天然气工程设计中有关标准应用探讨
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【摘要】正确应用标准规范是保证工程设计产品质量的关键所在。当出现"标准打架"现象时，应该认真分析判断，结合项目所属性质，务必作到正确合理应用国家及行业的标准规范。文中针对部分标准应用问题，强调要仔细研究设计对象，注意标准的对应系列，杜绝标准混用错用，提出对法律法规和标准的采用原则是后颁发的先用、严格的先用、合理合实际的先用、行标与行标有冲突时可采用国标。
【关键词】天然气工程项目质量；设计 ；标准应用
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
中国石油致力于在"十二五"期间进一步升级国家能源结构，到2020年，我国天然气发展规划目标预测产量将达到1800亿至2200亿立方米，在能源结构中的比例将由目前的4%上升到8%至12%。届时，将进入天然气生产大国行列。随着西气东输一线、西气东输二线、中缅天然气输气干线的贯通投产，沿线支线和管网工程建设步伐加快，下游天然气市场迅速形成，将大规模带动天然气产业和相关行业蓬勃发展，全国各地天然气工程项目建设将迅速铺开。
要保证天然气工程项目建设质量，必须先保证项目工程设计的质量，而正确应用标准规范又是保证工程设计产品质量的关键所在。在工程设计中，对某些设计内容国家标准和行业标准都同时提出了相关要求，这就是行业内俗称的"标准打架"现象，在这种情况下设计人员应该认真分析判断，仔细研究设计对象，掌握设计标准的对应系列，结合项目所属性质，务必作到正确合理地应用国家及行业的标准规范。文中就部分标准应用问题，提出几点个人管见以兹商榷。
2. 关于焊接工艺评定
目前焊接工艺评定国内标准有GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》、SY/T0452-2012《石油天然气金属管道焊接工艺评定》、SY/T4103-2006《钢质管道焊接及验收》和NB/T47014-2011《承压设备用焊接工艺评定》。上述标准在焊接工艺评定中一同应用，受法律、经验、业主和监检等多方面因素影响，使得关于焊接工艺评定应遵循的标准、国家标准与行业标准之间的关系，以及行业标准与行业标准之间的关系等问题一直存有争议。
GB50236适用于工程建设施工现场设备和工业金属管道的焊接，不适用于施工现场组焊的锅炉、压力容器的焊接，不适合钎焊的焊接；所针对的材料是碳素钢、合金钢、铝及铝合金、铜及铜合金、工业纯钛、镍及镍合金等。
NB/T47014-2011是参照ASME Ⅸ最新版本编制的，只是根据国内实际情况做了修订，覆盖了原JB4708的内容，适用于锅炉、压力容器和压力管道焊接的工艺评定，所针对的材料是碳素钢、合金钢、铝、钛、铜、镍及其合金。
SY/T0452适用于石油天然气工程建设中的金属管道焊接的工艺的评定，所针对的材料是碳素钢、合金钢、铝及铝合金、铜及铜合金等。
SY/T4103标准适用于使用碳钢钢管、低合金钢钢管及管件输送原油、成品油及气体燃料等介质的长输管道、压力站管网和泵站管网的安装焊接的工艺评定，以及采用前述材质管道管件输送前述油气介质的其他集、分输管网安装焊接的工艺的评定，所针对的材料是流体、天然气等输送管道用钢管。
由此可知，上述标准的适用范围各有侧重，使用的材料因适用范围的不同也各有侧重，设计者在应用上述标准时务必要仔细研究设计对象，搞清楚设计标准所对应系列，杜绝混用错用。
在GB50236中只要求做焊接评定，未详细交待如何做焊接评定、焊接过程各环节质量如何检验与验收。因此，设计中针对焊接评定应要求按新的NB/T 47014-2011标准执行，焊接质量检验与验收应按GB50683-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》执行。
3. 关于无损检测
由于天然气工程设计中，部分工程项目性质及类别归属易混淆搭界，导致要求对焊缝做无损检测时，几个常用标准的应用也易产生混淆搭界。
3.1 GB50236-2011标准
