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1、 分类号 TE832 单位代码 11395 密 级 公开 学 号 0806230206 学生毕业设计（论文）题 目鄯善-乌鲁木齐天然气管道设计作 者院 (系)化学与化工学院专 业油气储运工程指导教师答辩日期2012 年 5 月 25 日榆 林 学 院毕业设计（论文）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确
2、方式标明。本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 田向飞 年 月 日摘 要鄯乌输气管道承担着向乌鲁木齐供输天然气的任务，被誉为新疆维吾尔自治区首府“能源动脉”，是国内最早建成投用的长距离、大口径、大输量的天然气管道。因此，为了改善我国能源结构，保护生态环境，应提高天然气在我国能源消费结构中的比例，加快我国天然气工业的发展，发挥天然气资源的优势，实现资源的合理利用。利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的唯一方式。 针对市场上满足功能的两种钢管进行了性能比较分析，在强度计算的基础上确定了管型和钢种等级，并进行了强度和稳定性校核。通过对沿线天然气
3、用户的分析，确定了站场的布局，设计了站场工艺，并对站内主要设备进行了选型。这一方面使得人们更难于了解和掌握管道系统的运行规律、分析和处理管道系统的事故工况、论证和提出合理的设计方案。因此，如何设计天然气管道，使得它比液化输送更经济、廉价，更能满足下游用户的需求，是非常有必要的一项研究。关键词：天然气；输气管线；设计方案；站场布局ABSTRACTShan Wu Gas Pipeline undertake the task for the transportation of natural gas to Urumqi, known as the Xinjiang Uygur Autonomous
4、 Region, the capital of the energy artery, is the earliest put into use long-distance, large diameter, the big loser of the natural gas pipeline.Therefore, in order to improve Chinas energy structure, protecting the ecological environment should increase the proportion of natural gas in Chinas energ
5、y consumption structure, accelerate the development of Chinas natural gas industry, to play the advantages of natural gas resources, resource rational utilization. The use of natural gas pipeline to transport natural gas is the only way to land a large number of natural gas pipeline. For two kinds o
6、f steel pipe on the market to meet the functional performance comparative analysis, based on strength calculation to determine the type of pipe and steel grades, and the strength and stability check. Right along the natural gas users to determine the layout of the station design, station technology,
