燃气管道技术
第一节　施工中防止燃气燃烧、爆炸及中毒的技术措施
一、防止燃气燃烧、爆炸的措施
可燃气体爆炸的破坏作用在于爆炸时可燃气体的体积迅速膨胀，造成压力急剧增大。一般情况下，天然气与焦炉煤气爆炸时产生的计算爆炸压力：丙烷为73.5×104帕，丁烷为93.1×104帕，氢、乙炔为161.7×104 帕。当可燃性气体和空气混合物在具有足够大的直径和长度的管道内爆炸时，压力的增高可达784×104帕或更高些。由于爆炸时着火介质有冲击波产生，使介质的温度、压力和密度急剧增大，增强了破坏作用。防爆的技术措施是根据形成爆炸的条件来制订的。煤气形成爆炸必须同时具备三个条件：
第一　燃气与空气的混合物中煤气的含量在爆炸极限浓度之内；
第二　有火种和热源存在；
第三　处于封闭容器内，或相当于封闭的容器内。
故施工人员可根据现场条件和具体情况，制定安全措施避免爆炸条件的形成，达到安全施工目的。其主要的措施有以下几点：
1. 在使用钢凿进行凿削带气的铸铁管时（断管、凿削取孔），为防止火星产生，对锤击部位应不停地浇水冷却，并用粘土及时涂抹已凿穿的部位。
2. 在带气管道（铸铁）上钻孔攻螺纹时宜采用“封闭式的钻孔机”，以防管内煤气大量外泄。用机械割刀切削断管时不应一次将管壁割穿（指铸铁管），切削缝槽的深度应控制在剩余1.5~2毫米管壁，待全部切削完成后用钢制扁凿将剩余管壁击穿，避免切割操作中大量煤气外泄。一旦割穿应迅速用粘土或木枕（锥形）堵塞漏点。
3. 凡在带气操作中使用的电动机具应配装防爆电机与防爆按钮。
4. 地下金属管道上可能有电流通过（杂散电流、阴极保护装置等），当管道镶接合拢时存有一定的间隙，此时管道上的电流通到间隙处会产生火花。所以在切割或连接管道时，必须将阴极保护装置断开，用导体与断开的管道两顶端连接，连接线的另一端必须接地。
5. 对新敷设的燃气管道在尚未换气投产前，应防止煤气渗入管道内。当在带有燃气管道上接管而停气时，也应采取必要措施，防止空气渗入老管道内形成混合气体。在嵌接三通管、镶接时应在待接的老管道顶端钻孔并塞入阻气袋以阻挡空气渗入管内。
当完成镶接工程后应连续进行管内混合气体置换工作，直至取样合格为止。如果镶接通气与置换（放散）相隔的时间过长，带有混合气体的封闭管段将存在爆炸的危险。通气、置换的基本顺序应为先打开放散阀门，使放散管畅通，然后再拔除镶接点的阻气袋或开启阀门，借管内燃气的工作压力将管内混合气体有次序地在放散孔排放。如果顺序颠倒，先开启管道阀门或拔除阻气袋（低压），管内燃气与混合气产生涡流倒灌至已运行的老管道中，其危险性较大。通气置换操作的现场组织很重要，应预先编制方案，才能确保实施时按照规定的顺序有条不紊地进行。
6. 对已与老管道镶接连通，但又暂不通气的管段，必须在镶接点加装“盲板”隔
离。应该指出，仅仅依靠管道上的阀门隔离是不安全的，因目前使用在燃气管道上的阀
门多为水阀门，气密性较差，而且不能确定已安装在管道上阀门是处于开启还是关闭状
态，容易产生差错。
（1）盲板的选择。盲板选用钢板制成，需要有足够的刚度和强度。钢制盲板的几何
形状见图9-1。直径的计算式为
　 　　     　　　　　　　（1）
式中  d——盲板直径（毫米）；
D——法兰盘螺栓孔中心线直径（毫米）；
dcp——螺栓孔直径（毫米）。
图9-1钢制盲板
1—管道；2—盲板
因管内煤气的压力使盲板变形，在拆除时产生困难。必须对盲板的挠度进行校核，并计算出盲板所需要的最小厚度。计算式如下：
　　　　　　　　　　　　　　　　（2）
式中  y——盲板中心最大挠度（米）；
p——盲板单位面积上所受压力（帕）；
r——管内径（米）；
