长输管道施工工艺
一、编制说明
长距离输送管道因其独有的特点，对施工工艺方法有特殊的要求，为了提高本公司施工长输管道工程的水平，保证施工质量，特编制本长输管道工程施工工艺，在以后的工程施工中作为参考。
二、编制依据
1、《长输管道线路工程施工及验收规范》SYJ4001—90
2、《长管管道站内工艺管线工程施工及验收规范》SYJ4002—90
3、《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006—90
4、《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071—93
5、以往长输管道工程施工经验及相关施工标准
三、长输管道工程施工工艺程序
长输管道工程的施工基本分为：设计交桩、测量放线、清除障碍、修筑施工便道、开挖管沟、钢管的防腐绝缘、防腐钢管的拉运、布管、管道的组装焊接、无损探伤、防腐补口拉漏、管道下沟、回填、分段耐压试验、站间连通、通球扫线、站间试压、穿跨越、阴保施工和三桩预制安装及竣工验收。
1、设计交桩及测量放线
1.1 施工前，工程项目进行图样会审，由设计单位做技术交底和现场交桩，明确以下有关问题。
a、 固定1K准点的参考物的有关数据和位置。
b、 施工带内地下构筑物的位置，办理有关的手续和处理意见，并说明施工有关技术要求。
1.2 测量放线
a、 测量放线前，必须对设计图纸进行现场核对，根据设计图纸进行放线，打百米桩及转角桩，并撒白经线。控制桩上注明桩号、里程、高程。转角桩应注明角度，外矢矩及切线长。在地形地势起伏地段和转角地段方打加密桩。
b、 放白龙线前，应查对和补充平面转角桩与纵向变坡桩，并设好护桩。
c、 当敷设管线与地下构筑物或其它隐蔽工程的交叉时，放线时在交叉范围作出明显标志。
d、 根据设计所定，需选用不同壁厚管材及防腐绝缘等级时，应在分界点上作出明显标志。
e、 管道施工占地宽度不宜超过20m，按管道两侧土地占用范围认真划分临时占地边界线。在特殊地段可适当增加占地宽度。占地边界要求应符合图1.2.e规定。
图e 临时占地边界线
2、开挖管沟
2.1 施工前，应根据管道施工占地宽度采用机械或人工将占地范围内的杂草、树木、石块等清除干净。其沟、坎、陡坡等处应予以平整，不得影响施工机具通行。
2.2 管沟开挖前应向操作人员做好管沟断面、堆土位置、地下隐蔽工程分布情况及施工技术要求等交底工作，并应指定专人配合施工。
2.3 管沟开挖前应将控制桩移到堆土一侧的占地边界以内，堆土时不得将控制桩埋掉。
2.4 管沟开挖深度应符合设计图样要求。管沟开挖边坡应根据土壤类别确定，保证不塌方，不偏帮。当缺少地质资料时，沟深小于5m，且不加支撑的管沟，其边坡可参照表2.4确定。
管沟允许边坡坡度 表2.4
土 壤 名 称
加 坡 坡 厚
人工挖土
机 械 挖 土
沟下挖土
沟上挖土
砂 土
1/1.0
1/0.75
1/1.0
亚砂土、含卵砾石土
1/0.67
1/0.50
1/0.75
亚 粘 土
1/0.50
1/0.33
1/0.75
干 黄 土
1/0.25
1/0.10
1/0.33
未风化岩
1/0
细粉流砂
1/1.0~1/1.5
次生黄土
1/0.50
2.5 在水文地质条件不良的地段，管沟边坡应试挖确定，挖深超过5m以上的管沟，可将边坡适当放缓，加筑平台或支撑。用机械挖沟时，其边坡土壤结构不得被搅动或破坏。
2.6 当管沟深度小于或等于3m时，沟底宽度应按下式确定：
B=Dm+K
式中：B——沟底宽度，m；
Dm——管道防腐外层直径，m；
K——沟底加宽余量（m），应符合表2.6。
沟底加宽余量（m） 表2.6
施工方法
沟上组装焊接
沟下组装焊接
地质条件
旱地
沟内有积水
岩石
旱地
沟内有积水
岩石
K值
0.5
0.7
0.9
0.8
1.0
0.9
当管沟深度大于3m而小于5m时,沟底宽度应加0,2m,若管沟需加支撑,应考虑支撑结构的厚度.当管沟深度超过5m时,应根据土壤类别确定沟底宽度.用机械开挖管沟时,沟底宽度应根据挖土机械的切削尺寸而定,但应 符合本规范的规定。