7、 equipment and station selection. This aspect makes it more difficult to understand and master the laws governing the operation of piping systems, analysis and accident conditions of the processing pipeline system, demonstration, and a reasonable design. Therefore, how to design a gas pipeline, maki
8、ng it conveying more economical than liquefaction, cheaper, better meet the needs of downstream users, it is very necessary for a study.Keywords: natural gas；gas transmission pipeline；technical plan；Yard layout目 录1 绪论11.1 研究课题的目的和意义11.2 研究的主要内容22 线路走向和技术要求32.1 鄯善乌鲁木齐天然气管道的总体设计32.1.1 线路走向方案选择原则32.1.2
9、 线路总体设计32.2 设计原则42.3 山洪沟穿越42.4 公路穿越52.5 铁路穿越52.6 管道抗震设计53 输气站场布局与主要设备选型73.1站场布局73.2站场工艺73.2.1 输气起始站73.2.2终点站73.3站场主要设备选型83.3.1调压器83.3.2分离器83.3.3绝缘接头93.3.4清管设施93.3.5 阀门93.3.6机组大小的选择94 管道强度和管道材料114.1管道设计的原则114.2管道选材要求114.3制管方式选择114.4 钢种等级选择125 输气管道运营及管理145.1 目前石油天然气管道存在的主要安全问题145.2 国家法规对石油天然气管道安全的基本要求
10、145.3 天然气管道的安全运行管理155.4对天然气管道施工的管理155.5 对天然气管道的完整性管理165.6 对天然气管道引发事故要及时调查和处理166 输气管道的防腐及改意见176.1 设计原则176.2 外防腐层要求176.3 沿线腐蚀环境186.3.1 气候条件186.3.2 土壤腐蚀条件186.3.3 防腐涂层比较.186.3.4 影响防腐层及阴极保护的外界条件206.4 外防腐层方案207 输气工艺计算227.1 基本参数确定227.2计算末段储气长度237.2.1 计算末段中天然气的平均压缩性系数Zkcp237.2.2 设定城市配气管网257.2.3 确定输气管末段的几何容积
11、、末段储气量、确定末段平均压力267.2.4 确定储气阶段终了时末段的平均压力Pcpb277.2.5 计算储气阶段终了时的ZB277.2.6 计算储气阶段终了时的BB287.2.7 计算函数值287.2.8 计算储气阶段终了时末段的终点压力P2B287.2.9 计算储气阶段终了时末段的起点压力P1B287.2.10 校核末段长度lk297.3 计算压气站间距297.3.1 计算输气管计算段中天然气的平均温度tcp297.3.2 计算天然气压缩系数307.3.3 计算压气站间距307.4 计算压气站数nc.s307.5 选择压缩机型号317.6 经济性计算338 绘图说明35结论36参考文献37
12、致 谢381 绪论1.1 研究课题的目的和意义鄯乌输气管道承担着向乌鲁木齐供输天然气的任务，被誉为新疆维吾尔自治区首府“能源动脉”，是国内最早建成投用的长距离、大口径、大输量的天然气管道，全长301公里，起点在吐哈油田，终点是乌鲁木齐石化公司。鄯乌输气管道1996年10月建成投用，年设计输气能力6亿立方米，至今已累计输送天然气超过65亿立方米，为新疆经济建设和乌鲁木齐市“蓝天工程”做出了贡献。因此，为了满足市场的需求，需要长距离输送天然气。鄯善乌鲁木齐输气管道是新疆首府的能源大动脉。运营管理鄯乌线的乌鲁木齐输油气分公司针对乌鲁木齐市民用天然气用量节节攀升的实际情况，积极采取措施，保障首府安全平
