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【關(guān)鍵詞】天然氣工程項目質(zhì)量;設(shè)計 ;標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用
Application of natural gas engineering design standards
Hu Yan-lin,Hu Zi-xuan
【Abstract】The correct application of standards is the key to ensure the quality of engineering products. "Standard fight" phenomenon, should seriously analyze and judge the to combine the project belongs nature, be sure to be done correctly and reasonable application of national and industry standards. In this part of the standard application problem, emphasized want to carefully study the design of objects, the corresponding series of standards of care, put an end to the standard mix wrong with, proposed using the principles of the regulations and standards of the issued after the first use, first strict, reasonable aggregate actual the first, there is a conflict in the line marked with the line marked GB can be used.
【Key words】The quality of natural gas projects; Design; Standard applications
1. 前言
中國石油致力于在"十二五"期間進一步升級國家能源結(jié)構(gòu),到2020年,我國天然氣發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)預(yù)測產(chǎn)量將達到1800億至2200億立方米,在能源結(jié)構(gòu)中的比例將由目前的4%上升到8%至12%。屆時,將進入天然氣生產(chǎn)大國行列。隨著西氣東輸一線、西氣東輸二線、中緬天然氣輸氣干線的貫通投產(chǎn),沿線支線和管網(wǎng)工程建設(shè)步伐加快,下游天然氣市場迅速形成,將大規(guī)模帶動天然氣產(chǎn)業(yè)和相關(guān)行業(yè)蓬勃發(fā)展,全國各地天然氣工程項目建設(shè)將迅速鋪開。
要保證天然氣工程項目建設(shè)質(zhì)量,必須先保證項目工程設(shè)計的質(zhì)量,而正確應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范又是保證工程設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在工程設(shè)計中,對某些設(shè)計內(nèi)容國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都同時提出了相關(guān)要求,這就是行業(yè)內(nèi)俗稱的"標(biāo)準(zhǔn)打架"現(xiàn)象,在這種情況下設(shè)計人員應(yīng)該認(rèn)真分析判斷,仔細(xì)研究設(shè)計對象,掌握設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)系列,結(jié)合項目所屬性質(zhì),務(wù)必作到正確合理地應(yīng)用國家及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。文中就部分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用問題,提出幾點個人管見以茲商榷。
2. 關(guān)于焊接工藝評定
目前焊接工藝評定國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)有GB50236-2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》、SY/T0452-2012《石油天然氣金屬管道焊接工藝評定》、SY/T4103-2006《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》和NB/T47014-2011《承壓設(shè)備用焊接工藝評定》。上述標(biāo)準(zhǔn)在焊接工藝評定中一同應(yīng)用,受法律、經(jīng)驗、業(yè)主和監(jiān)檢等多方面因素影響,使得關(guān)于焊接工藝評定應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系等問題一直存有爭議。
