城市燃气管线穿越各种道路加设套管问题的探讨

施工与维护 城市燃气管线穿越各种道路 加设套管问题的探讨 陈福元? 张小军? 蹇亚军 宝鸡市煤气公司 ? 陕西省宝鸡市? 721000 ? ? ?摘要?长期以来燃气管线穿越各种道路时 均加设套管, 这对输气管网弊大于利, 而利用加 厚管壁和增加埋设深度或采取保护措施, 可实 现无套管设计, 并能降低工程费用和提高阴极 保护效率。 叙词: 燃气管线 ? 穿越管线? 套管 ? 设计 一、 前? ? 言 城市燃气事业的飞速发展, 给城市人民生 活带来诸多方便。 从前出于对安全及设计要求 等方面的考虑, 对过路管道须加设套管, 这不但 给市内施工带来不便, 增加费用, 而且给排除故 障、 抢险抢修增加了难度。 城市燃气管网穿越各 种道路时要求加设套管, 主要依据以下规范要 求进行的。 按规范要求, 燃气管道穿越铁路和电车轨 道以及城镇主干线时, 应敷设在套管或涵洞内, 在穿越城镇主要干线时, 宜敷设在套管或地沟 内, 并应符合下列要求: (1) 套管直径应比燃气管道直径大 100mm 以上, 套管或地沟两端应密封, 在重要地段的套 管或地沟端部宜安装检漏管; (2) 套管端部距路堤坡脚距离不应小于 1. 0m, 并在任何情况下应满足: ? 距铁路路边轨不应小于 2. 5m; ? 距电车道边轨不应小于 2. 0m; ? 燃气管道宜垂直穿越铁路、 电车轨道和 公路。 按照我国铸铁管技术标准 GB50028 - - 93?城镇燃气设计规范?5、 3、 3 进行验算, 各条 文中所规定的埋设深度(见下表), 对于一般管 径的铸铁管其强度是足够的。 如宝鸡市在经二 路(市区主要交通道路) 东段金陵桥西端, 1986 年铺设的33m 中压铸铁 DN300 管埋深按 0. 8m 埋设, 经 10 余年的实践考验, 近期开挖, 运行情 况良好( 未加套管)。 有关资料报道, 上海市按 0. 8m 埋设的过路管道( 未加套管), 经过大量 的、 长期的时间实践考验, 运行情况良好。 表 ?城市燃气地下管道埋设的最小覆土 厚度(管顶至路面) 道路种类埋设深度 埋设在车行道下时不小于 0. 8m 埋设在非车行道下时不小于 0. 6m 埋设在庭院内时不小于 0. 3m 埋设在水田下时不小于 0. 8m 注: 当采取行之有效的措施后,上述规定埋深均可适当减少。 二、 过路管线使用套管存在的问题 燃气管线穿越各种道路时, 按设计规范要 求都加设套管, 即要求把作为? 载体? 的钢管 (有些还采用无缝管, 即主体管道) 安装在保护 套管内。 这样做的目的, 原以为能够增进安全并 使燃气管理单位的财产和重要线路得以保护, 但在实际中还存在如下几个问题: (1) 使用套管对输气管道不能真正起到安 全保护作用。 这是因为, 由于套管的屏蔽作用使 得阴极保护失去功效。 采用套管还会使输气管 道暴露在大气腐蚀条件之中, 使管道表面上的 湿气蒸发后不能向外扩散, 有时由于地下水的 渗入, 使得管道常年浸泡在水或泥中, 从而引发 一系列事故。 采用套管还会使阴极保护的电参 数测量系统变得复杂化, 致使实际意义的腐蚀 18? ? 管道技术与设备1997 年 调查测量难以得到保证和进行解释。 (2) 由于加设了套管, 给市内施工带来诸 多不便, 往往因场地所限制, 过路管道不得不分 几段下坑再焊接、 防腐, 并且在套管焊接时免不 了对主体管道防腐层带来破坏, 这对市内坑道 施工既不方便又不安全。 (3) 使用套管增加了建设费用和维修费 用。 市内施工管线穿越各种道路频繁, 这样每次 过路的套管费用比主体管道费用高 2 3 倍。 如宝鸡市 1993 年在石坝河地区煤气工程建设 中, 仅管道穿越清姜路等处, 共加套管 Dg529、 30m, Dg400、 120m, 共计主材费增加了 3. 2 万 元, 防腐及辅助材料费增加 0. 4 万元, 管沟开挖 施工费增加 0. 28 万元。 不但使该路段除工程总 费用增加 236% 外, 还使运行管理维修费用超 出正常费用 200% 以上。 三、 过路管不宜使用套管的原因 过路管不宜使用套管除上述原因外, 主要 还在于如今的管道采用了优良的管材和可靠的 接口连接技术等。 早期的管道大多属铸铁管或低强度钢管, 其连接方式多借助丝扣、 法兰或承插口钢性接 合方式来连接。 在这种情况下, 对易于损坏的接 头来说, 套管的确为主管道提供了通道和? 保护 壳?, 可使接头的潜在损坏率降低到最小限度。 而且在很多情况下, 当时的管道既没有防腐层, 也没有阴极保护系统, 加之管道设计规范和试 验方法也受到局限, 这样, 腐蚀和泄漏的危险性 便产生了。 现代的管道得益于优质的材质和可靠的接 口连接技术, 同时目前已有了系统的设计规范 和试验方法。 利用现代的管材和焊接技术工艺 建起的管道, 完全可在不设置套管的情况下安 全运行。 由于防腐层的采用及阴极保护的结果, 使得穿越段管道的腐蚀得以控制。 另外, 无套管 过路管还适于采用螺旋钻孔和顶管等无沟敷设 技术。 