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[摘 要]城市燃气管道设计是一项技术性很强的工作，需要综合考虑各方面的影响因素，涉及到的技术要点之多，本文就燃气管道设计过程中，对管道经常发生的一些腐蚀等问题进行重点分析。
[关键词]燃气管道 管道转角 设计
中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0082-01
引言：《输气管道工程设计规范》是以为城市输送燃气的长输干线为主要对象。该规范以提高管道自身的强度安全作为输气管道的设计原则，参照美国国家标准ANSIB31.8，采用地区等级划分确定强度设计系数，再进行管道强度计算，管道与建、构筑物之间的水平净距在规范中并没有具体规定。设计中具体体现在以不同地区等级，采用不同的强度设计系数，进行管道强度计，来保证管道周围建构筑物的安全。地区等级是以沿管道中心线两侧各200米范围内，任意划分成长度为2km的若干地段，按划定地段内的户数确定的。通常来说，一级地区：户数在15户或以下的区段；二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段；三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；四级地区：系指四层及四层以上楼房（不计地下室层数）普遍集中、交通频繁、地下设施多的地段。
1 管材的选取
在进行超高压燃气管道设计时，因管线与其它建、构筑物水平净距的确定始终是以强调管道自身的安全性为前提的，因此在进行压力大于1.6MPa的燃气管道设计时，必须对管道、弯头、弯管的壁厚进行计算。《输气管道工程设计规范》中规定在进行管道强度计算时，不考虑增加管壁的腐蚀裕量。这是因为规范中明确提出了输气管道防腐设计必须符合国家现行标准《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范》和《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》的有关规定。而这两本规范是根据国内外的实践经验制定的，规范中提出了防止管道外腐蚀的有效办法。在输送满足规范要求的天然气时，管子内壁一般不会产生腐蚀。同时，由于工程造价、金属耗量等经济原因，一般不允许采用增加腐蚀裕量的方法来解决管壁内腐蚀问题。因此，管道采取防腐措施后，确定管壁厚度时可不考虑腐蚀裕量。
2 燃气管道转角设计原则
①长曲率半径的机制弯头（R=1.5D，R为曲率半径，D为管道外径），适用于厂站及没有通球要求的管道；短曲率半径的机制弯头（R=D），只能在特殊情况下使用。
②根据GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.15条的规定，管子对接偏差不得大于3°。
③根据GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第6.4.4条的规定，压力大于1.6MPa的室外燃气管道，管道附件不得采用螺旋焊缝钢管制作。
④当管道转角小于15°且采用冷弯弯管时，弯管曲率半径根据管径的不同而异，具体要求见GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.13条。
⑤当管道转角大于15°时，宜采用热煨弯管，对于有通球要求的管道，根据管道的设计压力和管径，弯头的曲率半径分别为R=4D、R=5D、R=6D等。
⑥根据GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.14条，弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，平面弹性敷设还应满足式（1），纵向弹性敷设还应同时满足式（1）、（2）。
3 影响安全因素的设计要点
3.1 腐蚀因素及对策
金属腐蚀对于地下管道运行中的钢制管道来说是一种很常见的现象，腐蚀的原理主要有电解作用和电池作用，金属腐蚀的发生需要具备一种电解液、一个阴极、一个阳极且阴阳级之间需要有电子进行连接四个条件，缺少任何一个条件，腐蚀现象将会停止，因此在设计时，可以由此来制定防治腐蚀的方法。地下燃气管道主要是以地沟和埋地的形式来装设的，其受到腐蚀的因素可以分为应力腐蚀、外腐蚀等。应力腐蚀是最重要的因素之一。因城市地下燃气管道具有用户用气的高峰期及低峰期，应力在管道中的变化大，在管道施工时期会有一系列质量问题，因此，地下管道的应力腐蚀是一个需要注意的问题。根据应力腐蚀的特点，采取的相应措施应该是尽量减少在用户用气的高峰期和低峰期地下燃气管道供气的差异来防止管道应力的大幅度变化、在管道进行施工时严格遵循施工标准和规范以提高施工质量等措施来防止应力腐蚀。
