑥应使用同一规格螺栓，安装方向应一致，螺栓的紧固应对称均匀，螺栓紧固后宜伸出螺母2～3扣，涂上机油或黄油，以防锈蚀。

(7)管道、设备螺纹连接时应符合以下规定：①管道与设备、阀门螺纹连接应同心，不得用管接头强力对口。②管道螺纹接头宜采用聚四氟乙烯带做密封材料。拧紧螺纹时，不得将密封材料挤入管内。③钢管套丝要求：螺纹连接时，螺纹应加工成锥型管螺纹，不得加工成圆柱螺纹或混合形罗纹。管径DN20以下的管道可一次套成，管径DN25～DN40的管道可分二次套成。管径DN50的管道应分三次套成。套丝时应以机油冷却、。丝扣应光滑端正，无斜丝乱丝，无毛刺，断丝或破丝的缺口长度不得超过丝扣的10％。松紧程度适当，用连接管件试配时，能用手将管件拧入2～3扣，再上紧就需要管钳子，最后上紧后，还能外露2～3扣为宜。不得出现长丝和绝丝。

(8)燃气管道穿越楼板的孔洞应从最高层向下打孔，逐层以重锤垂足确定下层孔洞位置。因下层与下层墙壁壁厚不同而无法垂于一线时，应作乙字弯使之靠墙避免用管件转向。

3 室内管线试验

3.1 强度试验

(1)试验范围：居民用户室内燃气管道试验范围为在安装燃气表前，从进气总主阀门到表前阀门的管段(进气总阀门到引入口管段的强度和严密性试验压力和庭院线试验压力一致，并与庭院线试验一起进行)。

(2)进行强度试验前管道应吹扫干净，吹扫介质宜采用空气。

(3)试验压力：①设计压力≤5kPa时，试验压力为0.1MPa。②设计压力>5kPa时，试验压力为设计压力的1.5倍，且不得小于0.1MPa。

(4)进行强度试验时，压力应缓慢升高，达到试验压力后，稳压l小时，用肥皂水涂刷所有接头，阀门、法兰不漏气无压降为合格。

3.2 严密性试验

居民用户室内燃气管道严密性试验分两步进行：

(1)在未接通燃气表前，用7kPa的压力对总进气管阀门到表前阀门的管段进行严密性试验，采用U型压力计观测lOmins，压力不降为合格。

(2)接通煤气表后，用3kPa的压力从总进气管阀门到燃气用具阀门前的管道系统进行严密性试验，采用U型压力计观N5mins，压力不降为合格。

4 结束语

随着高层建筑居民管道燃气的快速发展，如何确保燃气工程建设质量，保证居民的用气安全，维护社会的和谐稳定，已经成为燃气行业技术管理中的重中之重。因此，我们必须在设计、施工和运行的工程中避免安全隐患的存在，保证用户安全、可靠、满意地用气，使燃气工程成为真正的放心工程。

参考文献

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中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0112-01

近年来，随着施工技术的不断成熟，城市高层建筑逐渐增多，燃气管带的安装及施工难度也在不断提高。在实际工程中，燃气管道的安装施工与建筑供气方式、建筑布局息息相关，为了保证管道使用的可靠性，同时提升建筑的经济性，分析高层住宅燃气管道设计及施工技术极为重要。对此，笔者在文中通过分析高层建筑燃气管道的设计与施工要点，为燃气管道的安装设计提供一些可行性参考。

1 高层住宅燃气管道的设计要点

1.1 高层住宅地基沉降

在设计高层住宅楼的燃气管道时，需要严格按照国家规定的相应规范进行设计。在进行设计前，需要到现场观察住宅楼施工现场的情况，避免地质原因引起的设计弊端。同时，在设计时，需要考虑住宅楼的地基沉降问题，因为发生地基沉降时，燃气管道会因为地基的下降而造成变形、挤压等状况，严重时甚至发生断裂，造成燃气泄漏。

1.2 高层住宅附加压力

高层住宅在进行燃气管道设计安装时，还需考虑住宅的附加压力。当高层建筑不是很高的情况下，直接采用楼栋调压箱，户内立管考虑附加压头影响。当建筑是超高层的时候，考虑在户内设置低压调压器，也就是说在户外设置一个调压箱，进户内再设置低压调压器。尽可能的降低附加压力的影响。但是这些变压箱之间的高度差仍会造成一定的附加压力。因此在进行安装前，需要进行管道阻力计算，将阻力控制在一定的范围内。