GB50236-98版要求无损检测按GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（已过期，现行为GB /T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》）和GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》执行，修订后的新版GB50236-2011则要求焊缝无损检测执行JB4730《承压设备无损检测》标准。
GB /T3323主要参照欧洲标准EN1435《焊缝的无损检验.焊接接头的放射性检验》修订，适用于金属材料板和管的熔化焊焊接接头，涵盖范围较广。
GB11345-89适用于母材厚度大于8mm的铁素体类钢，不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝和外径小于159mm的钢管对接焊缝，即使其他标准有规定引用，也只能在此范围内。对于石油天然气长输、集输及其站场多数钢质管道壁厚小于8mm、外径小于159mm的工程，设计则无法采用。
由于燃气管道是非工业管道，最多是个公用管道，执行工业管道标准是不合适的；且JB4730标准比其他标准更严格，现场施工条件基本达不到，经实际验证，按JB4730标准检验焊缝，焊接一次合格率可能会低于50%，这样会造成严重的质量过剩，成本会大大提高。
因此，上述无损检验标准应用范围侧重于现场设备（锅炉、压力容器等）及其关联的工业金属管道，对石油天然气长输、集输及其站场钢质管道焊缝的检测不合适。
3.2 CJJ33-2005标准
在CJJ33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》章节"5 埋地钢管敷设"中，要求焊缝内部质量检验按GB/T12605-2008《无损检测金属管道熔化焊环向对接接头射线照相检测方法》和GB11345-89执行。
根据其章节5和章节11的内容描述，章节5涉及钢质管道应属于线路管道，某些项目的设计却将GB/T12605和 GB11345-89用于燃气线路两端的站场内管道的焊缝检验，这是不妥的，如此采用与CJJ33第11章对场站管道焊缝检验要求相矛盾。
CJJ33在第11章"燃气场站"中明确规定站内工艺管道的施工及验收按SY0402（已作废，现行为GB50540-2009《石油天然气站内工艺管道工程施工规范》）执行，而GB50540中7.4.2条明确规定无损检测采用SY/T4109标准。因此，设计文件中对燃气站场内管道焊缝无损检验应按SY/T4109执行。
3.3 SY/T4109-2005标准
SY/T4109-2005《石油天然气钢质管道无损检测》主要依据于API1104标准内容修订，是在整合了SY /T4056-93、SY/T4065-93、SY/T0444-98、SY/T0443-98四个标准内容的基础上于2005年的，明确适用于石油天然气长输、集输及其站场钢质管道焊缝的检测。
SY/T4109标准在总则中明确表示"不适用于工业和公用管道的无损检测"。本文认为，虽然站场工艺管道国家是按工业管道来管理的（也仅控制压力容器安装这一块），但质检总局明确规定，站场属于长输管道一部分，而且所有的标准也是依据长输管道来制定的；长期以来，国内所有的长输管道焊缝都是按SY/T4109实施检测的，也没有任何问题；SY/T4109是由API 1104转化而来的，国外也是执行API 1104标准；工程项目中对SY/T4109的实际使用国家质检总局对此也是承认的。从标准层面来说，国标GB50540是高于行标CJJ33的，这种情况是SY行标与CJJ行标出现冲突，则应当服从于GB标要求执行。
SY/T4109修订的指导思想是满足油气长输管道正向着大口径、大壁厚、高钢级及高压力方向发展，与国外标准接轨，总结了我国石油天然气企业在国内外长输管道施工检测的成功经验，积极吸纳国内外相关标准的长处修订出版的。因此，SY/T4109针对性更强，更具科学性、先进性、简单实用、可操作性强的特点。目前，SY/T4109正在重新修订升级为GB标准，预计有望在2013年年内公布实施。
4. 关于燃气线路的穿越
GB50028-2006《城镇燃气设计规范》中6.3.10条燃气管道通过河流时，当条件许可、管道输送压力不大于0.4MPa时，可利用道路桥梁跨越河流（借桥外挂管或桥上人行道敷设通过）。
