燃气作为清洁能源，已在许多城市普及应用，但因管道的设计辅设存在的不安全因素，而造成泄漏、爆炸、火灾事故的也常有耳闻。因此，安全、科学地设计好城市燃气工程管道，保障用气安全显得非常重要。

　　1 防泄漏问题的处理

　　1.1 由于镀锌管一般采用螺纹连接，接头处容易发生泄漏;因此，我们在管材上选择了10号或20号无缝钢管;接头采有焊接连接。

　　1.2 管道设计走向尽量选择梁底或墙角;并在墙面、楼板埋管位置尽量标明管线走向;以方便维修及防止住户钻孔凿穿管道发生危险。

　　1.3 管道隐蔽前应做强度及气密性试验，检验合格后方可封管，其试验压力应为0.4MPa。

　　2 防腐蚀问题的处理

　　燃气管道暗埋后，由于受墙面(或混凝土体)内碱性液和水气的作用，管道易被腐蚀;所以必须做好防腐措施，以延长管道的使用寿命。具体措施是：

　　2.1 采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层，使燃气管道与外界隔绝。

　　2.2 燃气管道周围不得存在有尖利锋日物体、碎片、垃圾或存积水气;防止防腐层被戏伤或破坏及水气的侵入。

　　2.3 应确保燃气管道被混凝土或墙面批当完全包围，覆盖燃气管道的混凝土或墙面批当的厚度不得小于2cm。

　　2.4 混凝土楼板内的燃气管道引出处应设套管。套管伸出地面5—10cm。套管两端应采用柔性防水材料密封。

　　钢管一般埋地在十年左右，进入事故多发期。目前，由防腐层的破损和老化引发的泄漏事故隐患日益增加，市内燃气管网的防腐，是城市燃气管网安全运行工作中急需解决的技术问题。

　　燃气输配管网工程中应用过的防腐涂层有：石油沥青玻璃布，厚浆型环氧煤沥青玻璃布，聚乙烯粘胶带，STIC重型防腐涂料等，目前煤气钢管大部分都辅助有阴极保护措施。

　　3 燃气管道的阴极保护方法

　　埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。使用阴极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，以降低阴极保护的费用。阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。另方面，强制电流法则有：保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。因此，城市埋地煤气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。当条件许可时，也可采用强制流保护法。目前，在城市燃气输配管网中，已全面采用牺牲阳极法来进行管道防腐。

　　4 埋地燃气管道阴极保护的设计

　　牺牲阳极选用及布点的技术要求

　　4.1 电防护法在选用时应符合以下要求①锌阳极不得使用在土壤电阻率>200·m的场合;②镁阳极不宜使用在土壤电阻车>100Ω·m的场合;③外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。

　　4.2 采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：①对地电位应达到-0.85V或更负;②通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV;③当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电后，对地电位应达到-0.95V或更负。

　　4.3 在牺牲阳极法中的镁阳极选用时，必需按照表1来进行选取。

　　4.4 牺牲阳极在埋设时，与保护的燃气管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。

　　4.5 牺牲阳极检测桩、检测头在设置时应符合下列要求：①检测桩、检测头宜设置在燃气主干管沿线;②宜每5组牺牲阳极或至少1Km设置1个检测桩;③检测桩应设置在牺牲阳极附近，且宜安装在管道沿线中土壤腐蚀性强、湿度大、地下水位高或管道绝缘防腐层薄弱的地点;④宜每在每个检测桩附近设置1个检测头。

　　4.6 设置检查桩和检测头的目的：检测桩是为了监测牺牲阳极装置的保护电位。检测头是为了检测、掌握阴极保护系统运行后管道被保护状态而设置。

　　在进行城市燃气管道设计时，经常会遇到管道转角的问题，需要合理解决。目前有关这方面的研究不多，而且在工程设计中也经常被我们忽略。然而管道转角的问题非常重要，主要包括以下4个方面：

　　① 在管道设计中冷弯弯管、热煨弯管、机制弯头及弹性敷设的适用范围及确定原则。

　　② 在处理燃气管道改变平面位置或纵向上躲避交叉、过河、过铁路等问题时，管道转角的处理。

　　③ 在敷设燃气管道的道路上，遇有环岛、匝道等弯道时，确定合理的节点位置。

　　④ 在满足相关规范对弹性敷设的平面或垂直面的条件下，燃气管道弹性敷设的有关问题。

　　5 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)。

　　式中R——管道弹性弯曲曲率半径，m

　　D——管道的外径，cm

　　α——管道的转角，(°)

　　各种管道转角方式的相关规定见表1。

　　表1 各种管道转角方式的相关规定

　　转角方式 曲率半径 相关规范规定 备 注

　　机制弯头 R=1.5D，

　　R=D SY/T 0510—1998《钢制对焊管件》，GB12459—2005《钢制对焊无缝管件》。 ①短曲率半径(R=D)的弯头只能在特殊情况下使用;②长曲率半径(R=1.5D)的弯头在厂站、不需通球的场所采用;③机制弯头分为无缝和对焊弯头。

　　热煨弯管 R=(4～6)D SY/T 5257—2004《油气输送用钢制弯管》规定可采用无缝、焊接钢管。GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第6.4.4条规定压力>1.6MPa时管道附件不得采用螺旋焊缝钢管制作。 ①根据GB 50369—2006《油气长输管道工程施工及验收规范》，端部直管段的长度应不小于0.5m;②管道转角>15°时宜采用热煨弯管。

　　冷弯弯管 DN≤300mm，R≥18D 执行GB 50369—2006《油气长输管道工程施工及验收规范》 端部直管段的长度为2.0m，外观无褶皱、裂纹、机械损伤，两端椭圆度应小于或等于1.0%，弯管椭圆度不应大于2.5%。

　　DN=350mm，R≥21D

　　DN=400mm，R≥24D

　　DN=450mm，R≥27D

　　DN≥500mm，R≥30D

　　弹性敷设 见备注 GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》第4.3.14条 ①弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求;②平面弹性敷设应满足式(1)的要求;③纵向弹性敷设应同时满足式(1)、(2)的要求。

　　在工程实际应用时，应结合工程的具体情况采用不同的管道转角方式。在城市市区内地下交叉管道多，地上、地下空间比较拥挤，因此通常采用机制弯头、热煨弯管的转角方式。而天然气长输管道大多位于地面比较开阔地带，地下管道较少，有条件采用冷弯弯管和弹性敷设的转角方式。从经济方面考虑，机制弯头、热煨弯头的费用要比冷弯弯管和弹性敷设的费用高。

　　燃气管道的设计与施工是造福千家万户的事业，在有可能的条件下，应使设计更合理、周到，尽量使各家各户都满意，确保使用方便安全。

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