GB50236適用于工程建設(shè)施工現(xiàn)場設(shè)備和工業(yè)金屬管道的焊接,不適用于施工現(xiàn)場組焊的鍋爐、壓力容器的焊接,不適合釬焊的焊接;所針對的材料是碳素鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金、工業(yè)純鈦、鎳及鎳合金等。
NB/T47014-2011是參照ASME Ⅸ最新版本編制的,只是根據(jù)國內(nèi)實際情況做了修訂,覆蓋了原JB4708的內(nèi)容,適用于鍋爐、壓力容器和壓力管道焊接的工藝評定,所針對的材料是碳素鋼、合金鋼、鋁、鈦、銅、鎳及其合金。
SY/T0452適用于石油天然氣工程建設(shè)中的金屬管道焊接的工藝的評定,所針對的材料是碳素鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等。
SY/T4103標(biāo)準(zhǔn)適用于使用碳鋼鋼管、低合金鋼鋼管及管件輸送原油、成品油及氣體燃料等介質(zhì)的長輸管道、壓力站管網(wǎng)和泵站管網(wǎng)的安裝焊接的工藝評定,以及采用前述材質(zhì)管道管件輸送前述油氣介質(zhì)的其他集、分輸管網(wǎng)安裝焊接的工藝的評定,所針對的材料是流體、天然氣等輸送管道用鋼管。
由此可知,上述標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍各有側(cè)重,使用的材料因適用范圍的不同也各有側(cè)重,設(shè)計者在應(yīng)用上述標(biāo)準(zhǔn)時務(wù)必要仔細(xì)研究設(shè)計對象,搞清楚設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)所對應(yīng)系列,杜絕混用錯用。
在GB50236中只要求做焊接評定,未詳細(xì)交待如何做焊接評定、焊接過程各環(huán)節(jié)質(zhì)量如何檢驗與驗收。因此,設(shè)計中針對焊接評定應(yīng)要求按新的NB/T 47014-2011標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,焊接質(zhì)量檢驗與驗收應(yīng)按GB50683-2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》執(zhí)行。
3. 關(guān)于無損檢測
由于天然氣工程設(shè)計中,部分工程項目性質(zhì)及類別歸屬易混淆搭界,導(dǎo)致要求對焊縫做無損檢測時,幾個常用標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用也易產(chǎn)生混淆搭界。
3.1 GB50236-2011標(biāo)準(zhǔn)
GB50236-98版要求無損檢測按GB3323-87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》(已過期,現(xiàn)行為GB /T3323-2005《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》)和GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》執(zhí)行,修訂后的新版GB50236-2011則要求焊縫無損檢測執(zhí)行JB4730《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)。
GB /T3323主要參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1435《焊縫的無損檢驗.焊接接頭的放射性檢驗》修訂,適用于金屬材料板和管的熔化焊焊接接頭,涵蓋范圍較廣。
GB11345-89適用于母材厚度大于8mm的鐵素體類鋼,不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫和外徑小于159mm的鋼管對接焊縫,即使其他標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定引用,也只能在此范圍內(nèi)。對于石油天然氣長輸、集輸及其站場多數(shù)鋼質(zhì)管道壁厚小于8mm、外徑小于159mm的工程,設(shè)計則無法采用。
由于燃?xì)夤艿朗欠枪I(yè)管道,最多是個公用管道,執(zhí)行工業(yè)管道標(biāo)準(zhǔn)是不合適的;且JB4730標(biāo)準(zhǔn)比其他標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格,現(xiàn)場施工條件基本達不到,經(jīng)實際驗證,按JB4730標(biāo)準(zhǔn)檢驗焊縫,焊接一次合格率可能會低于50%,這樣會造成嚴(yán)重的質(zhì)量過剩,成本會大大提高。
因此,上述無損檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍側(cè)重于現(xiàn)場設(shè)備(鍋爐、壓力容器等)及其關(guān)聯(lián)的工業(yè)金屬管道,對石油天然氣長輸、集輸及其站場鋼質(zhì)管道焊縫的檢測不合適。
3.2 CJJ33-2005標(biāo)準(zhǔn)
在CJJ33-2005《城鎮(zhèn)燃?xì)?/a>輸配工程施工及驗收規(guī)范》章節(jié)"5 埋地鋼管敷設(shè)"中,要求焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗按GB/T12605-2008《無損檢測金屬管道熔化焊環(huán)向?qū)咏宇^射線照相檢測方法》和GB11345-89執(zhí)行。