1.3 高层住宅燃气立管温差

高层住宅楼的燃气管道一般很长，管道面积也较大，这些管道大多为聚酯塑料，极易受到天气变化影响，造成管道热胀冷缩，同时由于管道面积和长度较大，因此其重量较大，在安装过程中，必须考虑管道本身的温差效应和自重问题，避免热胀冷缩等引起的管道损坏现象。同时，当管道立管过长时，其伸缩量也会受到温差影响。

1.4 高层住宅燃气管道安全措施的设计

高层建筑的层高较高，住宅人员比较密集，因此在设计时必须保证其消防安全。而燃气管道也是可能引起安全隐患的原因之一，因此必须对燃气管道进行相应的安全保护措施。一般来说，安全保护措施由以下几部分组成，首先需要在燃气管道上安装安全阀门，以防发生安全事故时，能够及时切断燃气的输送，其次需要在每个住宅内安装燃气泄漏报警装置，当发生安全事故时，能够及时切断室内燃气输送；最后应当注意的是在燃气管道安装处设立专门的燃气通道以及通风排气措施。

1.5 其他因素造成的安全威胁

不同的城市间气候、地形等不同，因此其燃气管道的施工设计方法也不同。以重庆地区为例，重庆的三大特点为：山城、火炉、雾都。由于地势原因，重庆存在大量的超高层建筑，这些建筑在设计过程中还应额外考虑到由于建筑物的高度很高，风荷载的作用会使建筑物出现水平位移，同时使建筑物中的管道有被破坏的可能；同时由于夏季温度极高，极易引起立管工作温度变化，应考虑温度应力对管道的作用力；一些地区空气中存在大量雾状颗粒，从而造成燃气容重与空气不同，形成重力与浮力，会影响燃气的输配及燃烧设备的正常工作。因此在进行燃气管道施工时，也应综合考虑当地的实际情况，避免上述现象的发生。

2 高层住宅燃气管道施工技术分析

当高层住住宅使用的燃气为天然气时，一般选择在建筑主体施工完成后再进行管道安装，这样燃气管道的安装方式只能悬着地上引入方式。这种方式安装的管道一部分处于室外，当管道高度达到一定高度时方能引入室内。这种安装方式包括两种，一种为高立管式，这种安装方式需要先将总燃气管道敷设在建筑外墙上，然后将支管分别引入户内。另一种安装方式为低立管式，这种安装方式必须精确总管道的离地距离，一般其离地距离为0.6m左右。当选择地上引入方式进行管道安装时，需要在管道周围做好相应的安全防护措施。地上引入管道安装方式虽然会破坏建筑整体的美观性，但其维修方便，且施工较为简便，因此管道安装一般选取这种方式。

3 结语

当前，城市高层建筑已经成为城市建设的一部分。在保证这些高层建筑美观的同时，需要考虑高层建筑管道对建筑的安全威胁。确保高层建筑燃气管道施工的科学性及合理性，对于提升建筑安全等级，保证燃气管道的运行质量具有重大的意义。因此，在对高层建筑进行燃气管道安装时，需要综合考虑燃气的类型，燃气管道的敷设方式、建筑的结构形式以及建筑地基的质量，确保燃气管道运行的安全稳定性，避免燃气管道安全事故的发生，提升建筑的使用质量及保证人民生命财产安全。

参考文献

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现在社会，天然气已经成为城市里最清洁最高效的能源，人们已经将燃气工程划分为城市公共建设的重要组成部分，它影响到人民群众的生活质量、社会化大发展以及城市经济的可持续发展。所以，这就让施工单位对于燃气工程中建设施工的技术质量控制变得更加严格，，它不仅仅关系到人们的人身安全和财产安全，有的还能关系到社会的和谐与稳定，也因此，我们才必须加强燃气工程施工的安全管理。

1.燃气管道施工技术的意义

通过老师和查阅相关资料，我们不难发现天然气是个很特殊的气体，具有易燃性和易爆性这两个危险性。所以为了确保群众的生活安定，降低不良现象的产生，管理燃气管道建设施工的技术问题就变得很重要。并且，通过相关的技术质量控制也能够给当地的经济带来一定的发展，例如巩固了社会的安定、增强了社会劳动力等。也可以防止不良现象的产生，确保了其管道在使用年限中安全使用，带动了资源的更新和国家的进步。