然而，按2011年7月1日起施行的国务院第593号令《公路安全保护条例》第二十二条 "禁止利用公路桥梁（含桥下空间）、公路隧道、涵洞堆放物品，搭建设施以及铺设高压电线和输送易燃、易爆或者其他有毒有害气体、液体的管道" 之规定，GB50028中6.3.10条关于燃气管道借桥通过河流的方式已难以实施。因此，按国务院第593号令要求，不仅是燃气管道，对所有工程项目的输气管道通过河流时，应结合勘察资料在大开挖、水平定向钻、隧道穿越、管桥跨越等几种方式中比选择优选择。
GB50028中6.3.10条内容与国务院第593号令第二十二条的冲突表明，设计者在应用原有标准时，还应关是否注满足国家新法律法规的要求，这是设计深度的重要体现。
5. 关于钢质燃气管道材质选择
在城镇燃气设计过程中，由于燃气管道压力级制大多比集输和长输线路管道压力级制低，为了节约投资、利用库存、缩短建设周期或便于采购等，设计单位往往应业主要求，多数情况下选择20号钢作为燃气管道用材，这种选择在压力等级≤1.6MPa，管道线路经过区域为一、二级地区是可以的。但是，大多数燃气管道进入的施工区域多为建筑和人口较密集的三、四级地区，且当压力等级>1.6MPa时，这种情况下节约投资和缩短工期等则属于次要问题，管道材质的选择首要考虑的重点应是安全和环境保护问题。
虽然，城镇燃气管道输送的天然气气质基本上都是达到了GB17820-2012《天然气》标准一类气质要求的商品气，但鉴于输送带压气体介质压力管道对环境安全危害性大于输送带压液体介质的压力管道。而20号钢是按GB/T 8163《输送流体用无缝钢管》标准生产，检验标准较低，磷P、硫S等杂质成分含量较高，性能和质量低于L245钢。
因此，在采用GB50028《城镇燃气设计规范》进行设计时，务必遵守标准要求区别对待。当设计压力级制为次高压（≤1.6MPa）及以下燃气管道，可以选用20号材质钢；当设计压力级制为次高压以上的高压（1.6MPa
6. 结束语
（1）GB50236、NB/T47014、SY/T0452、SY/T4103四个标准根据其适用范围的不同，在使用材料上各有侧重。我国长输管道线路工程建设一般按照SY/T 4103标准来进行焊接工艺评定，而压力站、泵站管网则按照SY/T 0452或JB 4708标准进行焊接工艺评定。
（2）在一个规范里面已经规定了的，就不用其他规范；现在对焊缝实际是验、评分开的，要选择适合设计内容（项目范围、材质、焊接工艺、方法、焊条、尺寸等）的对应标准。GB50236规定要做焊接评定，其工艺评定按NB/T47014执行，焊接质量检验与验收按GB50683执行，这也算一个"设计系列"。 设计者要仔细研究设计对象，一个设计中应基本统一设计标准的对应系列。
（3）NB/T47014-2011比之原JB4708有较大变更，因此，原按JB4708进行的焊接工艺评定项目需要进行系统整理；依据国质检特函〔2011〕102号文件，新的焊接工艺评定项目均应按NB/T47014进行。而不能继续使用的原评定项目，应根据不同情况按NB/T47014 规定进行补充试验及转换工作等，这是从事专业技术管理工作的一项重要而具有时限规定的任务。
（4）一个具体工艺设计只能采用一套参数。如果混用，就要研究参数的依据了。例如：石油天然气长输、集输及其站场钢质管道焊缝的无损检测检测按照规范SY/T 4109-2005《 石油天然气钢质管道无损检测》执行，超声波探伤、射线探伤等级均为Ⅱ级合格。探伤比例则参照地区等级，穿跨越等重要地段确定检验比例。
（5）JB4730《承压设备无损检测》是篇结合的标准，任何一个焊接都可以依据，具有通用性，适用范围广，评价体系完善，评价标准也最为严格的；同时，它也兼容50235、50236的具体要求，50236提出要以它为依据也是基于此。因此，对于CNG、LNG站场，则超声波探伤、射线探伤均按照规范JB4730执行就没有问题了。
（6）对法律法规和标准的采用原则是后颁发的先用，严格的先用、合理合实际的先用、行标与行标有冲突时可采用国标。设计者在应用原有标准和关注国标、行标更新替换的同时，还应关注是否满足国家其他新法律法规的要求，这是设计深度的重要体现。
（7）设计过程中，对线路管道用材质的选择，除应满足业主要求并严格遵循有关标准规范外，还须考虑在满足管道输配系统运行功能和工艺要求前提下，管道所经过的沿线区域的安全和环境保护具有可靠保障。
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