2.7 石方开挖段在安全允许范围可采用爆破法施工，但必须符合有关规定。对爆破区附近的居民、野生保护动物、房屋建筑、通信线、动力线和地下构筑物应适当保护，制定安全措施，由专人统一指挥。石方段管沟应加深300mm。
2.8 大型施工机具（如轮斗、单斗挖掘机及各种吊装设备等）与架空高压输电线路的安全距离应符合表2.8的规定。
大型施工机具与高压输电线路安全距离 表2.8
输电线路电压
KV
最小垂直安全
距 离 m
最小水平安全距离m
开阔地区
途经受限制地区
1以下
3
交叉为8
平行：设备最高位置加高3
3
1~10
4.5
3.5
35
7.0
5.0
60~110
5.5
154~220
7.5
6.0
330
8.5
7.0
2.9 开挖管沟时其断面尺寸应准确，沟底应平直，沟内无塌方、无积水、无各种汕类及杂物，转角应符合设计要求，其管沟检查标准应符合表2.9的规定。
管沟检查标准（mm） 表2.9
检 查 项 目
允 许 偏 差
管沟中心线偏移
≤100
管沟标高
+50
－100
管沟宽度
±100
2.10 开挖管沟土石方应符合下列规定：
a、 开挖管沟前，应在布管侧修筑施工便道，施工便道应有一定的承载能力，与干线公路平缓接通；
b、 开挖管沟时不可两边抛土，应将开挖的土石方堆放到布管的另一侧，且堆土距沟边不得小于0.5m，管沟应保持顺畅，符合曲线要求；
c、 开挖管沟当遇地下构筑物及其他障碍设施时，应与其主管单位协商制定安全技术措施，并派人到现场监督；
d、 在农田地区开挖管沟时应将表层熟土和底层生土分层堆放；
e、 开挖管沟后，应及时检查验收，不符合要求者应及时修整，并做了竣工测量和记录，验收合格后应及时办理交接手续。
3、材料验收
3.1 长输管道用的材料和管件应具备出厂质量证明书或其复制件，各种技术指标应符合现行有关标准的规定。如无出厂质量证明书或对质量证明书有疑问时，应对材料和管件进行复验，合格后方可使用。
3.2 钢管和防腐管运到防腐厂和施工现场后，必须把不同材质和不同规格的管子区分开，并加以明显标记。
3.3 螺旋焊缝电焊钢管进厂后，防腐厂应按钢管出厂验收标准进行复验，并应符合《承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》（SY5036-83）和《石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》（GB9711-88）的规定。
3.4 焊接材料的选用应根据母材的化学成份、机械性能和使用条件等因素综合考虑。
a、 同种钢材焊接时，焊接材料的选用，应符合下列规定：
① 焊接金属的机械性能和化学成分与母材相当；
② 工艺性能良好。
b、 异种钢材焊接时，焊接材料可按合金含量较低一侧的钢材选用。
3.5 防腐材料应符合现行的有关防腐规范的规定。
3.6 成品防腐管材进入施工现场后，应检查其绝缘度，外观、长度、管口的切面和管中心垂直度、壁厚、材质、坡口等。
3.7 成品防腐管材外观尺寸允许偏差及检验方法如表3.7。
序号
项 目
允许偏差
检验方法
1
椭圆度
≤2的外直径
用尺检查
2
外 径
－1.6~+2.4
用尺检查
3
壁 厚
±0.12δ
用尺检查
4
弯曲度
0.2%管总长
拉线并用尺检查
4、管材的拉运和布管
4.1 管材卸放点距施工管线有较远距离，管材需二次倒运。管材倒运采用吊管机加挂拖管爬犁。
4.2 装置时应注意保护防腐绝缘层和管端，爬犁上应垫胶皮，捆绑时应 用外套胶管的钢丝绳。
4.3 卸管布管时要轻装轻放，外径、内径误差相近的管材布至相邻位置。
4.4 管材布置成锯齿形分布，方便下工序管道组装。
4.5 管道运输和布管应在管沟堆土的另一侧进行，管沟边缘与钢管外壁间的安全距离不得小于500mm。
5、管道加工和组装
5.1 管道的切割宜采用机械方法，也可采用等离子z弧切割和气割等热加工方法。淬硬倾向大的合金钢切割后，应清除淬硬层，管道的坡口加工宜采用机械方法。如采用气割等热加工方法，必须除去坡口表面的氧化皮，并进行打磨。
5.2 管道对接接头的坡口形式应为V形，其尺寸应符合表5.2的规定。
管道对接接头坡口尺寸 表5.2
项次
壁厚mm
焊接方式
坡口角度
钝 边
间 隙
mm
1
6~7
上向焊
60~70
1.0~1.5
1.5~2.0