2.燃气管道施工技术的重点

2.1施工前的准备

在施工前，施工单位必须准备好有效的图纸，在施工现场对现场的地质情况进行具体的了解，比较图纸，找出不能施工的地方，与设计者进行交流协商，做好修改工作。其次，从事管道施工的技术人员，必须实现进行专业的培训，经过理论知识与实践双方面的考核，合格后方可以上岗操作。这是由于燃气是易燃易爆的危险性气体，稍有不慎就会造成不可挽回的影响。

2.2放线与开槽

在挖沟开槽之前，我们必须要了解所在地的地下管线与建筑物的资料，保证如果按照图纸进行开槽挖沟不会产生任何问题。当然，如若发现不对之处，也不可私下篡改，需要与设计商仔细研究之后方可定夺。同时，我们在挖的过程中，要做到沟槽坡度与周围形状相搭配，如发现在挖的过程中有旧的建筑物、废墟垃圾等杂物时，需要立即清除，然后再铺上只有0.15m以上的砂子或者泥土。

3.燃气管道施工技术不到位引起的事故

3.1触电事故

在燃气施工过程中，基础的环节就是管道的焊接、试压、吹扫，在做这些的时候都需要电力的配合。但我们知道，每一个燃气工程的电线都是很长的，不会固定在一个范围内，所以常常采用临场接电的方式取电，这恰恰造成了一些安全隐患，比如电缆电线的断裂、绝缘胶带的脱胶等等，轻者造成施工人员局部受伤，重者直接导致施工人员死亡。

3.2沟槽塌方

一般的燃气施工还需要开槽挖沟，在开挖的过程中，所挖的沟槽都是很长且有一定深度的，有些时候因为一些天气或者人为的原因，沟槽几天甚至几周都无法填平，就很容易造成二度塌方。另外就是由于施工人员的安全意识薄弱，导致警示灯、防护栏等设置放置位置不明显，一旦夜间天气不好或者路灯不明的情况，就会出现行人跌落事故。

3.3高空作业

在一些特殊的燃气施工过程中，有些燃气的立管需要安装在户外，还有些需要进行架空建设。对于这两种施工方式其实对于施工人员的技术是有较高的要求的，因为如果施工人员的专业技术水平不够，或者施工队伍在施工设施上偷工减料以次充好，就会让在高空施工的人员缺乏足够的安全保护，就极容易导致不必要的人员伤亡，产生严重的后果。

3.4带气或者带压作业

现在的施工队伍，为了保证燃气能够稳定可靠地供应，往往在一些燃气施工中带气或者带压操作，这就带来了风险，万一施工队伍的燃气施工方案不够周全，或者有些许问题没有考虑，又或者检测手段跟不上，出现了燃气泄漏，这将会对施工人员的人身安全造成极其恶劣的影响。

3.5材料运输

正如我们从电视、电脑以及报刊杂志上了解到的，燃气工程一般都是比较分散的，并且每一处的项目工程的工程量并不大，而且因为材料的存放问题，每一次运输的材料都不是很多，所以很多的施工单位就投机取巧，为了省钱，用三轮车或者摩托车运输，这就会极易发生交通事故，给行人或其他车辆带来安全隐患。

4.燃气管道施工质量控制要点

4.1注意材料的选取，保证燃气管道的施工

现代化的大都市，在燃气管道施工中对基础材料的控制很看重，因为它决定了管道施工质量的好坏。所以，燃气施工单位应该在施工之前从原材料下手，认真选取满意的材料，认真管理选取的材料，使其在使用时没有任何问题。这也变相的保障了燃气管道的使用年限。

4.2加强员工对的施工意识

施工队伍在进行施工的时候，一方面要加强施工单位对施工人员的宣传和教育，告诉员工质量的重要性，必要时可引用一些错误案例，使他们加深对“质量”这个词的印象，提高他们的工作态度。

对经常在高空作业或者尘土环境下作业的人员进行定期的身体检查；在进行吊装作业或者在高压线、临时支架附近作业之前，对机器进行检验，对环境进行勘察，确保接下来的工作顺利进行；每次在进行管道施工时佩戴防护用品（安全帽、防护服等），避免因为施工不当，燃气泄漏所造成的危害；在进行施工期间，告诫施工人员对于电、火等荣发生事故的东西小心使用，一旦发生危险，迅速通知相关单位，并且在保护现场的同时采取一定的营救措施，事后再将此次事故以书面的方式报告上级，做到警示的作用。