13、稳用气。同时，加强与下游用户之间的协调，定期组织召开上下游协调会，通报管道生产运行情况；注重压缩机维护保养，保障“开三备一”运行；充分了解六大用户的生产运行底线和上限，平衡各用户的用气量，优先保障城市居民的天然气供应。增强供气调峰能力，和城市燃气公司积极协调，使城市小时用气量峰谷值由2004年的7:1缩小为2.3:11。石油和天然气是世界经济发展和人民生活中不可缺少的重要能源，尤其天然气是现代生活的优质、清洁能源，它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要作用。全球蕴藏着相当丰富的天然气资源，目前天然气是仅次于石油和煤炭的世界第三大能源。近年其年产量增长速度高于石油与煤，在能源消费结构中的
14、比例达23.5%。据预测，在不久的将来天然气在能源消费结构组成中的比例将超过石油，成为世界第一能源2。天然气管道是天然气工业的纽带，是国家的重要基础设施。加强天然气管道建设是加快石油天然气工业发展的重要内容，是保证我国国民经济持续稳定发展的重要措施2。近几十年来，天然气作为燃料或原料和石油一样是一种国际间进行大规模交换的商品。因此全球建立起了大型的天然气输配基础设施。中国经过三十多年的开发建设，已经摸索出一套完整的符合中国国情和气田特点的工艺流程和工艺方法，并研制出一批经济实用的设备仪表和材料，掌握了不同类型气田的采输规律和技术措施。原有其它燃气气源城市在将实行气源转换为天然气的同时，大幅度的
15、增大供气规模。大量中小城市则由燃气空白状态跨越式的进入天然气利用阶段。城市分配管网规模和总长度得到了极大的发展，并且出现了质的飞跃，城市燃气分配系统进入了以天然气为主导气源的新的发展阶段。中国天然气资源主要分布在塔里木、柴达木、鄂尔多斯、四川、松辽、渤海湾、东海和南海等八个盆地，其中塔里木、柴达木、鄂尔多斯、四川等四个盆地位于我国新疆、青海、宁夏、甘肃、内蒙古、陕西、四川和重庆等西部省区，其天然气资源量占总资源量的55%；东海和南海盆地位于东部和南部沿海地带，而我国天然气市场主要分布在东部经济比较发达的长江三角洲、环渤海和珠江三角洲等地区。从地域分布上看，资源和市场分别处于西部和东部地区，中间
16、距离相隔数千公里，而世界上很多天然气资源和市场也都相隔很远。因此，为了满足市场的需求，需要长距离输送天然气3。由于与液体输送方式不同，天然气具有密度小，体积大的特点，因而管道输送几乎成了天然气远距离输送的唯一方式。它是天然气走向市场的重要环节，是沟通气田与天然气用户的重要纽带，也是促进气田开发，加速天然气消费利用的重要手段。世界范围内天然气管道发展迅速，目前世界上已建成天然气管道约150万km以上。我国已有天然气管道20000km。而“西气东输”管道工程的建设及完成全面带动了中国油气管道工业的飞跃发展，带动了陕京二线天然气管道、冀宁联络线天然气管道等一大批长距离大口径油气干线管道和支线管网的建
17、设。而从环境的角度出发考虑，天然气的使用将会较少城市的污染，尤其是对于工业城市来讲，低碳生活是人们所期望的，对人类的长期的可持续发展的生活会带来更多的益处。因此，鄯善-乌鲁木齐干线的建设是十分必要和有实际意义的。1.2 研究的主要内容本文的主要目的是在设计输气管线过程中完成如下工作：1 通过方案确定线路走向和技术要求。2 对压气站进行布置。3 对管道的强度及材料的选择。4 辅助生产设施和清管设施以及平面布置。5 输气管道运营及管理。6 输气管道存在的问题及改进意见。7通过气体物性，物性计算， 水力计算，确定壁厚，末段储气计算， 压缩机选型计算， 布站计算，压缩机类型的选取，确定操作参数及工况较
18、核， 强度较核，储气库容积计算， 经济方案比较合理4。2 线路走向和技术要求2.1 鄯善乌鲁木齐天然气管道的总体设计2.1.1 线路走向方案选择原则 根据输气管道工程设计规范的有关规定，结合输气管道经过地区的地形、地貌、交通、经济等具体情况，线路选择遵循以下原则: 1 首站为鄯善县，末站为乌鲁木齐，总体线路呈现东南一西北的线路。为此，应选择合理走向，力求线路顺直、平缓，减少投资。 2 靠近用气大户，节约管材，降低投资。 3 线路尽量利用或靠近现有公路，方便运输、施工、运行和维护，便十员工生活。 4 线路尽量避开不良工程地质地段。 5 尽量避免通过城镇规划区、工矿区、自然保护区，不可避免时，合理
