摘要：  探討了CJJ 33—2005中城鎮燃氣高壓管道施工驗收中的焊接、壁厚小于8mm的鋼管焊縫質量無損檢測、強度試驗介質、嚴密性試驗壓力、管道清管和折角處理等問題，指出相關條文存在的不足之處，提出了修訂建議。

關鍵詞：  城鎮燃氣；  高壓管道； 施工驗收；  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

隨著我國天然氣事業的飛速發展，天然氣需求量不斷增加。為了適應城市供氣和儲氣調峰的要求，越來越多的城市開始在城市外圍建設城市天然氣高壓管道，設計壓力一般為1.6～4.0 MPa，個別大城市高壓管道設計壓力甚至更高，例如廣州外圍高壓管道設計壓力為5．0 MPa，上海天然氣高壓管道設計壓力為6．0 MPa。

按照相關設計規范的要求，城鎮燃氣高壓管道一般敷設在城市外圍地區，大多屬于GB 50028—2006《城鎮燃氣設計規范》規定的二級或三級地區。設計應遵循GB 50028—2006，施工驗收應執行CJJ 33—2005《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》。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計壓力0.8 MPa以下擴大至4.0 MPa以下，以滿足城鎮燃氣高壓管道建設的需要。CJJ 33—2005對高壓燃氣管道建設提出了具體要求，起到了一定的指導作用，提高了建設質量。但是在高壓燃氣管道建設和規范具體執行過程中，發現在某些環節，規范的相關條文存在一定的局限性和不合理之處，特提出加以探討，以備規范修訂時參考。

2高壓管道的焊接

關于高壓管道的焊接，CJJ 33—2005第5.2.1條規定，“管道焊接應按現行國家標準《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB 50235和《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB 50236的有關規定執行。”

在CJJ 33—2005制定時，GB 50235和GB 50236的標準編號分別是GB 50235—1997和GB 50236—1998，現在這兩部規范都已經將施工和質量驗收分開，改為施工規范和配套使用的質量驗收規范。即GB 50235—1997改為GB 50235—2010《工業金屬管道工程施工規范》和GB 50184—2011《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》；GB 50236—1998改為GB 50236—2011《現場設備、工業管道焊接工程施工規范》和GB 50683—2011《現場設備、工業管道焊接工程施工質量驗收規范》。在規范的引用方面，CJJ 33—2005需要修訂。

GB 50235—2010總則明確規定，“本規范適用于設計壓力不大于42 MPa，設計溫度不超過材料允許使用溫度的工業金屬管道工程的施工；不適用于石油、天然氣、地熱等勘探和采掘裝置的管道以及長輸管道等工業金屬管道的施工。”GB 50235--1997也有類似規定。城鎮燃氣高壓管道屬于公用管道，在功能和建設條件方面與長輸管道比較接近，與工業管道相差較大。有些方面雖然可以借鑒工業管道規范的某些要求，但總的來說引用工業管道規范對于城鎮燃氣高壓管道不適用。不適用的原因主要有兩點：

①管材材質方面

城鎮燃氣高壓管道選用的管材材質與長輸管道相同，基本都是管線鋼。管線鋼除要求具有較高的強度外，還要求具有較高的低溫韌性和優良的焊接性能。而工業管道介質種類多，運行條件苛刻，操作條件復雜，管材材質的選擇也更加豐富和嚴格。因此，對于城鎮燃氣高壓管道來說，與工業管道管材材質不同帶來的焊接要求也不盡相同。

②管道焊接工藝和環境方面

城鎮燃氣高壓管道的焊接施工方式和環境以及管道焊接工藝要求等都與長輸管道相近，而與工業管道差別較大。根據工程具體情況和不同的施工環境(如山區、水網地區等)，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，有條件時可以采用自保護藥芯焊絲半自動焊技術，還可以采用氬電連焊工藝。在城鎮燃氣高壓管道工程設計中，SY／T 4103—2006《鋼制管道焊接及驗收》是專門針對石油天然氣輸送而制定的標準，比《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》(GB 50236)更具有指導性。在實際工程設計中，對管線鋼的焊接一般按照SY／T 4103—2006《鋼制管道焊接及驗收》標準提出設計要求。

根據上述分析，建議CJJ 33—2005參照長輸管道相關焊接規范制訂適合城鎮燃氣高壓管道的焊接要求。

3壁厚小于8 mm的鋼管焊縫質量無損檢測

CJJ 33—2005第5.2.8條要求焊縫內部質量應滿足國家標準《鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級》(GB／T l2605)和《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》(GB ll345)的相關條款。《鋼管環縫熔化焊對接接頭射線透照工藝和質量分級》(GB／T l2605)現已修訂為GB／T 12605—2008《無損檢測金屬管道熔化焊環向對接接頭射線照相檢測方法》，這部規范對于射線檢測仍然基本適用。而《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》(GB ll345)明確規定“本標準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接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗”。這樣規定是因為當板較薄進行焊縫橫波掃查時，由于對側表面反射的影響，聲束發生偏移，這將導致聲軸中心線在掃查方向發生平行的偏移，容易造成定位不準確。但在實際工程中高壓管道可能選用壁厚為8mm以下的管材，對于這種壁厚的管材應該按什么標準進行超聲探傷呢?在可以參考借鑒的規范SY／T 4109—2005《石油天然氣鋼制管道無損檢測》中，雖然適用范圍下限降至壁厚為5 mm，但又有明確規定“本標準不適用工業和公用管道的無損檢測”。這樣就把屬于公用管道的城鎮燃氣高壓管道排除在外了。