另一方面，要安排人手在施工的时候进行监督，严格按照图纸的安排实施，特别是在管道与管道接口的位置，一定一定要仔细检查，保证接口没有气泡，表面平整光滑，两边均匀。

4.3做好管道防腐措施

当燃气管道被埋在地下之后，在墙面或者混凝土里面水汽与碱性液体的双重影响下，管道就容易受到腐蚀。因此，为了延长管道的使用年限，施工单位和个人都必须做好防腐工作。我们可以将热收缩胶带或者聚乙烯防腐胶带作为管道最外层的防腐层，让胶带将外面的空气与燃气管道隔绝。另外，一般在燃气管道周围是不能存在尖锐的垃圾、石子或者其他的，这是为了防止这些尖锐的物体将管道的防腐层割破，让水汽或者其他气体进入，对管道进行腐蚀。最后呢，应该要确保燃气管道被墙体或者混凝土包围，且墙体或者混凝土的厚度不能小于2cm。

5.总结

为了很好的为人民和社会谋福利，安全的燃气施工就显得尤为重要，这不仅要让施工单位在施工技术上进行突破与创新，还要求在施工过程中加强管理，只有掌握了施工的要领，才能避免一些不必要的伤亡。本文从燃气管道施工技术的意义、不正确施工导致的事故、施工的技术重点及要点四个方面与大家一起研究探讨，只有掌握了安全可靠，行之有效的方法，才能进行合理而可能的建设，才能营造一个良好的设施环境，才能更好地为社会做贡献。

参考文献

[1]周明伟.概议燃气管道施工技术之体会[J].中国石油和化工标准与质量，2011（9）：11-14.

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中图分类号：TU996 文章编号：1009-2374（2016）09-0062-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.029

目前，管网建设的主流趋势为聚乙烯燃气管道，这一燃气材料在设计上具有较强的优越性，并且能够满足使用功能的不同，与一般的管网材料相比，所具有的优势更多。除了具有抗震性以及耐腐蚀性的特点外，在施工时也具有一定的优越性，例如具有可焊接性，便于管网工程的施工。更重要的是，在使用寿命上也是一项重要的创新，对于现代化的发展建设来说，既能满足节约的要求，又能确保其使用性能，因此可以说是一项创新性的发展。可见在今后的城市管网建设中，聚乙烯燃气管道必将会成为生活中必不可少的组成部分之一。

1 聚乙烯管材的特点

从聚乙烯管材的性质上分析，因为这种管材的材质属于一种高分子的化合物，主要是由两种元素构成的：一种是碳元素；另一种是氢元素，还有一些其他的分子结构。所以从构成上来看，并不含有有害的物质，因此管材属于无毒无害的材质，在使用时也不会影响人们的身体健康，同时也不会因为环境的改变而释放出有害物质，所以对于工程的施工来说具有重要的意义。不仅是在我国，在国外的管网施工中也是一种十分普遍的使用材料。另外，聚乙燃气管道还能够进行有效的连接，过去所使用的钢管并不能进行弯曲，而聚乙烯管材就可以实现这一要求。在施工时，聚乙烯管材能够带气作业，这是一项创新性的特点，正是因为这一特点，为施工带来了更加便捷的特点。在使用寿命上，如果不出现意外，一般可以使用50年以上，所以说其发展空间是十分广泛的。但是聚乙烯管材也并不是完美无缺的，例如在使用的过程中就不如钢管具有较高的强度，同时受到人为破坏的可能性也很高，这种材质的管材只能在地下进行施工建设，一旦受到紫外线的影响，就会失去原有的功能。此外，对于气温等环境的要求也更加敏感，所以应该辩证地看待聚乙烯管材的使用。

2 聚乙烯燃气管道设计要点

2.1 材料的选择

针对上文中对聚乙烯管材性能的初步了解，在对管道进行设计的过程中，首先应该选用专门的管道材料进行施工。考虑到聚乙烯管材应该避免紫外线的照射，所以在进行配料的过程中，可以适当添加一些能够吸收紫外线的氧化剂等，并且保证所添加的各种添加剂能够均匀有效地分布在管网中。管材的选用还应该注意的要点是从施工的地质条件出发，对地质环境进行详细的勘测，防止土质中含有腐蚀性的元素影响聚乙烯管网的使用。根据燃气在工作时的压力不同，所选用的施工方式也具有一定的差异性，但是我国目前的管网工程中主要应用的两种材质分别是PE80、PEl00。这两个系列在当前的管网工程施工中具有广泛的应用空间。