长期实践经验与燃气管道漏气中毒事故的 统计资料表明, 燃气管道漏气中毒事故的发生, 在一定范围内并不与燃气管道加套管有必然关 系, 采用套管并不能完全避免事故的发生, 相反 会增加设计时管位选址的困难或使工程费用增 加, 而无套管的管段在修理时更加方便。 实践经 验证明, 地下燃气管道的安全运行与提高工程 施工质量及加强管理密切相关, 因此建议过路 管道取掉套管。 四、 统计资料与运行现状对比 (1) 据美国气体研究学会的统计, 在大约 24 ? 105km 长输气管道上共有 166549 个管道 穿越点。 其中, 有套管的穿越点 71450 处, 穿公 路 56724 处, 铁路 14410 处; 其余为运河、 河流、 飞机跑道以及其他种穿越。 未设套管的穿越点 共计95099 处, 其中穿越公路92764 处, 铁路95 处, 其余为其他穿越。 据报告: 一个有套管的穿 越点其费用比同样情况下的无套管穿越点高出 200%。 而且目前加套管的穿越点每处其维护费 用(包括阴极保护、 套管密封剂的更换以及电气 测量) 比无套管的穿越点平均多 60% 。 (2) 宝鸡市目前运行燃气管网穿越主要道 路使用套管现状如下: 中压主干线21. 78km, 共 有27处穿越点, 其中公路22处, 铁路5处, 河流 4处, 设套管20处, 其费用比在同样情况下无套 管穿越点高出 316%; 有套管穿越点管线维护 费用比无套管高出 126% ; 有套管的使用寿命 比无套管短 1/ 3(过路加套管线均为钢管, 未加 套管处均为铸管)。 ? ?五、 采用加大管壁厚及埋深是 套管穿越的最好替代方案 ?穿越管究竟应采用多厚的管子和多大的 埋设深度最理想, 应通过应力计算来确定。 据调 查, 目前美国新建的燃气管道, 在穿越道路和河 流时一般均不采用套管, 所用管壁厚一般在 12 - 15mm 范围内。 而西欧国家已明确允许穿越 铁路时在采用套管或采用厚壁管道之间进行选 择。 取消套管, 必然使穿越管道处于应力状态。 但现行设计规范和建筑法规中尚未对此问题进 19第 6 期管道技术与设备? ? 浸塑防腐技术简介 刘传敬 山东鲁抗医药企业集团公司 ? 山东省济宁市? 272121 一、 引? ? 言 我公司是以生产抗生素原料药为主的大型 企业, 在生产过程中, 需用大量的化工原料, 最常 用的有硫酸、 盐酸、 氢氧化钠、 丁脂、 丁醇、 丙酮等 几十种。这些化工原料与各类设备及管件接触, 这就给生产带来一个腐蚀问题。为了防止腐蚀, 多年来我们大多采用玻璃钢、 衬塑、 衬胶、 涂刷各 类防腐涂料等方法。但也出现这样那样的缺陷, 如强度不够易变形; 质量不好寿命短; 冷热交变 时易产生断裂缝; 不适应多种介质混合等。在防 腐设备的选型上, 有时不得不采用更多的不锈钢 制品, 甚至钛材设备, 使企业投资加大, 成本增 加,减少了效益, 降低了市场竞争力。但经采用 浸塑防腐技术后, 较好地克服了上述缺点。 二、 浸塑防腐技术特点 浸塑防腐技术是用不同的塑质材料, 用浸 塑法在需防腐材料的表面上形成一层浸塑层, 从而达到防腐目的的一种新技术( 专利技术) 。 该技术采用一种型号为 FS- 001 008 的材料 做防腐材料。 经过对浸塑防腐产品的试验研究可知, 浸 塑产品的使用温度为- 50 250? , 冲击强度 ? 5MPa/cm2, 而 湿热 能 力 为一 级, 耐电 压 ? 10kV, 硬度?2B, 附着力为一级, 弯曲 90?时无 裂痕。另外, 在 30% 的硫酸溶液( 或 36% 盐酸 溶液, 或 33%硝酸溶液, 或 30% 氢氧化钠溶液, 或 95%乙醇溶液) 浸泡二年无变化。 经过对储罐、 反应罐、 蒸发提取塔( 高温、 多 种介质混合液) 以及管道、 法兰、 三通、 四通、 异 型管件等浸塑及现场使用, 我们认为浸塑方法 有以下优点: ( 1) 浸塑与管腔衬塑相比, 改善了因衬塑管 与金属膨涨系数不同造成的二者相脱离或内壁 衬管曲折瘪合、 脱节现象。我们在使用衬塑管 中发现该管作纵向膨涨, 4m 衬塑管经膨涨延伸 出 2mm 以上, 在加固法兰的边沿上发生断裂现 象。而浸塑管件的膨涨作横向伸缩, 在使用中 发现 ?57 的钢管浸塑后, 浸塑厚度为 3mm, 热 膨涨厚度加大, 但与钢体不脱节, 更没有出现纵 向伸出现象, 不会造成断裂。 ( 2) 浸塑与喷塑、 涂胶相比, 加大了内部厚 度, 浸塑可做到 1 10mm 厚任意选择, 一般取 2?5 3mm 厚, 其稳固程度更可靠。 ( 3) 浸塑管与塑料管( ABS、 PE、 PP 管等) 、 胶 管、 瓷管相比, 抗压能力( 包括负压) 明显增强。 ( 下转第 27 页) 行充分论述。 科内尔大学对这一问题进行了研 究, 其目的就是为了说明这个问题, 并提供了有 关的应力计算方法。 科内尔大学利用三维有限 元分析法, 研究出了一种通常被称之为? 准则? 的 CORNELL/ GRI 法, 并编制出了适合于个人 计算机使用的软件和数据库。 该方法包括与当 前通用的工艺