顾永亮

国家管网集团南山（山东）天然气有限公司 山东 烟台 265700

近年来，随着液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）在我国市场化程度的不断提高，形成了沿海大型LNG接收站和内陆小型LNG液化工厂投入建设的新格局。截至2022年10月，我国已建成LNG接收站24座，年设计接收能力达1.0957亿t，按照我国能源战略部署，未来还将新建和扩建LNG接收站，以满足对LNG这种优质、清洁、高效的能源需求[1]。LNG接收站包含储罐、卸料、运输、气化、外输等设施，是LNG产业链中的重要一环。基于超低温（-162℃）存储、运输的工艺管道安装工程就成为LNG接收站建设施工质量的重中之重。

LNG工艺管道包含接收站内的工艺区、储罐区、公用工程及辅助生产区、海水取排水口区、LNG槽车装车区、厂前区；接收站外的消防站工程和槽车安装区以及码头工程的LNG专用码头上部设施、火炬平台上部设施和工作船码头[2]。上诉所有区域均有工艺管线的设计和安装，工艺管道安装技术和质量控制对LNG安全生产至关重要。接收站工艺管道系统一般由管材、管件、法兰、阀门等管道组成件经焊接和螺栓连接而成。管道组成件自身质量是整个管道系统质量的基础，在采购和生产阶段做好监检工作十分有必要。

LNG接收站工艺管道安装流程：先决条件检查→材料验收→管道预制、阀门试压→测量定位→支吊架安装→管道安装→管道试压、吹扫、清洗→管道防腐补口、补伤→交工验收。管道安装程序开始前需要确认敷设管道的管廊、管道支柱、低管架的管道支墩、预埋件、预留孔等均已按照设计文件要求施工完毕；坐标位置、标高以及坡度要求均符合设计文件且混泥土强度达到75%以上。每道施工工序都具有相应的工艺规划和验收标准，文章将详细叙述管道安装过程中的质量控制要点，科学规划焊接安装及保冷安装的施工流程，精准掌握管道安装技术和监理水平，不断提高LNG接收站工程工艺管道建设质量。

1 焊接质量控制要点

1.1 下料、组对及焊口标记管理

按照管道设计图纸进行管材下料，应考虑预制段尺寸和下料段尺寸之间的差异，通常下料段尺寸要去除弯头、三通、大小头等管配件的理论尺寸、规范要求的焊口组对间隙以及法兰、垫片厚度的理论尺寸，一般调整余量长度为50～100mm。管材切割之前应将管道色标、规格、材质、物相代码、制造标准等材料信息进行原标识移植，以防下料成段后混淆材料信息，对工艺造成偏差。设计压力大于10MPa的可燃流体管道应采用机械方法加工、预制坡口，若采用氧乙炔焰或等离子切割时需打磨平整，去除影响焊接质量的表面层。管道组对时应将坡口内外表面20mm范围内的油污、油漆、铁锈、毛刺清理干净。组对过程应做到内外平直，钢制管道内壁错边量不应超过壁厚的10%，并在距离中心200mm处测量平直度，全场允许偏差小于1mm。

由于接收站工艺管道贯穿多个单体区域，焊接组对的焊口标记格外重要，所有工艺管道使用的管道焊口标识应具有唯一性，在完成一道焊口并经表面质量检查后，在焊口附近详细记录焊口号、管线号、管段号、焊工号、焊接日期等信息，以便后续焊接质量管理查验以及缺陷溯源。管段号以每张单线图为单位进行标注，以某在建LNG接收站项目为例，工艺区管廊单线图号为GAN-0001-SA10E0-2，管段号为970-GAN-1-2-2”-1/1-GD01→，当管段需进行拆分时，在上诉管段号末尾备注（D+1/2）。

1.2 焊接过程控制

LNG接收站工艺管道包含不锈钢管（ASTM A312 TP304）、碳钢管（ASTM A106 Gr.B）、铜镍管（ASTM B 466 UNS C70600）、高温作用电容钢管（ASTM A358 304/304L）、低温无缝碳钢管（ASTM A333 Gr.6）、中低温用电熔化焊钢管（ASTM A671 GR.CC60 CL.32），每种材质钢管和对应的焊材应当制定焊接工艺评定，并在焊接工艺规程中详细说明焊接过程参数，对现场施焊进行参数管理和行为约束。低温钢管道在保证焊透的条件下，应选用小的焊接线能量和多层多道焊的工艺[3]。焊接安装的顺序为：先地下管道后地上管道、先大管道后小管道、先高压管道、后低压管道、先合金钢管道、后碳素钢管道。

管径小于等于2寸或壁厚δ≤6mm的焊缝可采用氩弧电弧焊（GTAW）进行焊接；管径大于2寸壁厚δ≤6mm的管道采用氩弧焊打底、手工焊条电弧焊（SMAW）盖面，低温不锈钢氩弧焊必须实现管道内充氩进行根部焊接。承插以及角焊缝采用手工焊条电弧焊（SMAW）并至少焊2遍。不得在焊接件表面试验电流，不锈钢、合金钢焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。焊接完毕应及时清理焊缝表面的熔渣及附近的飞溅，奥氏体不锈钢焊接接头焊后应按施工及质量验收规范进行酸洗、钝化处理，并以兰点检验法检查钝化膜的致密性。