根據(jù)其章節(jié)5和章節(jié)11的內(nèi)容描述,章節(jié)5涉及鋼質(zhì)管道應(yīng)屬于線路管道,某些項目的設(shè)計卻將GB/T12605和 GB11345-89用于燃?xì)饩€路兩端的站場內(nèi)管道的焊縫檢驗,這是不妥的,如此采用與CJJ33第11章對場站管道焊縫檢驗要求相矛盾。
CJJ33在第11章"燃?xì)鈭稣?中明確規(guī)定站內(nèi)工藝管道的施工及驗收按SY0402(已作廢,現(xiàn)行為GB50540-2009《石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工規(guī)范》)執(zhí)行,而GB50540中7.4.2條明確規(guī)定無損檢測采用SY/T4109標(biāo)準(zhǔn)。因此,設(shè)計文件中對燃?xì)庹緢鰞?nèi)管道焊縫無損檢驗應(yīng)按SY/T4109執(zhí)行。
3.3 SY/T4109-2005標(biāo)準(zhǔn)
SY/T4109-2005《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》主要依據(jù)于API1104標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容修訂,是在整合了SY /T4056-93、SY/T4065-93、SY/T0444-98、SY/T0443-98四個標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上于2005年的,明確適用于石油天然氣長輸、集輸及其站場鋼質(zhì)管道焊縫的檢測。
SY/T4109標(biāo)準(zhǔn)在總則中明確表示"不適用于工業(yè)和公用管道的無損檢測"。本文認(rèn)為,雖然站場工藝管道國家是按工業(yè)管道來管理的(也僅控制壓力容器安裝這一塊),但質(zhì)檢總局明確規(guī)定,站場屬于長輸管道一部分,而且所有的標(biāo)準(zhǔn)也是依據(jù)長輸管道來制定的;長期以來,國內(nèi)所有的長輸管道焊縫都是按SY/T4109實施檢測的,也沒有任何問題;SY/T4109是由API 1104轉(zhuǎn)化而來的,國外也是執(zhí)行API 1104標(biāo)準(zhǔn);工程項目中對SY/T4109的實際使用國家質(zhì)檢總局對此也是承認(rèn)的。從標(biāo)準(zhǔn)層面來說,國標(biāo)GB50540是高于行標(biāo)CJJ33的,這種情況是SY行標(biāo)與CJJ行標(biāo)出現(xiàn)沖突,則應(yīng)當(dāng)服從于GB標(biāo)要求執(zhí)行。
SY/T4109修訂的指導(dǎo)思想是滿足油氣長輸管道正向著大口徑、大壁厚、高鋼級及高壓力方向發(fā)展,與國外標(biāo)準(zhǔn)接軌,總結(jié)了我國石油天然氣企業(yè)在國內(nèi)外長輸管道施工檢測的成功經(jīng)驗,積極吸納國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的長處修訂出版的。因此,SY/T4109針對性更強,更具科學(xué)性、先進性、簡單實用、可操作性強的特點。目前,SY/T4109正在重新修訂升級為GB標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計有望在2013年年內(nèi)公布實施。
4. 關(guān)于燃?xì)饩€路的穿越
GB50028-2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》中6.3.10條燃?xì)夤艿劳ㄟ^河流時,當(dāng)條件許可、管道輸送壓力不大于0.4MPa時,可利用道路橋梁跨越河流(借橋外掛管或橋上人行道敷設(shè)通過)。
然而,按2011年7月1日起施行的國務(wù)院第593號令《公路安全保護條例》第二十二條 "禁止利用公路橋梁(含橋下空間)、公路隧道、涵洞堆放物品,搭建設(shè)施以及鋪設(shè)高壓電線和輸送易燃、易爆或者其他有毒有害氣體、液體的管道" 之規(guī)定,GB50028中6.3.10條關(guān)于燃?xì)夤艿澜铇蛲ㄟ^河流的方式已難以實施。因此,按國務(wù)院第593號令要求,不僅是燃?xì)夤艿溃瑢λ泄こ添椖康妮敋夤艿劳ㄟ^河流時,應(yīng)結(jié)合勘察資料在大開挖、水平定向鉆、隧道穿越、管橋跨越等幾種方式中比選擇優(yōu)選擇。
GB50028中6.3.10條內(nèi)容與國務(wù)院第593號令第二十二條的沖突表明,設(shè)計者在應(yīng)用原有標(biāo)準(zhǔn)時,還應(yīng)關(guān)是否注滿足國家新法律法規(guī)的要求,這是設(shè)計深度的重要體現(xiàn)。
5. 關(guān)于鋼質(zhì)燃?xì)夤艿啦馁|(zhì)選擇
在城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計過程中,由于燃?xì)夤艿缐毫壷拼蠖啾燃敽烷L輸線路管道壓力級制低,為了節(jié)約投資、利用庫存、縮短建設(shè)周期或便于采購等,設(shè)計單位往往應(yīng)業(yè)主要求,多數(shù)情況下選擇20號鋼作為燃?xì)夤艿烙貌?,這種選擇在壓力等級≤1.6MPa,管道線路經(jīng)過區(qū)域為一、二級地區(qū)是可以的。但是,大多數(shù)燃?xì)夤艿肋M入的施工區(qū)域多為建筑和人口較密集的三、四級地區(qū),且當(dāng)壓力等級>1.6MPa時,這種情況下節(jié)約投資和縮短工期等則屬于次要問題,管道材質(zhì)的選擇首要考慮的重點應(yīng)是安全和環(huán)境保護問題。
