摘要：  探討了CJJ 33—2005中城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿朗┕を?yàn)收中的焊接、壁厚小于8mm的鋼管焊縫質(zhì)量無損檢測(cè)、強(qiáng)度試驗(yàn)介質(zhì)、嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力、管道清管和折角處理等問題，指出相關(guān)條文存在的不足之處，提出了修訂建議。

關(guān)鍵詞：  城鎮(zhèn)燃?xì)猓?/span>  高壓管道； 施工驗(yàn)收；  焊接；  試壓； 修訂

Abstract：  Some issues on welding，nondestructive inspection of welded joint of steel pipe with wall thickness of less than 8 mm，strength test medium，air-tight test pressure，pigging，angle treatment and so on in construction and acceptance of city gas high-pressure pipeline in CJJ 33-2005 are discussed．The deficiencies in related articles are pointed out，and the amendment suggestions are proposed．

Key words：  city gas；high-pressure pipeline；  construction and acceptance；  welding；pressure test；  amendment

1概述

隨著我國(guó)天然氣事業(yè)的飛速發(fā)展，天然氣需求量不斷增加。為了適應(yīng)城市供氣和儲(chǔ)氣調(diào)峰的要求，越來越多的城市開始在城市外圍建設(shè)城市天然氣高壓管道，設(shè)計(jì)壓力一般為1.6～4.0 MPa，個(gè)別大城市高壓管道設(shè)計(jì)壓力甚至更高，例如廣州外圍高壓管道設(shè)計(jì)壓力為5．0 MPa，上海天然氣高壓管道設(shè)計(jì)壓力為6．0 MPa。

按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿酪话惴笤O(shè)在城市外圍地區(qū)，大多屬于GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的二級(jí)或三級(jí)地區(qū)。設(shè)計(jì)應(yīng)遵循GB 50028—2006，施工驗(yàn)收應(yīng)執(zhí)行CJJ 33—2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》。CJJ 33—2005是由原來的CJJ 33—89修編而成，把適用范圍由原來的設(shè)計(jì)壓力0.8 MPa以下擴(kuò)大至4.0 MPa以下，以滿足城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿澜ㄔO(shè)的需要。CJJ 33—2005對(duì)高壓燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)提出了具體要求，起到了一定的指導(dǎo)作用，提高了建設(shè)質(zhì)量。但是在高壓燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)和規(guī)范具體執(zhí)行過程中，發(fā)現(xiàn)在某些環(huán)節(jié)，規(guī)范的相關(guān)條文存在一定的局限性和不合理之處，特提出加以探討，以備規(guī)范修訂時(shí)參考。

2高壓管道的焊接

關(guān)于高壓管道的焊接，CJJ 33—2005第5.2.1條規(guī)定，“管道焊接應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50235和《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50236的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。”

在CJJ 33—2005制定時(shí)，GB 50235和GB 50236的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)分別是GB 50235—1997和GB 50236—1998，現(xiàn)在這兩部規(guī)范都已經(jīng)將施工和質(zhì)量驗(yàn)收分開，改為施工規(guī)范和配套使用的質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范。即GB 50235—1997改為GB 50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》和GB 50184—2011《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》；GB 50236—1998改為GB 50236—2011《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》和GB 50683—2011《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。在規(guī)范的引用方面，CJJ 33—2005需要修訂。

GB 50235—2010總則明確規(guī)定，“本規(guī)范適用于設(shè)計(jì)壓力不大于42 MPa，設(shè)計(jì)溫度不超過材料允許使用溫度的工業(yè)金屬管道工程的施工；不適用于石油、天然氣、地?zé)岬瓤碧胶筒删蜓b置的管道以及長(zhǎng)輸管道等工業(yè)金屬管道的施工。”GB 50235--1997也有類似規(guī)定。城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿缹儆诠霉艿溃诠δ芎徒ㄔO(shè)條件方面與長(zhǎng)輸管道比較接近，與工業(yè)管道相差較大。有些方面雖然可以借鑒工業(yè)管道規(guī)范的某些要求，但總的來說引用工業(yè)管道規(guī)范對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿啦贿m用。不適用的原因主要有兩點(diǎn)：

①管材材質(zhì)方面

城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿肋x用的管材材質(zhì)與長(zhǎng)輸管道相同，基本都是管線鋼。管線鋼除要求具有較高的強(qiáng)度外，還要求具有較高的低溫韌性和優(yōu)良的焊接性能。而工業(yè)管道介質(zhì)種類多，運(yùn)行條件苛刻，操作條件復(fù)雜，管材材質(zhì)的選擇也更加豐富和嚴(yán)格。因此，對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿纴碚f，與工業(yè)管道管材材質(zhì)不同帶來的焊接要求也不盡相同。