19、选线。6 大型穿(跨)越位置选择服从线路总体走向，线路局部走向服从大型穿(跨)越的需要5。2.1.2 线路总体设计 按照规范规定，结合沿线所经区域的气象条件、地质条件、冻土深度、耕作深度及管道热稳定要求，管道采用直埋敷设。 1埋深的确定 考虑到管道的安全，便十维护，不影响交通和耕作，免受外力破坏，结合沿线的地形、地质和水文条件，以及输气管道的管道的纵向稳定等因素，管道原则埋深为1.5m,在石方段最小埋深不小于1.1 m，穿越国道或高等级公路时不小十路面下1.5 m，其它局部地方根据敷设条件来调整。 2管沟断面设计 管沟按机械开挖方式设计时，管沟边坡倾斜坡度根据土壤类别和物理学性质来确定，以保证
20、不塌方、不偏邦为原则。一般地段管沟断面形式采用梯形形式，硬质岩地区的管沟应采用矩形。 3转角设计 在敷设管道的水平和纵向转角时，现在最好的办法是采用弹性敷设来实现管道方向改变，来减少沿途摩阻损失和增加管道的整体柔韧性。采用弹性敷设时，弹性弯曲的曲率半径应该大于钢管外直径的1000倍，并满足管道设计强度要求。竖向弹性弯曲管段，其曲率半径应该大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径。 由于弹性敷设受地形、地物条件限制难以实现，当土方量过大时，采用弯头转向最好。热烩弯头曲率半径不小于外直径的4倍，同时满足清管设施的通过;冷弯弯管的曲率半径不小于外直径的30倍6。 4 与已建地下管道、光缆的交叉设
21、计输气管道在与已建管道交叉时，两者的垂直净距不小于0.3 m，当受外部条件限制，净距小于0.3 m时，中间设置绝缘隔层，并且从交叉点向两侧延伸10 m以上的管段做最高级绝缘防腐。输气管道与地下光缆、电力电缆交叉时，两者垂直净距不小于0.5 m，并且从交叉点向两侧延伸l0 m以上的管段做最高级绝缘防腐。2.2 设计原则1技术可行，节省投资。2不阻塞河道，不破坏河流的原有形态，不对防洪、防汛构成不利因素。3交通方便、施工便利、施工期限短，不影响整个工程进度。4穿越的位置与线路的总体走向相结合。对十大型穿越工程，线路局部走向服从穿越位置。2.3 山洪沟穿越 本工程管道沿线所经的山洪沟，由十河道岸坡稳
22、定，输气管线本身较轻，悬空管线有可能出现振动或扭曲，不易固定，因此管道通过山洪沟时，采用直埋敷设方式，并采用混凝土加重块保护或直接浇注混凝土稳管。由于管道所经的山洪沟均为季节性河沟道，在雨季时排洪量较大。为了保证当地水文网的正常行洪，防止因行洪不畅给管道造成危害，从沟道的整体稳定和防护考虑，将管道铺设时造成的破坏采用恢复原来标高、过水断面等工程措施，保证行洪顺畅。2.4 公路穿越 管道穿越公路根据原石油部与交通部制定的关十处理石油管道和天然气管道与公路相互关系的若干规定和原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范进行设计。管道穿越公路的位置，选在稳定的公路路基下穿过，并使管线尽量与公路垂直相交。对
23、于109国道等干线公路，车流量较大、开挖困难，采用横孔钻机带套管穿越，套管伸出公路、路基坡脚或排水沟两侧2m，套管顶距公路路面距离1.2m，套管两端及内管之间的环形空间进行防水封堵。一般县乡级公路采用开挖埋设。输气主干线钢套管选用L610X8的螺旋焊缝管，钢套管与输送管之间设绝缘支撑，支撑采用HDPE绝缘支撑，套管两端采用套管密封环密封。2.5 铁路穿越管道穿越铁路根据原石油部与交通部制定的原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若干规定和原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范进行设计。管道穿越铁路的位置，选在铁路区间稳定的路堤路基下，并使管道尽量与铁路垂直相交。优先采用横孔钻机带钢套管穿越，考虑