2.2 工作压力的设计

在对管网进行工作压力的设计时，需要充分考虑到管网材料的应用性能，具体内容既包含其最小的强度，又包含材料的厚度以及相关的安全系数等。通过对管网材料的详细比较，笔者主要从以下四个方面对工作压力的设计进行阐述：第一，对管道工作压力的设定不是随意设计的，而是经过精准的公式计算实现的。管道能够允许的最大工作压力一般不超过10MPa，根据管网材质的不同，工作压力的设定值也存在一定的差异。例如10MPa，就是PE100所能承受的最大工作压力，其安全系数通常被设定为2.0以上。第二，在考虑工作压力的设计时，还要将一些添加剂所产生的影响充分考虑在内。如芳香烃类物质就是一种常见的物质，同时受到施工条件的限制，也会对管材的工作压力产生一定的影响，所以应该进行更加全面的考虑。第三，温度是影响工作压力设计的另一项重要因素，如果燃气的温度升高，那么就会对管网的使用能力产生一定的影响，此时需要对燃气温度加以控制，以此实现对工作压力稳定性的设计。第四，在对燃气管道进行设计的过程中，根据焊接管件方位的不同，所承受的压力能力也不同，这时应该将工作压力控制在0.2MPa以内的范围中，确保其安全性的设计。

2.3 管道深埋设计

燃气管道所埋设的深度应该按照比例的要求进行施工设计，同时也要考虑到覆土的厚度，例如车行道与非车行道对管道深埋的要求就不同，前者更深一些，可以达到0.9m以上，后者较浅，一般在0.6m左右。而在机动车辆无法通行的地区所敷设的管道深度一般设计为0.5m以上，如果管道处在水田的下方，那么整体的深度应该在0.8m以上，这样才能确保管道的深埋设计符合施工的要求。

2.4 管沟基础设计

对于基础工程的施工设计，应该首先考虑地基的实际情况，例如是否存在坚硬的土块会影响到管材等问题。如果存在这样的问题，那么应该采取有效的措施对其进行解决。通常情况下，使用的方法是采用细砂将其敷设开来，对于地基不稳定的地区或是容易产生沉降的位置，主要是运用防沉降的措施来进行预防性的设计与施工，以确保在施工时的安全与稳定，实现高品质的管网工程施工。

3 聚乙烯燃气管道施工要点分析

3.1 管道接收、装卸

管材的验收工作是施工前首要的施工项目，因为管材的质量对管网工程的整体性具有直接影响，所以在材料验收时要做到说明书、质量保证书以及相关材料证书的齐全，并且保证外包装是没有破损的。在满足材料质量安全性的要求后，对其性能进行全面的测试，尤其是要注重对气密性进行试验，观察是否存在漏气的现象。在满足材质质量的要求后，方可对施工材料进行交接处理，完成管道材料的接收以及验收工作。在进行装卸时，工作人员自身应该具备足够的安全意识，将安全施工放在首要的位置上，对高空作业进行严格的安全管理，并且进行更加平稳的现场操作。施工时同时兼顾质与量的要求，从现场的整体情况出发进行施工，避免对管道造成更加严重的伤害，这是装卸时的重点问题。

3.2 布管

在对管道进行布管的过程中，工作时的手法应该注意，要将管道的首尾衔接在一起，而不应该采用滚落的方式下管，这样极容易对管材造成伤害，管壁与管沟之间的距离应该保持在0.5m以上。如果在施工现场还有一些散管有待处理，那么主要采用的方式则为吊车布管，使用吊钩对管材进行吊装。在整个布管的过程中，绝对不能出现管材的变形或被破坏的情况，否则对工程质量就会产生不同程度的影响。

3.3 聚乙烯管的焊接

在进行焊接时，通常采用的方式主要包含两种：一种方式是进行热熔焊接；另一种方式是进行电熔焊接。无论采用哪种方式，在实际使用的过程中，都要详细记录下相应的数据，以便为后续的施工环节提供更全面的理论基础。我国相关规定已经对焊接的质量进行了严格的阐述，所以只要根据施工要求进行施工，就能确保燃气管道的施工质量，在一个环节完成后再进行下一个环节的施工建设，使得每一道工序都是经过严格检验的。将焊接温度控制在一定的范围内，并且进行通风处理，使得整个焊接的环境符合施工要求。