②管道焊接工藝和環(huán)境方面

城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿赖暮附邮┕し绞胶铜h(huán)境以及管道焊接工藝要求等都與長(zhǎng)輸管道相近，而與工業(yè)管道差別較大。根據(jù)工程具體情況和不同的施工環(huán)境(如山區(qū)、水網(wǎng)地區(qū)等)，在焊接工藝方面一般采用不同的方式，如手工電弧焊下向焊技術(shù)，有條件時(shí)可以采用自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊技術(shù)，還可以采用氬電連焊工藝。在城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿拦こ淘O(shè)計(jì)中，SY／T 4103—2006《鋼制管道焊接及驗(yàn)收》是專門針對(duì)石油天然氣輸送而制定的標(biāo)準(zhǔn)，比《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50236)更具有指導(dǎo)性。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)管線鋼的焊接一般按照SY／T 4103—2006《鋼制管道焊接及驗(yàn)收》標(biāo)準(zhǔn)提出設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)上述分析，建議CJJ 33—2005參照長(zhǎng)輸管道相關(guān)焊接規(guī)范制訂適合城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿赖暮附右蟆?span lang="EN-US">

3壁厚小于8 mm的鋼管焊縫質(zhì)量無損檢測(cè)

CJJ 33—2005第5.2.8條要求焊縫內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管環(huán)縫熔化焊對(duì)接接頭射線透照工藝和質(zhì)量分級(jí)》(GB／T l2605)和《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》(GB ll345)的相關(guān)條款?！朵摴墉h(huán)縫熔化焊對(duì)接接頭射線透照工藝和質(zhì)量分級(jí)》(GB／T l2605)現(xiàn)已修訂為GB／T 12605—2008《無損檢測(cè)金屬管道熔化焊環(huán)向?qū)咏宇^射線照相檢測(cè)方法》，這部規(guī)范對(duì)于射線檢測(cè)仍然基本適用。而《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》(GB ll345)明確規(guī)定“本標(biāo)準(zhǔn)適用于母材厚度不小于8 mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對(duì)接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗(yàn)”。這樣規(guī)定是因?yàn)楫?dāng)板較薄進(jìn)行焊縫橫波掃查時(shí)，由于對(duì)側(cè)表面反射的影響，聲束發(fā)生偏移，這將導(dǎo)致聲軸中心線在掃查方向發(fā)生平行的偏移，容易造成定位不準(zhǔn)確。但在實(shí)際工程中高壓管道可能選用壁厚為8mm以下的管材，對(duì)于這種壁厚的管材應(yīng)該按什么標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲探傷呢?在可以參考借鑒的規(guī)范SY／T 4109—2005《石油天然氣鋼制管道無損檢測(cè)》中，雖然適用范圍下限降至壁厚為5 mm，但又有明確規(guī)定“本標(biāo)準(zhǔn)不適用工業(yè)和公用管道的無損檢測(cè)”。這樣就把屬于公用管道的城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿琅懦谕饬恕?span lang="EN-US">

從上述分析來看，對(duì)于壁厚小于8 mm的鋼管焊縫內(nèi)部質(zhì)量無損檢測(cè)超聲探傷，CJJ 33—2005直接引用《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》(GB ll345)的相關(guān)條款有一定局限性。建議根據(jù)具體情況，參考SY／T 4109—2005《石油天然氣鋼制管道無損檢測(cè)》和JB／T 4730—2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》編制相應(yīng)的要求。

4高壓管道強(qiáng)度試驗(yàn)介質(zhì)

CJJ 33—2005第12.3.5條規(guī)定，設(shè)計(jì)壓力大于0.8 MPa的鋼管應(yīng)該采用清潔水作為強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)。有些城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿赖慕ㄔO(shè)地區(qū)比較偏僻，可能沒有水源，給工程建設(shè)帶來很大的困難。文獻(xiàn)[1]提出進(jìn)行燃?xì)夤艿缽?qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，水壓試驗(yàn)應(yīng)該是首選但不是唯一的選擇。建議CJJ 33—2005可以規(guī)定允許高壓燃?xì)夤艿涝诒容^嚴(yán)格的安全條件下采用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì)。既保證安全，又方便建設(shè)，節(jié)省成本，縮短工期。安全條件可以參考GB 50251—2003《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的第10.2.3條提出如下要求：

①三級(jí)地區(qū)試壓時(shí)最大環(huán)向應(yīng)力應(yīng)小于50％σ_S。(σ_S為鋼管的最小屈服強(qiáng)度)，四級(jí)地區(qū)小于40％σ_S。

②最大操作壓力不超過現(xiàn)場(chǎng)最大試驗(yàn)壓力的80％。

③所試驗(yàn)的管道是新管子，且焊縫系數(shù)為1.0。

5嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力

CJJ 33—2005第12.4.3條規(guī)定，“嚴(yán)密性試驗(yàn)介質(zhì)宜采用空氣，試驗(yàn)壓力應(yīng)滿足下列要求：

1設(shè)計(jì)壓力小于5 kPa時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為20 kPa。

2設(shè)計(jì)壓力大于或等于5 kPa時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力的l.15倍，且不得小于0.1 MPa。”