24、到铁路交通主管部门的具体要求也可采用钢筋混凝土套管顶管穿越，套管伸出路堤坡脚护道不小于2m，并不得影响铁路排水设施的使用。套管顶至路肩不得小于1.7m,套管两端及内管之间的环形空间进行防水封堵。并进行排流和屏蔽接地措施的设计。输气干线钢套管选用。L610X8的螺旋焊缝管，钢套管与输送管之间设绝缘支撑，支撑采用HDPE绝缘支撑，套管两端采用套管密封环密封7。2.6 管道抗震设计 根据输油(气)埋地钢制管道抗震设计规范规定，对于在基本烈度为七度及七度及其以上的地区敷设管道时，进行管道抗震设计。本工程管道在新疆境内地区地震基本烈度为八度。在进行抗震设计的主要措施有:管道通过活动断裂带要进行抗拉伸和抗
25、压缩失稳的计算校核。合理选择管道通过断层的方向，确保管道不受压缩。当管道不满足抗震验算时，选择用延伸性良好的管材、焊条。弹性敷设的管道要需要注意填实，不得有脱离沟底的悬空段。当管道完全通过活动断层时，要减少管子覆土层的厚度。回填土采用疏松至中等密度、无粘性的土料最好。穿越活动断层的位置时，首先应选择活动断层位移和断裂带宽度最小的地方穿越断裂带。断层过渡段内不设有二通、三通及旁通等部件，分段设置管道自动控制截断阀门。 确保现场焊接的焊缝质量要最优。焊口按钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级CGB3323进行100%的射线检查方法，其合格级别为II级。敷设管道在经过活动断裂层时，为了减小管道的摩擦力
26、，断层运动，在管沟底部铺垫200mm厚的细砂垫层，然后用疏松、无粘性的土料回填管沟。对地震烈度区的考虑，应按照规范进行地震地质灾害评价，在评价中还应提出合理的抗震防范措施。3 输气站场布局与主要设备选型3.1站场布局齐石化公司，鄯善-乌鲁木齐天然气管输工程根据沿线天然气用户的分布，起点在吐哈油田，终点是乌鲁木中间设有加压站。3.2站场工艺3.2.1 输气起始站 1功能 输气起始站站内设计压力，最大输量Q=16.210m3/Y，同时，留有后期增压的余地。站内设有安全卸放装置防止上游天然气超压，具体功能有: 1) 接收上游天然气处理厂来气经气质监测、计量输往下站; 2) 不合格天然气切换流程经站内
27、放空火炬放空; 3) 发送清管器; 4) 事故状况及维修等放空和排污; 5) 站内灾害性事故状况经站外去下站; 6) 预留在下游用户增加时首站增压输送; 2流程进站天然气经过气质监测合格后分两路计量，在正常运行时直接通过出站管道输送至下游。清管作业时将清管器在发送筒内发出，并通过指示仪监测清管器的运行，在下游站场接受清管器。3.2.2终点站 1 功能 乌鲁木齐终点站设计压力按照2.5MPa考虑，进站气量按照Q=16.2108m3/Y计算;按照下游用户的用气压力需求，调压后输送至用户。主要功能有: 1) 接收上站来气经除尘、计量后输往下游用户; 2) 事故状况及维修期间等放空和排污; 3) 站内
28、灾害性事故状况去放空管; 4) 接收清管器; 2 流程 进站天然气分两路计量、调压后输往下游用户。或在上游清管时接受上游站场发送过来的清管器。3.3站场主要设备选型3.3.1调压器根据下游用户的需求，选用具有超压自动截断功能的自力式调节阀，进行压力调节或控制，调压器可进行远程自动控制并具有人工复位装置。为保证输气管道的安全运行和下游用户的安全，调压器拟采用国外进口产品。3.3.2分离器天然气经接收站处理后经首站输入干线。在末站(分输站)内设有除尘分离设施，在向用户分输或清管时使用，以除去气体中的污物、铁锈、颗粒等杂质，以保证向用户提供合格的天然气。 目前输气站场广泛使用的除尘设备类型有:旋风除
29、尘器、多管旋风分离器、卧式过滤除尘器。然而旋风除尘器和多管旋风分离器的工作原理相近，都是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离。二者相比，多管旋风分离器具有的优点是除尘效率高，气量、压力适用范围广等。卧式过滤除尘器是依靠过滤元件的过滤作用将粉尘分离出来，具有除尘效率高，除尘粒径小等优点;但需定时更换滤芯，日常维护工作量较大。针对本工程的特点选用多管旋风分离器，该分离器是在筒体内装入多个旋风子，利用每个旋风子较小的进口截面和直径提高分离效率。该旋风分离器采用定型旋风子，可除掉10um以上的固体颗粒。 多管旋风分离器具有除尘效率高、维护量小、压力与流量的适范围比较大、噪声低、磨损小、