1.3 无损检测

焊缝的无损检测是检测焊缝质量的必要手段，焊缝施焊完毕后应立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，并且进行焊缝外观检查。要求焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜，角焊缝的焊脚高度应符合设计文件规定外形应平缓过渡，不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在。根据NB/T47013[4]规定对焊缝进行无损检测。通常情况下，管道全熔透对接焊缝一般采用射线检测（RT），壁厚大于25mm的碳钢管道根部进行超声波检测（UT），承插以及角焊缝采用表面渗透检测（MT）。经无损检测合格的管段方可用于接收站工艺管道验收合格项目。

1.4 返修程序

一般而言，在不改变焊接工艺、焊接材料、焊接方式的情况下，焊接工艺规程适用于定位焊、点焊以及相同位置的返修焊接，也就是说返修的焊接必须严格遵照焊评焊接的工艺参数，并在焊接返修单中详细记录返修缺陷的深度、长度、管线位置、缺陷去除方式等信息。焊道有预热要求时，返修焊接也应当进行预热处理，并在热处理后进行硬度检验以及相应的无损检测方法，返修验收完毕在焊道口标注返修标识。

2 管道保冷

LNG接收站施工区域内的管道、管件、阀门、法兰均需要保冷，主要由保冷层、防潮层、保护层三者至内向外组成一个完整的保冷结构。管道保冷厚度将严格执行规格书厚度表，通常情况下保冷层总厚度为100～260mm，管道公称直径越大，保冷层厚度越大，小于1英寸的管道不设防潮层。保冷层与钢管之间应设置过渡层或者伸缩接头，来解决不同材料在低温和常温交变时的收缩性差异。

保冷层（也称绝热层）采用硬质阻燃性聚异氰酸酯泡沫（PIR）材料，具有阻燃性、低烟性、高流动性和高粘结性特点，起到防水、绝热的保护作用。PIR材料在工厂预制，现场实施安装，每层铺设、拼接时需要考虑局部变形现象，预留宽度不小于100mm的错缝，且管道内外相邻2层的压缝位置不能出现贯穿缝。PIR的横纵缝、弯头连接处必须采用2～3mm的弹性密封胶进行密封，以保证连接位置的保冷效果可靠，避免成为漏冷点。

防潮层分为主次2层：玛蹄脂、玻璃纤维网格布和复合丁基橡胶型卷材为主防潮层，贴近保冷侧需粘贴聚氨酯铝箔作为次级防潮层（又称一次防潮层）。保护层为全镀铝钢板的咬合结构安装，并用不锈钢带捆扎，金属外壳横向和环向搭接处边缘25mm处用金属密封胶密封，不锈钢带绑扎的最大间距为250m。另外，水平管道每6米设置一个膨胀收缩缝，垂直管道每3.6m设置一个管道支撑环，膨胀收缩缝位置需进行加厚保冷。在管托、法兰和阀门两侧保冷终止处，用玻璃纤维网格布和双组分隔气胶制作气阻层，并延伸至管道表面50mm，提高管道保冷结构的耐磨性和防潮性。

3 阀门安装技术

LNG接收站涉及的阀门主要包含低温截止阀、低温止回阀、海水蝶阀、低温球阀等，各阀门部件在进场验收时必须确认压力试验和密闭实验已测试合格，并且阀门的外观质量符合设计文件要求。调节阀组预制安装时应按照配管图纸和流程图，考虑工艺流程的设计要求，核对阀门型号、材质及安装方向，不得倾斜安装。超压设备旁安装的安全阀应及时进行调校和铅封，保证工业生产过程的安全性。

法兰或螺栓连接的阀门应在关闭状态下安装，对焊阀门与管道连接时阀门不用关闭。当使用法兰连接时，应当注意法兰的螺孔、螺母装配位置，做到对称、均匀、松紧适度，绝对不允许用强紧螺栓的方法消除歪斜。焊接阀件与管道连接的焊缝宜采用氩弧焊（GTAW），焊接位置进行100%外观检查，不允许存在气孔、裂纹、夹杂等缺陷。

4 其他质量管理要求

（1）材料管理要求：LNG接收站涉及的材料物资种类较多，具有量小面大的特点，对于入库材料的标识、保管、领用应当有科学有效的管理方法，防止发生材料变形、锈蚀、混用现象。

（2）验收合格要求：严格按照验收标准、规范和设计图纸进行工程验收，管道焊缝按照GB50184—2011[5]的要求进行外观验收，管道保冷按照GB50185—2010[6]验收。管道内部应保持清洁干净、及时吹扫并封闭管口，直至交付使用。

（3）管段吊装要求：熟悉审读图纸、勘察现场情况，明确吊装施工的重点及难点。譬如LNG接收站最重管段可达12t，在吊装前需确认地基是否需要做特殊处理。选择合理的机具布置，完成管道吊装及管道高空对口焊接，并在吊装管道时避免碰撞，防止造成接触部位的防腐层损伤。

（4）环境影响：LNG接收站通常建于海边，受到潮湿和大风环境的影响，管道焊接时应注意天气情况，雨天、台风天做好管道遮盖，禁止施焊。氩弧焊在风速大于2m/s，焊条电弧焊在风速大于8m/s以及空气相对湿度大于90%以上时必须采取有效防护措施，确保焊缝成型质量。

5 结束语

为保证LNG接收站工艺管道在高压、深冷环境下长期、安全的稳定运行，其工艺管道的安装质量控制需要从管道组对、焊接、无损检测、保冷、阀门安装、试压等方面进行把控。一方面解决管道组对焊接过程中的缺陷预防和治理问题，另一方面解决管道保冷、防潮、防腐蚀问题。施工过程严格监督安全和质量，确保工艺管道建设符合设计文件、标准规范要求，成功安全平稳运行。