3.4 管沟开挖

核实开挖前检查白灰线是否正确，管沟开挖采用机械开挖，不适宜机械开挖的地段采用人工开挖，管沟开挖前先做好技术交底工作。开挖的土必须堆放在非组焊作业一侧的临时占地边界内，堆土高度不大于1.5m。管线与其他管道交叉及相邻敷设段，严禁机械开挖。管道与其他建筑物、构筑物的基础或相邻管道之间的水平净距符合GB50028-2006要求。管沟开挖要尽快请监理检验并及时修整清沟，合格后尽快进行管子下沟，沟下管口做好封堵，防止进水。

3.5 管线下沟回填

管线下沟前必须对管沟进行认真的检查清理和复测，组织监理、业主和管线安装施工单位、管沟开掘施工单位共同参加验收，管沟标高及垫层符合图纸及规范要求时，方可下沟。对于塌方较大的管沟段，清理后应进行复测，以保证管沟达到设计深度。起吊用具采用尼龙吊带，避免管道碰撞沟壁，以减少沟壁塌方和管线损伤。管道下沟时，应轻轻放至沟底，管子在沟底内标高正确，不得有悬空段。经监理工程师检查并认为下沟的管子符合设计及规范要求时才可进行回填工作。回填应先用砂土或素土将管底空隙填实，然后从管道两侧开始回填至管顶以上0.3m处分层夯实，用原土回填。如原土不符合标准，应另地取土回填。回填时将敷设时所有垫块全部拆除，若沟内有积水应先将积水抽干后再回填。当管道埋设地基为坚硬土石时，应铺垫细纱或细土，在警示带上标出醒目的提示字样。

3.6 管道吹扫、试压

在完成聚乙烯管材的安装后，不能贸然进行使用，还要在使用前进行相关的试验，确保外观符合相应的标准后，再对内部的性能进行检验，以确保其符合工程的相关要求。一方面要进行强度试验；另一方面还要进行气密性试验，但是需要注意的是，事先都要进行吹扫，以降低不良因素对试验产生的影响。进行强度试验时，可以使用生活中常见的肥皂液用以检验管道是否存在漏气的状况，此时将压缩机安装在分离器以及过滤器中，避免有害物质进入管道中影响试验结果。在进行气密性试验的过程中，需要进行稳压处理。一般在24h后，管道中的压力方可稳定下来，如果发现有漏点，那么就要及时解决，通过不断测试直到达到完全密闭性的要求后方可认定为检验合格，这样对管道工程的整体质量也是一个重要的保障。

4 结语

总之，聚乙烯管材由于其良好的性能、简便的施工技术等，而在燃气管道施工中占有非常重要的地位，并且在其他市政工程中得到了广泛的应用，相信在未来会具有更加广阔的发展空间，从而促进城市燃气工程的不断发展。

参考文献

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[2] 高立新.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点

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[3] 楚晟曦.聚乙烯燃气管道施工技术的探讨[J].科技创新导报，2009，（8）.

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中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

在现代化城市中，城市燃气和电力、自来水一样，是不可缺少的基本能源供应。它对改善城市环境、方便生活、繁荣经济等诸多方面起着重要的作用。燃气管网一旦漏气，就可能导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。因此，"不漏气"是对燃气管网最基本的。目前，深圳市使用最多的埋地管线是钢管，如没有好的防腐措施，大约2—3年有可能腐蚀穿孔、发生漏气。因此，埋地钢管的防腐是城市燃气管网建设施工中的一个重要部分。阴极保护技术是一项很成熟的防腐蚀措施，目前深圳市埋地燃气钢管大部分都辅助有阴极保护措施。

1 、阴极保护概念

以某种方式在被保护金属构筑物上施以足够的阴极电流, 通过阴极极化使金属电位负移, 从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度减小, 甚至完全停止, 这种保护金属构筑物免遭腐蚀破坏的方法称为阴极保护。

2 、阴极保护方法及其应用

为了实现阴极保护，我们可以采用外加电流和牺牲阳极等两种方法来实现目的。两种方法的保护原理相同，只是提供阴极电流的方式不同，且由此衍生出的设备装置和技术要求都有很大不同。

2.1、外加电流法阴极保护

外加电流阴极保护的方法是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境来实现的。外加电流阴极保护的原理见图一，外加电流阴极保护主要应用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，例如：长输埋地管道，大型罐群等。

1) 沙土; 2) 粘土; 3) 电网供电的整流器; 4) 辅助阳极

图一外加电流法阴极保护的原理说明

2.2、牺牲阳极的阴极保护

该方法是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。原理见图二。目前，电化学保护发出应用除海水或河道中钢铁设备的保护外，还应用于防止电缆、石油管道、地下设备和化工设备等的腐蚀。牺牲阳极埋设有立式和卧式两种，埋设位置分轴向和径向，其在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。阳极与管道的距离，一般情况下阳极埋设位置应距管道3～5m，最小不宜小于0.3m，成组埋设时，阳极间距以2～3m为宜。