30、使用寿命长等优点。只需定期排尘和检查，维护管理力一便。旋风分离器与管道采用法兰连接，以力一便设备的维修8。3. 3. 3绝缘接头为使整个管道的阴极保护系统正常工作，防止阴极保护电流的流失和对其它系统的不良影响，在各工艺站场进出站的管道上设置绝缘接头，绝缘接头的电绝缘性能好，并具有较强的抗弯矩能力，在理地情况下可长期可靠地工作。3. 3. 4清管设施 输气管道投产前和运行过程中需进行清管，因此，必须设置清管设施。在本工程中，各站内均设置收(发)球接受筒。3. 3. 5 阀门 根据输气管道的特点，工艺站场主要工艺流程上的阀门均采用球阀，其特点是密封性能好，操作灵便。具有远控要求的阀门采用电动球阀。
31、电动球阀操作维修简便，开闭时间短。3.3.6机组大小的选择 在对某压气站压缩设计天然气负荷所需的最大功率时，由是由几台不等功率小机组组合来提供，还是用单台的大功率机组，这是需要考虑的问题。使用一台大功率的压缩机是效率高，单位功率价格低，可采用功率备用的设计方案。通过查阅相关资料和文献，本文最终建议采用功率不等的几台小功率机组来装备压气站，其理由如下: 1 在设计管道时，要考虑到一条输气管道从建成投产到满负荷运行时，一般需要5-6年的时间，有时甚至更长。如果压气站选用单台大功率机组，也就意味着其在5-6年的时间内一直是单机低负荷运行，这不仅不安全，也很不经济划算。若选用小功率机组，那么随着用户对
32、输气量的逐年增加，可逐步建设、投入运行更多的机组，这样每台机组总是在接近额定负荷的工况下工作;由于采用压气站分期投入运行的方式，所以初期压气站投入较低。 2 通过对近5年世界上长距离输气管道的调查表明，输气管道天然气负荷随季节波动在持续增长，如选用单机大功率机组，这必将影响压气站功率的利用，降低机组的平均负荷能力，继而增加了输气所需的能耗。若选用不等功率的小机组，根据天然气需求的波动，选择几台小功率压缩机组合，并在机组中进行负荷分配，使每台机组都在接近额定工况下运行，也就是说小机组的组合能满足输气量大范围变化的要求，实现经济合理的运行。 3如果采用机组备用的备用方式，那么单台大功率机组需要备用
33、一台等功率的机组，投资比小功率机组的大，功率利用系数比较低低。然而燃气轮机是一种技术先进、可靠性很高的动力机械，目前一台燃气轮机压缩机组的运行有效率达93%左右，因此采用几台小功率机组的压气站，也只需一台机组备用(备用机组功率与压气站内功率最大的机组相等)就能保证管线的不间断运行，因此采用小功率机组的压气站备用系数比采用大功率机组的压气站要低，压气站投资也要少9。4 管道强度和管道材料4.1管道设计的原则含硫天然气输气管道的设计应符合GB50183，GB50251，SY/T0010，SY/T0599，SY/T0059 等标准的有关规定。含硫天然气宜经脱水后输送，其水露点应比输送条件下的最低环境
34、低5。含硫天然气工艺管道的设计应符合GB50183，SY/T0010，SY/T0599，SY/T0059等标准的有关规定。严格划分干、湿含硫天然气的界限，在设计时应分别提出相应的技术要求、措施、配套设置和操作要点。管道附件的设计应符合GB150，GB/T12234，GB/T12237，GB/T12241等标准的有关规定10。4.2管道选材要求1用于管道和管道附件的材料应符合SY/T 0599 和相应的设计技术要求。2用于管道上的钢管，宜符合GB 5310，GB/T 8163，GB/T 9711.1的规定。其材料生产单位应按相应标准的规定提供材料质量证明书。3钢制锻造法兰及其他锻件，应按是JB4
35、726有关规定执行。当压力大于或等于10MPa时，应使用JB4726中的III级或III级以上锻件；制造厂应按相应标准规定，出具锻件质量证明书。即使对于形状复杂的特殊管道附件，也不宜使用铸钢制造（阀门除外）。所有的管道附件都不应使用铸铁件。4位于湿含硫天然气介质中的连接螺栓硬度应小于或等于HB235。5用于管道和管道附件的材料除应符合本标准的要求外，还应符合SY 6186-1996中4.6 4.9的规定。4.3制管方式选择对于本项目，设计压力8.58MPa，管道直径为X406，目前市场上满足功能使用的主要有:螺旋缝理弧焊管、直缝理弧焊管，因此就这两种钢管做以比较。1 直缝理弧焊钢管 直缝理弧焊