在城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿拦こ讨?，設(shè)計(jì)壓力一般都在1.6 MPa以上，而且一般運(yùn)行壓力不超過設(shè)計(jì)壓力，當(dāng)采用氣體進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力太高有一定危險(xiǎn)性。長(zhǎng)輸管道有關(guān)規(guī)范要求嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力應(yīng)等于設(shè)計(jì)壓力，穩(wěn)壓24 h不泄漏為合格。建議CJJ 33—2005對(duì)于嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力可將高壓管道和其他管道分開規(guī)定，對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿揽梢越梃b長(zhǎng)輸管道的要求，以設(shè)計(jì)壓力作為嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力。

6管道清管

CJJ 33—2005第12.2.1條規(guī)定，“管道吹掃應(yīng)按下列要求選擇氣體吹掃或清管球清掃：

1球墨鑄鐵管道、聚乙烯管道、鋼骨架聚乙烯復(fù)合管道和公稱直徑小于100 mm或長(zhǎng)度小于100m的鋼質(zhì)管道，可采用氣體吹掃。

2公稱直徑大于或等于100 mm的鋼質(zhì)管道，宜采用清管球進(jìn)行清掃。”

規(guī)范在該條文之后對(duì)管道的氣體吹掃提出了相關(guān)要求，但是對(duì)清管球清管的要求比較簡(jiǎn)略。清管對(duì)于管道安全正常運(yùn)行十分重要^[2-3]，而且高壓管道的清管具有一定危險(xiǎn)性，需要采取必要的安全措施。建議規(guī)范對(duì)清管器過盈量、清管最大壓力、清管器可通過的曲率半徑、清管次數(shù)、收發(fā)裝置設(shè)置地點(diǎn)、警示裝置設(shè)置等方面作出規(guī)定。

7高壓管道處理水平或縱向折角的方法

CJJ 33—2005第5.4.9條規(guī)定“當(dāng)管道的縱斷、水平位置折角大于22.5^°時(shí)，必須采用彎頭”。對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿赖陌踩\(yùn)行來說，折角處理非常重要。因?yàn)楣艿纼?nèi)壓力較高，管道環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力比較大，而且城鎮(zhèn)燃?xì)飧邏汗艿酪话慵嬗休敋夂蛢?chǔ)氣作用，管道內(nèi)介質(zhì)壓力波動(dòng)較大，容易引起管道疲勞損傷。因此，高壓管道的對(duì)口及焊接質(zhì)量非常重要，是關(guān)系到管道安全的重要環(huán)節(jié)。故施工中對(duì)于任何角度的處理都應(yīng)該按照設(shè)計(jì)圖紙的要求完成，不能在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。作為施工及驗(yàn)收規(guī)范，有異于設(shè)計(jì)規(guī)范，在CJJ 33—2005中規(guī)定何種情況如何處理管道轉(zhuǎn)角對(duì)于高壓管道來說是不合適的。

在設(shè)計(jì)階段，對(duì)于管道水平或縱向的折角處理原則是首先采用彈性敷設(shè)^[4]，彈性敷設(shè)的曲率半徑不得小于鋼管外徑的1 000倍，垂直面上的曲率半徑還應(yīng)大于管子在自重作用下產(chǎn)生的撓度曲線的曲率半徑；對(duì)于彈性敷設(shè)難以實(shí)現(xiàn)的則采用現(xiàn)場(chǎng)冷彎彎管，一般曲率半徑為鋼管外徑的30～40倍，折角角度比較大時(shí)(根據(jù)不同管徑確定)采用熱煨彎管，一般曲率半徑為鋼管外徑的4～6倍。

建議取消CJJ 33—2005中的第5.4.9條，增加鋼管管道組對(duì)和使用對(duì)口器的相關(guān)要求，并對(duì)管道的對(duì)接偏差作出規(guī)定。參照長(zhǎng)輸管道規(guī)范，可以要求在施工時(shí)應(yīng)采用對(duì)口器(內(nèi)對(duì)口器或者外對(duì)口器，優(yōu)先選用內(nèi)對(duì)口器)進(jìn)行管道組對(duì)焊接，而且管道的對(duì)接偏差不得大于3^°。

參考文獻(xiàn)：

[1]  李永威．城鎮(zhèn)高壓燃?xì)夤艿缽?qiáng)度試驗(yàn)介質(zhì)與壓力的探討[J]．煤氣與熱力，2009，29(12)：B01-B05．

[2]  李莉萍，王衛(wèi)紅，曲偉國(guó)．天然氣高壓管道帶氣通球清管的分析[J]．煤氣與熱力，2003，23(5)：296-298．

[3]  杜勝利，羅愛民．燃?xì)夤艿狼骞芮蚯骞艿奶接?span lang="EN-US">[J]．煤氣與熱力，2012，32(2)：A04-A06．

[4]  朱林，楊永慧，楊炯．城市天然氣管道工程中彎管和彎頭的選用[J]．煤氣與熱力，2011，31(12)：A25-A27．

本文作者：李  麗

作者單位：中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院