1) 沙土; 2) 粘土; 3) 镁阳极

图二牺牲阳极法阴极保护原理说明

3、设计与施工注意事项

3.1、 辅助阳极的选择与计算

3.1.1阳极位置的选择与考虑因素

由于阳极位置的选择直接关系着阴极保护的效果，所以辅助阳极在阴极保护系统中的作用是毋庸置疑的。通常情况下，管道干线阴极保护只有一组阳极地床，且它与管道的垂直距离都在数百米以上，同时与管道之间也没有屏蔽物体。因站区内保护体较多，分布范围较小，使区域性的阴极保护较为复杂的，若要减少被保护体之间的相互屏蔽，使被保护体的电位能够均匀分布，就必须设多组阳极，而阳极的位置重要性也凸显出来。在已经运行的站区阴极保护系统中，曾有过因选位存在无法克服的问题，令有的阳极床至今未能投入运行。因此，在设计过程中，不仅要考虑保护体间的屏蔽及电位均衡问题，而且还应考虑保护体的绝缘情况，应进行模拟实验后，通过计算来确定辅助阳极的位置。

在阴极保护选定的同时应在预选站址与管道的一侧选择阳极安装的位置，其考虑的因素主要有：①地下水位较高或超市低洼处；②土层厚，无块石，便于施工；③土壤电阻率小于50欧姆米；④对临近的地下金属构筑物干扰小，阳极地床与被保护管道之间不得有其他埋地金属管道；⑤考虑阳极附近低于近期发展规划避免重复搬迁。

3.1.2阳极数量与接地电阻

大约有60%的阴极保护电能要消耗在阳极接地电阻上，因此阳极材料的选择和埋设方式，以及场所的选择，都对减少电阻节约电能都是至关重要的。首要考虑所选择的阳极材料必须有良好的导电性能，能够在于与土壤或地下水接触时产生稳定的接地电阻，就算是在高电流密度下，有能够表面极化较小；化学稳定性好，在恶劣环境中腐蚀率小，有一定的机械轻度并便于加工和安装。

阳极数量与接地电阻成反比关系。在一定范围内增加阳极支数会起到降低接地电阻的作用。但是由于阴极的屏蔽效应，往往增加较多阳极，而降低电阻却很少。

A数值阳极接地电阻计算公式

阳极接地电阻：（ohms）

P=土壤电阻率 ：（ohm-m）

L=阳极长度 ：（m）

r=阳极半经 ：（m）

B多支竖直阳极接地电阻计算公式

阳极接地电阻：（ohms）

P =土壤电阻率 ：（ohm-m）

L =阳极长度 ：（m）

d =阳极直径 ：（m）

N=阳极数量 ：（pes）

S =阳极间距 ：（m）

C水平阳极接地电阻公式

阳极接地电阻：（ohms）

P =土壤电阻率：（ohm-m）

L =阳极长度：（m）

r =阳极半经：（m）

D网状阳极接地电阻计算公式

R=阳极网接地电阻 ：（ohms）

P =土壤电阻率 ：（ohm-m）

L =阳极长度 ：（m）

r =阳极当量半经 ：（m）

D=阳极网埋深：（m）

Q=电阻系数：（Corr-TapeⅡ:1.5）

3.2、阴极保护主要参数及测量

3.2.1阴极保护参数

3.2.1.1自然电位：自然电位会随着金属结构的材质、表面情况以及土质的状况、含水量等因素不同而异，一般有涂层埋地管道的自然点在-0.4---0.7V之间在雨季土壤湿润时，自然电位会篇幅，一般取平均值0.55V

3.2.1.2最小保护电位：一般认为，金属在电解质溶液中，计划电位达到阳极区的开路电位，就能够达到完全保护。

3.2.1.3最大保护电位：保护电位不是越低越好，是有限度的，所以必须将电位控制在比析出氢气电位稍高的电位支，此点位成为最大保护电位。-0.85~-1.2v之间。

3.2.1.4最小保护电流密度：使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度，称为最小保护电流密度，统称为10----30Ma/m2

4.1.5瞬间断电电位：在切断被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.2~0.5秒钟内读取的结构对地电位。