下向焊
55~65
1.0~1.6
1.0~1.6
2
8~10
上向焊
60~70
1.6~2.0
1.5~2.0
下向焊
55~65
1.0~1.6
1.5~2.0
3
11~12
上向焊
60~70
2.0~2.5
2.0~3.0
下向焊
55~65
1.0~1.6
1.5~2.0
注：下向焊如果采用低氢型焊条，对口间隙应为2~3mm。
5.3 组对前应在距管沟边缘1m以外处做好支撑。其高度为400~500mm。严禁用硬土块、冻土块和石块作支撑。
5.4 组装前，应对管子进行清扫，管内不得有石头、纸屑和泥土等杂物。焊接的管段下班前应用临时盲板封堵管端，以防脏物进入管内。
5.5 钢管组装前应将管端20mm内的污油、铁锈、熔渣等清除干净，并将管端的螺旋焊缝进行补焊，其长度不应小于50mm。
5.6 管端如有较轻度变形可用专用工具校正，不得用锤直接敲击管壁。校正无效，应将变形部分管段切除。钢管组装要求应符合表5.6的规定。
钢 管 组 装 规 定 表5.6
序号
检 查 项 目
组 装 规 定
1
螺旋焊缝或直缝错开间距
不得小于100mm弧长
2
相邻环缝间距
不得小于1.5倍管外径
3
错边量
小于3/1000管外径，且不大于2mm
4
定位焊长度（焊口定位焊不少于4至6处，均匀分配），下向焊不需定位焊
定位焊总长度不应小于焊道总长度的50%
5
定位焊缝厚度
不得大于2/3壁厚
5.7 管道组装时，应避免强力对口，且应保护钢管绝缘层。
5.8 用内对口器组装管道，可不进行定位焊。在根焊道焊完后，才能撤出对口器。用外对口器或无对口器组装时应进行定位焊。
5.9 管道敷设改变方向时，可采用弹性敷设，或采用冷弯弯管、热弯弯管、冲压弯头或斜口连接。
5.10 在弹性敷设管段两个相邻而方向相反的弹性弯曲中间应采用直管段连接。
5.11 热弯弯管在加热温度大于320℃时，弯管的曲率半径不得小于4倍公称直径。
5.12 现场冷弯弯管时，其曲率半径不得小于40倍公称直径。
冷弯弯管和热弯弯管的任何部位不得出现折皱、裂纹和其他机械损伤。任何部位的管径缩小，不得大于管子外径的2.5%，并能顺利通过清管器。
5.13 钢制冲压弯头的曲率半径不应小于2.5倍管子公称直径，外径或外径圆度允许偏差为±.5mm。公称直径大于或等于400mm时，应对焊缝清根，并进行封底焊，产品质量证明书上应有焊缝无损探伤报告，合格级别应为射线探伤标准Ⅱ级。
5.14 当采用斜口时，其偏转角不宜大于3°，相邻两斜口的间距在偏转角同向时，不得小于15倍管道公称直径。在偏转角异向时，不得小于30倍管道公称直径。
5.15 管子和管件的对口，应做到内壁齐平。内壁错边量应符合上列规定：
a、 等厚对接焊缝不应超过管壁厚度的10%，且不得大于1mm；
b、 不等厚对接焊缝不应超过薄壁管管壁厚度的20%，且不得大于2mm，应按图5.15所示的形式对管件进行加工。
图5.15 管子和管件的对口形式
6、管道焊接
6.1 焊接工艺
6.1.1 施工单位首次使用的钢材，若无齐全的该钢材焊接性能试验报告，应进行焊接性能试验。焊接性能试验可参照现行的有关标准。
6.1.2 在确定钢材的焊接性能后，应验证拟定的焊接工艺能否获得预定的焊接接头机械性能，即应进行焊接工艺评定。
6.1.3 管道的焊接工艺评定宜参照现行的《压力容器焊接工艺评定》（JB3964）的规定执行。长输管道的焊接工艺评定规则尚应执行下列规定：
a、 评定宜用管状试件，管件试件可以适用板材试件，而板状试件不宜用于管材试件。
b、 评定宜用实际工程中管径较小的管状试件，当管径的变化在试验管径中0.5倍以上时，可不另作焊接工艺试验；
c、 评定宜采用水平固定焊或45°固定焊两种焊接位置。
6.1.4 管道焊工必须经焊工考试合格后方可参加焊接。焊工考试规则可参照《锅炉压力容器焊工考试规则》执行。
6.1.5 焊工考试委员会应由施工企业技术负责人、焊接工程师（或技师）、无损探伤工程师及质量监督部门等组成，报上级主管部门批准。
6.1.6 焊条的存放应做到防潮、防雨、防霜及油类侵蚀。
6.1.7 焊条在使用前应按出厂证明书的规定或下列要求烘干。如使用E5016、E5015版号的焊条，证明书上规定的烘干温度为240℃。不适用时，应按下列要求进行烘干。