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

4高壓管道強度試驗介質

CJJ 33—2005第12.3.5條規定，設計壓力大于0.8 MPa的鋼管應該采用清潔水作為強度試驗的試驗介質。有些城鎮燃氣高壓管道的建設地區比較偏僻，可能沒有水源，給工程建設帶來很大的困難。文獻[1]提出進行燃氣管道強度試驗時，水壓試驗應該是首選但不是唯一的選擇。建議CJJ 33—2005可以規定允許高壓燃氣管道在比較嚴格的安全條件下采用空氣作為試驗介質。既保證安全，又方便建設，節省成本，縮短工期。安全條件可以參考GB 50251—2003《輸氣管道工程設計規范》的第10.2.3條提出如下要求：

①三級地區試壓時最大環向應力應小于50％σ_S。(σ_S為鋼管的最小屈服強度)，四級地區小于40％σ_S。

②最大操作壓力不超過現場最大試驗壓力的80％。

③所試驗的管道是新管子，且焊縫系數為1.0。

5嚴密性試驗壓力

CJJ 33—2005第12.4.3條規定，“嚴密性試驗介質宜采用空氣，試驗壓力應滿足下列要求：

1設計壓力小于5 kPa時，試驗壓力應為20 kPa。

2設計壓力大于或等于5 kPa時，試驗壓力應為設計壓力的l.15倍，且不得小于0.1 MPa。”

在城鎮燃氣高壓管道工程中，設計壓力一般都在1.6 MPa以上，而且一般運行壓力不超過設計壓力，當采用氣體進行嚴密性試驗時，試驗壓力太高有一定危險性。長輸管道有關規范要求嚴密性試驗壓力應等于設計壓力，穩壓24 h不泄漏為合格。建議CJJ 33—2005對于嚴密性試驗壓力可將高壓管道和其他管道分開規定，對于城鎮燃氣高壓管道可以借鑒長輸管道的要求，以設計壓力作為嚴密性試驗壓力。

6管道清管

CJJ 33—2005第12.2.1條規定，“管道吹掃應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、鋼骨架聚乙烯復合管道和公稱直徑小于100 mm或長度小于100m的鋼質管道，可采用氣體吹掃。

2公稱直徑大于或等于100 mm的鋼質管道，宜采用清管球進行清掃。”

規范在該條文之后對管道的氣體吹掃提出了相關要求，但是對清管球清管的要求比較簡略。清管對于管道安全正常運行十分重要^[2-3]，而且高壓管道的清管具有一定危險性，需要采取必要的安全措施。建議規范對清管器過盈量、清管最大壓力、清管器可通過的曲率半徑、清管次數、收發裝置設置地點、警示裝置設置等方面作出規定。

7高壓管道處理水平或縱向折角的方法

CJJ 33—2005第5.4.9條規定“當管道的縱斷、水平位置折角大于22.5^°時，必須采用彎頭”。對于城鎮燃氣高壓管道的安全運行來說，折角處理非常重要。因為管道內壓力較高，管道環向應力和軸向應力比較大，而且城鎮燃氣高壓管道一般兼有輸氣和儲氣作用，管道內介質壓力波動較大，容易引起管道疲勞損傷。因此，高壓管道的對口及焊接質量非常重要，是關系到管道安全的重要環節。故施工中對于任何角度的處理都應該按照設計圖紙的要求完成，不能在施工現場進行處理。作為施工及驗收規范，有異于設計規范，在CJJ 33—2005中規定何種情況如何處理管道轉角對于高壓管道來說是不合適的。

在設計階段，對于管道水平或縱向的折角處理原則是首先采用彈性敷設^[4]，彈性敷設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大于管子在自重作用下產生的撓度曲線的曲率半徑；對于彈性敷設難以實現的則采用現場冷彎彎管，一般曲率半徑為鋼管外徑的30～40倍，折角角度比較大時(根據不同管徑確定)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，增加鋼管管道組對和使用對口器的相關要求，并對管道的對接偏差作出規定。參照長輸管道規范，可以要求在施工時應采用對口器(內對口器或者外對口器，優先選用內對口器)進行管道組對焊接，而且管道的對接偏差不得大于3^°。

參考文獻：

[1]  李永威．城鎮高壓燃氣管道強度試驗介質與壓力的探討[J]．煤氣與熱力，2009，29(12)：B01-B05．

[2]  李莉萍，王衛紅，曲偉國．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．燃氣管道清管球清管的探討[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：中國市政工程華北設計研究總院