36、钢管成型力一式有连续扭转成型法(HME)、排辊成型法(CFE ) , UINGOlNG EXPANDING成型法(UOE)、辊压弯曲成型法(RBE), Jing Cing Oing Expanding成型法(JCOE)等。其优点如下:1 ）没有拆卷工序，使母材压坑、划痕少;2 ）错边、开缝、管径周长等易于控制，焊接质量优良;3 ）扩管消除力后基本不存在残余力;4 ）由于是直缝，焊缝短，因此，产生缺陷的儿率小;5 ）扩径后，钢管的儿何尺寸精度得到提高，大大力一便现场施工焊接;6 ）焊缝为一条直线，对防腐材料的涂敷质量影响较小;7 ）弯制成弯管时，焊缝放在弯曲中性面上，焊缝受力小，便于加工弯头弯管
37、。这种管材的缺点是价格较高，供货周期较长。目前国内已有多家生产厂家可生产直缝理弧焊管，如广东番禺珠江钢管有限公司、巨龙钢管有限公司等;2 螺旋缝理弧焊管 螺旋缝理弧焊管是API 5L规定使用的制管方式之一，特别是通过焊接工艺的改进，成形段变形参数的调整，使焊接质量、径向残余力和圆整度也都有了明显的提高。同时，经过多年生产，其产品生产价格已经基本稳定，相对于直缝管价格较低。国内多条已建天然气管道均采用了螺旋理弧焊管，运行效果良好。螺旋缝理弧焊管缺点:1) 受热连轧机组设计能力的限制，高强度管线钢板卷的生产厚度不能过厚;2) 热影响区大;3) 焊缝较长，增加了事故儿率;3 钢管选择直缝理弧焊钢管质
38、量较好，供货周期一般为4个月，价格为11000元/t;螺旋缝理弧焊钢管可满足一般输气管道要求，供货周期一般为3个月，价格为7200元/t(管材价格均为2005年11月报价)。根据各种钢管的性能、价格对比，本项目推荐螺旋缝理弧焊管做为线路主管，弯头、重要的穿跨越处采用直缝管11。4.4 钢种等级选择 管道材质的选择在长输管道中占有相当重要的地位。随着各种优质钢的不断出现，管道用钢的范围亦在扩大。输气管道要求管道材质强度高，塑性及韧性好;同时要具有良好的焊接性和抗蚀性;还易于加工制造日_成本低廉。针对国内目前施工条件以及技术上对输气管道材质的要求，选择L360， L415，L485三种材质进行比较
39、，着重从以下几个力一面考虑材质的选用。 1 强度 从强度来看，L480，L415， L360钢均能满足要求。采用高强度等级钢更能节省钢材。但过分强调高强度薄壁管，会带来的管道失稳、抗断裂及抗震性差等不利因素。2 韧性 输气管道的破裂不仅易引起严重事故，而日_还能发生扩展性断裂，造成严重后果。因此输气管道要求钢材具有较高的塑性和韧性。为防止输气管道发生延性和脆性断裂，对管材提出韧性指标，以达到防止裂纹失稳或已发生脆断而停止断裂扩展之目的。3 可焊性 焊接钢管的焊接以及施工时管道的环向焊缝，均要求材质的可焊性能良好，而L360(X52), L415(X60), L485（X70）钢的碳当量和冷裂纹
40、敏感系数均能达到规定的标准。通过现场线路踏勘，管道通过地区均按一级地区考虑。5 输气管道运营及管理通过对天然气管道设计、安装、监理检验、使用维护等方面的深入调研和分析，针对天然气管道设计、安装、监理等方面存在质量问题或安全隐患，提出几方面改进意见和天然气建设中值得注意的几个问题。近几年来，随着天然气工业的发展，天然气在工业生产和人民生活上各个领域的应用越来越广泛，但因其具有高能高压、易燃易爆、有毒有害、连续作业、环境复杂等特点，天然气也是非常容易泄露的气体，容易引起燃气中毒的问题。其主要原因是由于天然气管道在设计、安装、监理检验、使用维护等方面没有完全符合和执行国家或行业有关法规与技术规范或技