外腐蚀主要从以下几个方面着手，首先是阴极保护情况，应检查阴极保护长度和保护电压是不是遵循規范要求以保证阴极保护情况是否正常；其次是土壤腐蚀性，土壤腐蚀性的影响因素有含水量、土壤电阻率、土壤温度、溶解质的数量和种类、有机质、氧化还原电位及通气性等，对于地下管道来说土壤腐蚀性是一个很重要的因素；接着是外层保护情况，对外层保护的可靠性程度由施工水平、涂层的质量和种类、检查出来的错误能不能及时的修补等等；最后是电流的干扰情况，因正常的电路存在漏电现象而出现在别处的杂散电流，当其流过地下燃气管道时，就可能造成管道的腐蚀。
3.2 误操作的影响因素及对策
误操作是管道工作者因为自身的错误而对城市地下燃气管道造成的影响，包括了设计、施工、运营以及维护方面的误操作。设计误操作指的是设计人员在设计时候发生的失误，包含了材料的选择、安全措施、设计验收以及设计软件是否可靠正确四个方面；施工误操作是指施工人员在施工过程中没有按照设计要求的技术规范施工而发生的失误，另外施工人员的责任心和安全意识、施工监督工作以及施工验收也与城市地下燃气管道的安全息息相关；运营误操作是指在地下管道正常运行期间由于工人技术不娴熟、系统操作出现错误、操作流程不完善、机械人员的维修出现问题等原因会对地下管道的安全造成影响；维护误操作是指对仪表和设备的维护不恰当而出现的错误，如压力表标定出现失误等。在应对措施的选择上，应该着重于对管道操作及维护人员进行专业的培训，提高他们的专业技术水平和安全意识，让他们尽量熟悉管道操作流程，减少误操作的发生。
3.3 影响破坏之其它因素及对对策
主要指除了腐蚀和工作人员原因以外的对管道造成破坏的活动。主要是城市地下燃气管道安全受到威胁的一些因素：首先，我国由于处于城市化的高速发展过程中，很多大中型城市在进行大范围的规划和建设，由于规划的不合理导致在建设过程中需要大量的管道改造工作，使得城市地下燃气管道的埋深或者安全距离达不到规范要求，管道的安全存在潜在的危险。其次，由于目前城市地下燃气管道安全管理的制度还不完善和健全，有些老化管道得不到及时的替换，形成了很多安全隐患威胁着城市地下燃气管道的安全。还有，如今城市的施工建筑在对地下管道不了解的情况下就擅自施工开挖取土，导致很多城市地下燃气管道被挖断而影响城市燃气管网的正常运行。
结束语
燃气管道设计工作对管道施工、管理等过程起着决定性的作用，设计时如果能够在管道选材、规划、管道常见问题等进行充分论证和给予必要的防护措施，就能在一定程度上提高管道质量，增加管道安全指数。
参考文献
[1] 严道存.加强城镇燃气安全管理 保证居民安全使用燃气[N]；新华日报；2009年.
[2] 钟震.浅论利用燃气管道管储调峰及提升管储的方法[J]；城市燃气；2011年05期.
[3] 黄凤洁.城镇燃气管网泄漏诊断方法的研究[D]；山东建筑大学；2012年.
[关键词]燃气管道 管道转角 设计
中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0082-01
引言：《输气管道工程设计规范》是以为城市输送燃气的长输干线为主要对象。该规范以提高管道自身的强度安全作为输气管道的设计原则，参照美国国家标准ANSIB31.8，采用地区等级划分确定强度设计系数，再进行管道强度计算，管道与建、构筑物之间的水平净距在规范中并没有具体规定。设计中具体体现在以不同地区等级，采用不同的强度设计系数，进行管道强度计，来保证管道周围建构筑物的安全。地区等级是以沿管道中心线两侧各200米范围内，任意划分成长度为2km的若干地段，按划定地段内的户数确定的。通常来说，一级地区：户数在15户或以下的区段；二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段；三级地区：户数在100户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；四级地区：系指四层及四层以上楼房（不计地下室层数）普遍集中、交通频繁、地下设施多的地段。
1 管材的选取
在进行超高压燃气管道设计时，因管线与其它建、构筑物水平净距的确定始终是以强调管道自身的安全性为前提的，因此在进行压力大于1.6MPa的燃气管道设计时，必须对管道、弯头、弯管的壁厚进行计算。《输气管道工程设计规范》中规定在进行管道强度计算时，不考虑增加管壁的腐蚀裕量。这是因为规范中明确提出了输气管道防腐设计必须符合国家现行标准《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范》和《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》的有关规定。而这两本规范是根据国内外的实践经验制定的，规范中提出了防止管道外腐蚀的有效办法。在输送满足规范要求的天然气时，管子内壁一般不会产生腐蚀。同时，由于工程造价、金属耗量等经济原因，一般不允许采用增加腐蚀裕量的方法来解决管壁内腐蚀问题。因此，管道采取防腐措施后，确定管壁厚度时可不考虑腐蚀裕量。
2 燃气管道转角设计原则
①长曲率半径的机制弯头（R=1.5D，R为曲率半径，D为管道外径），适用于厂站及没有通球要求的管道；短曲率半径的机制弯头（R=D），只能在特殊情况下使用。