D——圆形盲板的刚度（牛·米）。
　　　　　　　　　　　　　　　　（3）
式中  Ｅ——弹性模数（帕）；
——盲板厚度（米）；
——考虑气流的压缩所采用的系数（取0.3）。
将公式（3）代入公式（2）得到下式：
　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）
为便于拆除盲板和在合拢的法兰盘撑开量最小和燃气泄漏最少时抽出盲板，其挠度y不应超过5毫米。
盲板表面加工精度要求与法兰表面相同。安装前应用煤油渗透检查其严密性。
（2）盲板的安装和拆除方法（见图9-2）。安装盲板的二片法兰盘间隙应均匀，法兰处于同心位置，插入的盲板也应校正至与法兰同心，然后在盲板两面垫入橡胶石棉圈或石棉线，均匀地拧紧螺栓合拢法兰盘［见图9-2（a）］。填料安装错误将导致燃气从盲板边缘渗入空管道中而不被察觉［见图9-2（b）］。
盲板的拆除一般在带有煤气情况下进行，施工难度高，必须按照下列顺序进行：
第一，按图见图9-2（a）所示预先在待拆除盲板的法兰盘两边管道上焊接钢支撑架。支撑架成对，位于与管轴线平行的同一直线上，支撑平面应与管轴线相垂直。当管径≤φ200毫米时可对称焊接二组支撑架，管径 φ200毫米时应焊接三组或多组支撑架于均布位置。每组支撑架的间距应等于千斤顶最初的长度。
图9-2 盲板的安装和拆除操作示意图
（a）盲板垫圈安装正确；（b）盲板垫圈安装不正确；
（c）钢管法兰盲板去除撑开图；（d）法兰垫圈安装通气图
1—无燃气的管道；2—焊接支撑角铁；3—千斤顶；4—法兰接口；5—盲板；
6—带燃气的管道；7—橡胶石棉圈；8—垫圈
第二，拆除盲板时应先将法兰盘紧固螺栓全部拧松，将位于法兰盘水平轴线以上的螺栓拆除，轴线以下的螺栓保留。然后再用绳索将盲板渐渐地向上抽出，最后垫入橡胶石棉圈，并将拆下的螺栓复位，均匀地全部拧紧合拢法兰盘。
工程中常常遇到法兰两端连接管道处于无伸缩状态，对由于拆除盲板后所出现的空隙合拢发生困难。针对这种情况，必须事先制作成厚度与盲板相同的钢制垫圈，在抽出盲板后插入法兰盘间，并在两面加填料将法兰盘合拢，见图9-2（c）。
7. 在带气钢管上焊接时，为防止管内混合气体引炸，必须保持196~588 帕压力，并派专人监察方可操作。需要切割（断管或割孔）时忌用气割方法，因气割时氧和乙炔的混合气流的压力达到49×104 帕左右，势必导致过剩氧气渗入管内与燃气混合成爆炸性气体，被气割火苗引爆，造成管内爆炸的危险。应采用机械切削的方法较为安全。对于要求不高的切割面可以采用电焊条冲割的方法，因电焊条冲割时无压力气流产生，仅仅引燃从管内外泄的燃气呈扩散式燃烧，管内没有混入空气（氧气），故不会引入管内燃爆。施工中选用较小直径的焊条（φ3.2~φ4毫米），较大的电流（250~300 安），切割厚度为8~10毫米的钢管是适宜的。操作时应及时将割穿缝隙处的火苗扑灭并堵塞泄漏点后再继续切割。该方法的缺点是切割线条不够整齐。
8. 为了保持带气施工现场的空气流通，采用鼓风机强制通风，及时将管内泄漏燃气扩散。
9. 夜间带气操作时，照明灯具散发的热量使温度高于燃气着火温度时亦会引燃。施工照明常用的碘钨灯所散发热量使温度高达1000℃以上，而燃气的着火温度仅为600℃左右，故在带气操作时不宜采用碘钨灯，而应选用散发热量使照明处温度低于600℃的聚光灯为宜。
10. 制止外来火种引入带气施工现场。除禁止吸烟者靠近施工点外，还有机动车辆发动时排气管出现火星，电车行驶时架空线摩擦产生火花坠落至带气沟内等因素均能引燃。所以对带气操作点应相应建立
燃气管道施工安全技术_secret.doc