a、 低氢型焊条烘干温度为350~400℃，恒温时间应为1h；
b、 超低氢型焊条烘干温度为400~450℃，
c、 纤维素型下向焊焊条烘干温度以70~80℃为宜，但不得超过100℃，恒温时间应为0.5~1h；
d、 经烘干的低氢型焊条，应放入温度为100~150℃的恒温箱内，随用随取；
e、 现场用的焊条，应放在保温筒内；
f、 经烘干的低氢型焊条（不包括在恒温箱内存放的焊条），次日使用时应重新烘干，重新烘干次数不得超过两次。
6.1.8 若发现焊条有药皮裂纹和脱皮现象，不得用于管道焊接。纤维素型下向焊焊条施焊时，一旦发现焊条药皮严重发红，该段焊条应予作废。
6.1.9 焊前应将坡口表面及坡口边缘内外侧不小于10mm范围内的油漆、污垢、铁锈、毛刺及镀锌层等清除干净，并不得有表明纹和夹层等缺陷。
6.1.10 焊件应放置稳固，以避免焊缝在焊接及热处理过程中产生附加应力。
6.1.11 焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上起弧。
6.1.12 管道焊接应采用多层焊接，施焊时，层间熔渣应清除干净，并进行外观检查，合格后方可进行下一层焊接，不同管壁厚度的焊接层数应符合表6.1.12的规定。
不同厚度管壁的焊接层数 表6.1.12
管壁厚度mm
上 向 焊
下 向 焊
6
2层
2~4层
7~8
3层
4~5层
9~10
3~4层
5~6层
11~12
4~5层
6~7层
6.1.13 管道焊接时，每道焊口必须连续一次焊完。在前一层焊道没有完成前，后一层焊道不得开始焊接，两相邻焊道起点位置应错开20~30mm。当管材碳当量超过0.40%时，根焊道完成后，立即进行热焊道的焊接。在任何情况下其间隔不得超过5min，如超过5min，则应进行焊前预热。
6.1.14 下向焊根焊起弧点应保证熔透，焊缝接头处可以稍加打磨。根焊道内突起的熔敷金属应用砂轮打磨，以免产生夹渣。焊缝焊完后应将表面的飞溅物、熔渣等清除干净。
6.1.15 下向焊焊接参数见表6.1.15。
项 目
焊条直径
电 流
极 性
电流
（A）
电压
（V）
焊接速度
cm/min
运 条方 法
根 焊
3.2
直流反接
＞0-130
≥1-30
10-30
直 拉
热焊填充焊及盖面焊
第二层
4.0
直流反接
140-190
25-35
15-35
直 拉
第三层及以后各层
4.0
直流反接
110-170
25-35
＞-35
直拉或小幅摆动
6.2 焊缝检验
6.2.1 管道焊缝表面质量检查应在焊后及时进行，检查前应清除溶渣和飞溅，表面质量不合格不得进行无损探伤、耐压试验。
6.2.2 管道焊缝表面质量应符合下列规定：
a、 焊缝焊完后，应清除焊缝表面的熔渣和飞溅；
b、 焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷；
c、 咬边深度不得大于0.5mm，在任何300mm连续焊缝长度中咬边长度不得大于50mm；
d、 下向焊焊缝余高、内部或外部为0~1.6mm，局部不得大于3mm，但长度不得大于50mm。上向焊焊缝余高应小于或等于0.1倍焊缝宽度加1mm，局部不得大于3mm，但长度不得大于30mm。除咬边缺陷外，焊缝外表面都不应低于母材；
e、 焊后错边量不应大于0.15倍壁厚，局部不得大于2mm。因管子尺寸误差造成的任何较大的错边，都应均匀分布在管子的整个圆周上。跟焊道焊接后，禁止校正管子接口的错边量。
f、 焊缝宽度应比坡口宽2.5~3.5mm。
6.2.3 焊缝无损探伤检查应由取得锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会颁发的Ⅲ级及Ⅲ级以上资格证书的检测人员承担.评片应由取得Ⅱ级资格证书的检测人员承担。
6.2.4 管道焊缝应进行射线探伤，探伤方法应按《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-87）执行。工作压力大于或等于4MPa时，合格级别为Ⅱ级焊缝标准；工作压力小于4MPa时，合格级别为Ⅲ级焊缝标准。焊缝根部允许有未焊透，但在任何连续300mm焊缝长度中，未焊透的总长度不得大于25mm。