雖然,城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿垒斔偷奶烊粴鈿赓|(zhì)基本上都是達到了GB17820-2012《天然氣》標(biāo)準(zhǔn)一類氣質(zhì)要求的商品氣,但鑒于輸送帶壓氣體介質(zhì)壓力管道對環(huán)境安全危害性大于輸送帶壓液體介質(zhì)的壓力管道。而20號鋼是按GB/T 8163《輸送流體用無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),檢驗標(biāo)準(zhǔn)較低,磷P、硫S等雜質(zhì)成分含量較高,性能和質(zhì)量低于L245鋼。
因此,在采用GB50028《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》進行設(shè)計時,務(wù)必遵守標(biāo)準(zhǔn)要求區(qū)別對待。當(dāng)設(shè)計壓力級制為次高壓(≤1.6MPa)及以下燃?xì)夤艿溃梢赃x用20號材質(zhì)鋼;當(dāng)設(shè)計壓力級制為次高壓以上的高壓(1.6MPa
6. 結(jié)束語
(1)GB50236、NB/T47014、SY/T0452、SY/T4103四個標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其適用范圍的不同,在使用材料上各有側(cè)重。我國長輸管道線路工程建設(shè)一般按照SY/T 4103標(biāo)準(zhǔn)來進行焊接工藝評定,而壓力站、泵站管網(wǎng)則按照SY/T 0452或JB 4708標(biāo)準(zhǔn)進行焊接工藝評定。
(2)在一個規(guī)范里面已經(jīng)規(guī)定了的,就不用其他規(guī)范;現(xiàn)在對焊縫實際是驗、評分開的,要選擇適合設(shè)計內(nèi)容(項目范圍、材質(zhì)、焊接工藝、方法、焊條、尺寸等)的對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。GB50236規(guī)定要做焊接評定,其工藝評定按NB/T47014執(zhí)行,焊接質(zhì)量檢驗與驗收按GB50683執(zhí)行,這也算一個"設(shè)計系列"。 設(shè)計者要仔細(xì)研究設(shè)計對象,一個設(shè)計中應(yīng)基本統(tǒng)一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)系列。
(3)NB/T47014-2011比之原JB4708有較大變更,因此,原按JB4708進行的焊接工藝評定項目需要進行系統(tǒng)整理;依據(jù)國質(zhì)檢特函〔2011〕102號文件,新的焊接工藝評定項目均應(yīng)按NB/T47014進行。而不能繼續(xù)使用的原評定項目,應(yīng)根據(jù)不同情況按NB/T47014 規(guī)定進行補充試驗及轉(zhuǎn)換工作等,這是從事專業(yè)技術(shù)管理工作的一項重要而具有時限規(guī)定的任務(wù)。
(4)一個具體工藝設(shè)計只能采用一套參數(shù)。如果混用,就要研究參數(shù)的依據(jù)了。例如:石油天然氣長輸、集輸及其站場鋼質(zhì)管道焊縫的無損檢測檢測按照規(guī)范SY/T 4109-2005《 石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》執(zhí)行,超聲波探傷、射線探傷等級均為Ⅱ級合格。探傷比例則參照地區(qū)等級,穿跨越等重要地段確定檢驗比例。
(5)JB4730《承壓設(shè)備無損檢測》是篇結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn),任何一個焊接都可以依據(jù),具有通用性,適用范圍廣,評價體系完善,評價標(biāo)準(zhǔn)也最為嚴(yán)格的;同時,它也兼容50235、50236的具體要求,50236提出要以它為依據(jù)也是基于此。因此,對于CNG、LNG站場,則超聲波探傷、射線探傷均按照規(guī)范JB4730執(zhí)行就沒有問題了。
(6)對法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的采用原則是后頒發(fā)的先用,嚴(yán)格的先用、合理合實際的先用、行標(biāo)與行標(biāo)有沖突時可采用國標(biāo)。設(shè)計者在應(yīng)用原有標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)注國標(biāo)、行標(biāo)更新替換的同時,還應(yīng)關(guān)注是否滿足國家其他新法律法規(guī)的要求,這是設(shè)計深度的重要體現(xiàn)。
(7)設(shè)計過程中,對線路管道用材質(zhì)的選擇,除應(yīng)滿足業(yè)主要求并嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外,還須考慮在滿足管道輸配系統(tǒng)運行功能和工藝要求前提下,管道所經(jīng)過的沿線區(qū)域的安全和環(huán)境保護具有可靠保障。
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