3.2.2阴极保护参数的测量

近间距电位：本方法适用于对管道阴极保护的有效性进行全面的评价。本方法可以测得管道沿线的通电电位和断电电位，结合直流电位梯度法，可以全面评价管道的保护状况和查找防腐破损点。本方法不适用于保护电流不能同步中断的管道，以及破损点位于电解质接触位于电解质接触的管段。

4、应用范例

阴极保护行业在国内的发展已日趋成熟，随着行业及国家标准的日趋完善，阴极保护专业技术与实际性能也越来越被长输管线、及储油罐大型项目的投资者所青睐，过去投资过的项目通过几年的检测与评估确实达到了良好的效果。

某管道全长大约22km，途中有高压线塔、直流电气化铁路等。管径~D219×6．3，管级为L360MB的螺旋缝埋弧焊接钢管，管道防腐层为三层PE，防腐等级为加强级。通过技术经济比较， 采用强制电流阴极保护法对管道进行保护。

4.1设计结果

4.1.1阳极地床及辅助阳极的选择

本工程根据实际情况采用了浅埋阳极地床，辅助阳极材料选用最近几年刚刚由国外引进并大量用于工程实践的MMO(混合金属氧化物)管状阳极。MMO阳极具有单位面积输出电流大，寿命长，本身强度高，重量轻，安装方便等优点。

为有效减小阳极接地电阻，并延长辅助阳极使用寿命，选择含碳量较高的缎后石油焦碳 ( Φ3一15mm)作为辅助阳极填料，辅助阳极床内使用焦碳进行填充。通过计算，每座阳极地床内并联安装MMO辅助阳极各10支。

4.1.2阴极保护系统

4. 1.2.1控制系统

阴极保护的控制系统由2台恒电位仪、1台控制台，1个辅助阳极地床、1处阴极通电点组成。通过计算选定的恒电位仪规格为:40V/20A。

阳极地床各支阳极通过汇流电缆与恒电位仪阳极接线柱相连。管道相应位置设一个阴极通电点以及一个接阴极通电点，通过电缆分别与恒电位仪的相应接线柱相连。阴极通电点以及接阴极通电点附近紧邻管壁分别埋设一支电位控制用长寿命固体硫酸铜参比电极。

4. 1.2.2检测系统

阴极保护检测系统由恒电位仪、参比电极和测试桩组成，恒电位仪可以自动测量通电点的电位、输出电压和输出电流。考虑外加电流系统，在管道投产运行前，线路设置测试桩，每公里设置一支电位测试桩。

4. 1.2.3电绝缘与电涌保护

电绝缘是阴极保护必不可少的条件，为了防止电流的流失要将保护构筑物系统与非保护构筑物系统进行电绝缘。管线受途中高压线、直流电气化铁路、高压输变电设备、用电设备的接地和其他伴行管道的干扰时，及时做好排流保护措施。由于杂散电流的产生以及它的电腐蚀效应，使对管线以及周围设施的金属构件构成了一定的威胁。这种电腐蚀总是发生在离子导电电流流出金属结构的地方，即发生在金属与电解质存在的阳极区。

依据规范，设计如下:

(1)本工程管线需要在首站出站管线处、末站进站管线处安装整体式绝缘接头(PN4.OMPa，DN300L245)。后续钢质管道与本主管道连接必须设置绝缘接头。

(2)考虑到管道沿线雷电较多，邻近高压电线路的特点，为防止雷电或感应电压造成的电涌对绝缘接头的破坏，在绝缘法兰(接头)处采用双锌接地电池进行保护。首、末站绝缘法兰(接头)处设置双锌接地电池一套。接地电池采用钢质测试桩内的相应接线柱与管道相连。

(3)线路靠近高压线塔、直流电气化铁路的地方，增设部分15kg的锌排流阳极以减少杂散电流的干扰。

4. 2测试结果

设置恒电位仪输出电位为1.2V，检测得到的阴极保护电位结果如图三所示。阴极保护效果良好，电位数值都小于一0.85V，达到规范要求[1]。同时，排流效果良好，有效地排除了干扰。

图三 阴极保护电位测试图

4.3建议

(1)选用辅助阳极时，要考虑经济因素和环境因素，考虑辅助阳极的材料及性能。恒电位仪要适应当地的工作环境，保证电流电压连续可调。

(2)长输管线阴极保护设计要依据规范，结合实际，排除各种杂散电流的干扰，保证阴极保护效果。

(3)要保证阴极保护的电绝缘，防止电流的流失。

(4)对线路要实时监测，定期检测，保证阴极保护系统的正常运行。

参考文献：