在条件限制时，也可用超声波探伤代替射线探伤。探伤方法应按《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》（JB1152-81）执行。合格级别为Ⅰ级。工作压力小于4MPa时，合格级别为Ⅱ级。
全部焊缝应逐条进行无损探伤，如100%超声波探伤，则应做5%的射线探伤复查。
6.2.5 经检查不合格的焊缝方兴未艾进行返修，返修后应按原规定进行检查。焊缝返修不得超过两次。
6.2.6 管道开始焊接前，每个焊工在施工现场采用与实际管道焊接相同的焊接工艺焊一道管道焊缝试件，经机械性能试验合格后方可施焊。
6.2.7 施工现场焊接的焊缝试件应进行射线探伤检查，合格后截取机械性能试样，拉伸试样、面弯试样和背弯试样各两件。取样位置和试样形式可参照《压力容器焊接工艺评定》（JB3964-85）第4.1.4条、第4.1.5条和第4.1.6条执行。
6.2.8 试样的抗拉强度不得小于母材的最小抗拉强度，拉伸试验未达到强度要求，且断口在母材上，则试验无效。
6.2.9 弯曲试验的弯曲直径为3δ（δ为试样厚），支座间距5.2δ，弯曲角度碳素钢为90°，普通低合金钢为50°。拉伸表面不得有长度大于-1.5mm的横向（沿试样宽度方向）裂纹或缺陷，或长度大于3mm纵向（沿试样长度方向）裂纹或缺陷。试样的棱角先期开裂不计。
6.2.10 管道焊缝试件检查不合格的焊工，还可以补做一个管疲乏焊缝试件。若仍不合格者则应停止其对管道工程的焊接工作。管道焊前、焊接过程中间、焊后检查及焊接工程交工检查记录。
6.3 修补
6.3.1 焊缝缺陷超出允许范围时，应进行修补或割掉。
6.3.2 母材上的焊疤、擦伤或缺陷应打磨平滑，深度大于0.5mm的缺陷应修补。
6.3.3 缺陷修补前，焊缝表面上所有涂料、铁锈、泥土和污物等应清除干净。
6.3.4 需要预热的管材，焊前应按焊接工艺规程进行预热，预热范围应在修补处150mm范围内。需要后热消氢处理的管材，焊后应立即进行后热消氢处理（温度为200~250℃，时间为0.1~1h），然后进行缓冷。
6.3.5 所有补焊的焊缝长度应大于或等于50mm。
6.3.6 焊缝表面有浅弧坑裂纹和星形裂纹以及焊缝中心其它裂纹均为不合格焊缝，若以上裂纹长度大于焊缝长度的8%，必须割除整个焊口，若裂纹长度小于焊缝长度的8%，且相邻裂纹间距大于200mm，则可以修补。
6.3.7 裂纹补焊长度应大于该裂纹长度20~30mm，且大于50mm。
6.3.8 在下列任何一种情况，应割除整个焊口：
a、 同一部分的修补次数超过两次；
b、 需修补的焊缝长度超过环缝周长的30%；
c、 需修补的根焊道总长度超过环焊缝周长20%。
7、管道下沟
7.1 管道下沟前管沟应符合下列规定：
a、 下沟前应将管沟内塌方、石块、雨水、油污和积雪等清除干净；
b、 应检查管沟或涵洞深度、标高和断面尺寸，并应符合设计要求；
c、 石方段管沟，松软执层厚度不得低于300mm。沟底应平坦无石块。
7.2 管沟开挖经检查合格后应将管道立即下沟。在地下水位较高的地段，水稻田地段，开挖、下沟和回去填应连续完成。
7.3 管道下沟时，起吊必须用专用吊具，起吊高度以1m为宜，轻放至沟底，严禁损伤防腐层。吊管间距应符合表7.3的规定。
管道应放置在管沟中心，其允许偏差不得大于100mm。
不同管径钢管吊管间距 表7.3
管 外 径
(D) mm
允许间距
m
管 外 径
(D) mm
允许间距
m
1220
32
351
15
1020
29
325
15
920
27
299
14
820
25
273
13
720
23
245
12
630
21
219
11
529
19
168
9
478
18
159
8
426
17
114
6
377
16
108
6
7.4 管子外径大于或等于529mm 管道，下沟时应用3台吊管机同时吊装。直径小于529mm的管道下沟时，吊管机不应少于2台。
7.5 管道施工中应尽可能减少管道受力。管子应妥贴地安放在管沟中，以防管子承受附加应力。
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