41、术标准的要求，存在质量问题或安全隐患。因此，我们在设计、安装、监理、检验等方面应当严格遵守相关规定，防患于未然，避免疏忽和疏漏，确保天然气管道建设的质量，为安全使用提供质量保障。5.1 目前石油天然气管道存在的主要安全问题通过调查可知，石油天然气管道目前存在的主要的安全问题有：一是输气管道破坏严重，极易酿成事故。如输气管线被施工、勘探破坏严重；二是油气管线被违章占压。如在输气管线附近随意采石、取土、挖塘、修渠、堆物、修筑建筑物等；三是管道设计施工自身遗留技术问题；四是管材或相关设备不符合要求；五是管道电化学及化学腐蚀穿孔破损；六是运行错误操作；七是自然灾害等12。5.2 国家法规对石油天然气管
42、道安全的基本要求根据石油天然气管道保护条例、石油天然气管道安全监督与管理暂行规定、特种设备安全监察条例要求和规定，对管道的安全管理应达到下述要求：1）天然气管道的设计和施工：要使用符合安全技术规范要求的天然气管道，严格按照国家管道设施工程建设质量标准设计、施工和验收；管道建成后，设置永久性标志，并对易遭车辆碰撞和人畜破坏的局部管道采取防护措施;2）天然气管道投入使用前的验收登记：天然气管道投入使用前的一段时间，使用单位应当仔细核对其是否附有安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安装及使用维修说明、监督检验证明等文件。并在投入使用前或者投入使用后30 日内，向直辖市或者设区的市的特种设备
43、安全监督管理部门登记;3）天然气管道的投入使用：用气单位应当严格执行管道运输技术操作规程和安全规章制度；并对天然气管道进行定期巡查和经常性日常维护保养，且至少每月进行一次自行检查，并作出记录。如果进行自行检查和日常维护保养时发现不正常情况，应当及时处理。使用单位应当严格把关。定期检验和定期检查要及时入档;4）对天然气管道事故的处理和防范：天然气管道出现故障时，使用单位应当对其输气管线进行全面检查，完全消除事故隐患后，方可重新投入使用。管道设施发生事故时，管道企业应当及时组织抢修，任何单位和个人不得以任何方式阻挠、妨碍抢修工作。使用单位应当制定事故预防措施和救援预案;5）对天然气管道报废的处理：
44、天然气管道存在严重事故隐患，已经没有在维修的必要时，或者超过安全技术规范规定使用年限使用单位应当及时予以报废，并应当向原登记的特种设备安全监督管理部门办理注销的相关手续;6）配合当地人民政府向管道设施沿线群众进行有关管道设施安全保护的宣传教育；配合公安机关做好管道设施的安全保卫工作13。5.3 天然气管道的安全运行管理管道完整性管理就是要对管道进行检测和评估，预先制定修复维护计划，使管道管理标准化、程序化、科学化、规范化。通过管道完整性管理，识别和确认管道高风险因素，有针对性地制定风险控制计划，减少事故的发生。对管道的薄弱环节进行检测评估和维修，保持管道状态的完好，能够整体延长管道的使用寿命。
45、5.4对天然气管道施工的管理天然气管道的施工要严格执行安全管理规章制度和技术操作规程，并在生产指挥系统的统一调度下组织生产；避免或减轻因自然灾害，施工建设和人为的因素破坏输气管线；对封存或报废的天然气管道应采取相应的安全措施。要根据用户对输气量的改变和季节变化的波动，及时准确地调整管道运行的各项工艺参数。5.5 对天然气管道的完整性管理对于管道完整性管理主要通过监测、检测、检验等各种方式，并获取与专业管理相结合的管道完整性的信息，分析可能使管道失效的主要危险因素进行检测、检验，评估管道的实用性能、减少和预防管道事故发生经济合理地保证管道安全运行的目的。对天然气管道要定期检验和检测。石油天然气企
46、业要依照天然气管道保护条例对所辖石油管道定期组织巡回检查，对石油管道设备、设施应当定期检查和维护保养，使其始终处于完好状态14。5.6 对天然气管道引发事故要及时调查和处理首先，应当制定石油管道事故预案。如管道发生事故时要迅速切断气源，封锁事故现场和危险区域，疏散现场人员，设置警示标志，迅速组织人员，同时设法保护相邻装置、设备，关停一切火源、电源，防止静电火花，将易燃易爆物品搬离危险区域，防止气体进一步扩散；设置警戒线和划定安全区域，对事故现场和周边地区进行可燃气体分析、有毒气体分析、大气环境监测和气象预报，必要时向周边居民发出警报；及时制定事故应急救援方案（灭火、堵漏等），并组织实施；现场救援人员要做好人身安全防护，避免烧伤、中毒等伤害；保护国家重要设施和标志，防止对江河、湖泊、交通干线等造成重大影响。其次，要对影响管