②根据GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.15条的规定，管子对接偏差不得大于3°。
③根据GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第6.4.4条的规定，压力大于1.6MPa的室外燃气管道，管道附件不得采用螺旋焊缝钢管制作。
④当管道转角小于15°且采用冷弯弯管时，弯管曲率半径根据管径的不同而异，具体要求见GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.13条。
⑤当管道转角大于15°时，宜采用热煨弯管，对于有通球要求的管道，根据管道的设计压力和管径，弯头的曲率半径分别为R=4D、R=5D、R=6D等。
⑥根据GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.14条，弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，平面弹性敷设还应满足式（1），纵向弹性敷设还应同时满足式（1）、（2）。
3 影响安全因素的设计要点
3.1 腐蚀因素及对策
金属腐蚀对于地下管道运行中的钢制管道来说是一种很常见的现象，腐蚀的原理主要有电解作用和电池作用，金属腐蚀的发生需要具备一种电解液、一个阴极、一个阳极且阴阳级之间需要有电子进行连接四个条件，缺少任何一个条件，腐蚀现象将会停止，因此在设计时，可以由此来制定防治腐蚀的方法。地下燃气管道主要是以地沟和埋地的形式来装设的，其受到腐蚀的因素可以分为应力腐蚀、外腐蚀等。应力腐蚀是最重要的因素之一。因城市地下燃气管道具有用户用气的高峰期及低峰期，应力在管道中的变化大，在管道施工时期会有一系列质量问题，因此，地下管道的应力腐蚀是一个需要注意的问题。根据应力腐蚀的特点，采取的相应措施应该是尽量减少在用户用气的高峰期和低峰期地下燃气管道供气的差异来防止管道应力的大幅度变化、在管道进行施工时严格遵循施工标准和规范以提高施工质量等措施来防止应力腐蚀。
外腐蚀主要从以下几个方面着手，首先是阴极保护情况，应检查阴极保护长度和保护电压是不是遵循規范要求以保证阴极保护情况是否正常；其次是土壤腐蚀性，土壤腐蚀性的影响因素有含水量、土壤电阻率、土壤温度、溶解质的数量和种类、有机质、氧化还原电位及通气性等，对于地下管道来说土壤腐蚀性是一个很重要的因素；接着是外层保护情况，对外层保护的可靠性程度由施工水平、涂层的质量和种类、检查出来的错误能不能及时的修补等等；最后是电流的干扰情况，因正常的电路存在漏电现象而出现在别处的杂散电流，当其流过地下燃气管道时，就可能造成管道的腐蚀。
3.2 误操作的影响因素及对策
误操作是管道工作者因为自身的错误而对城市地下燃气管道造成的影响，包括了设计、施工、运营以及维护方面的误操作。设计误操作指的是设计人员在设计时候发生的失误，包含了材料的选择、安全措施、设计验收以及设计软件是否可靠正确四个方面；施工误操作是指施工人员在施工过程中没有按照设计要求的技术规范施工而发生的失误，另外施工人员的责任心和安全意识、施工监督工作以及施工验收也与城市地下燃气管道的安全息息相关；运营误操作是指在地下管道正常运行期间由于工人技术不娴熟、系统操作出现错误、操作流程不完善、机械人员的维修出现问题等原因会对地下管道的安全造成影响；维护误操作是指对仪表和设备的维护不恰当而出现的错误，如压力表标定出现失误等。在应对措施的选择上，应该着重于对管道操作及维护人员进行专业的培训，提高他们的专业技术水平和安全意识，让他们尽量熟悉管道操作流程，减少误操作的发生。
3.3 影响破坏之其它因素及对对策
主要指除了腐蚀和工作人员原因以外的对管道造成破坏的活动。主要是城市地下燃气管道安全受到威胁的一些因素：首先，我国由于处于城市化的高速发展过程中，很多大中型城市在进行大范围的规划和建设，由于规划的不合理导致在建设过程中需要大量的管道改造工作，使得城市地下燃气管道的埋深或者安全距离达不到规范要求，管道的安全存在潜在的危险。其次，由于目前城市地下燃气管道安全管理的制度还不完善和健全，有些老化管道得不到及时的替换，形成了很多安全隐患威胁着城市地下燃气管道的安全。还有，如今城市的施工建筑在对地下管道不了解的情况下就擅自施工开挖取土，导致很多城市地下燃气管道被挖断而影响城市燃气管网的正常运行。
结束语
燃气管道设计工作对管道施工、管理等过程起着决定性的作用，设计时如果能够在管道选材、规划、管道常见问题等进行充分论证和给予必要的防护措施，就能在一定程度上提高管道质量，增加管道安全指数。
参考文献
[1] 严道存.加强城镇燃气安全管理 保证居民安全使用燃气[N]；新华日报；2009年.
[2] 钟震.浅论利用燃气管道管储调峰及提升管储的方法[J]；城市燃气；2011年05期.
[3] 黄凤洁.城镇燃气管网泄漏诊断方法的研究[D]；山东建筑大学；2012年.