玻璃钢天然气阀井在城市燃气管道中的应用-.pdf

2 01 5笠 第 9 卷 第2 期 天 然 气 技 术 与 经 济 Na t u r a l Ga s Te c h n o l o g y a n d Ec o n o my Vo 1 ． 9， No ． 2 Ap r ． 201 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9／ j ． i s s n ．2 0 9 5 1 1 3 2 ．2 0 1 5 ． 0 2 ．0 1 4 玻璃钢天然气阀井在城市燃气管道中的应用 吴英茂段先猛王 欢 汉中市天然气投资发展有限公司，陕西汉中7 2 3 0 0 0 摘要天然气管道阀井是城市天然气输配系统中的一项重要设备 ，传统的砖砌或混凝土结构的天然气阀井往往 会出现地下水渗漏现象，尤其是在我 国南方地下水位较高的地区，给天然气阀井的 日常维护带来诸多不便。针对这一 问题，通过勉县分输站至汉中锌业天然气管道工程运用实例 ，对玻璃钢特性以及玻璃铜天然气阀井的制作及现场安装 进行 了详细介绍，并从实用性、经济性等对传统的天然气阀井和玻璃钢阀井进行对比，得知玻璃钢阀井更加经济、耐 用，且 维护更为方便 。 关键词玻璃钢阀井地下水渗漏天然气管道制作安装 文献标识码B 文章编号2 0 9 5 - 1 1 3 2 2 0 1 5 0 2 - 0 0 4 7 - 0 3 0 引言 勉县分输站至汉 中锌业 天然气管道全长 1 8 ． 7 k m，设 计压力 为 1 ． 6 MP a ，管道全线共设 3 座 阀井 ， 沿线所经地区局部属低山丘陵地带 ，其余均为江河 沉积平原 ，地下水位较高，平均地下水位为一 2 ．4 一 1 ． 0 m，土壤含水量 丰富 ，这 给天然气 阀井 的 日常维 护带来诸多不便。为此 ，笔者拟就玻璃钢阀井的制 作及应用作一介绍及分析。 1 玻璃钢特性 玻璃 钢 叉名 玻璃 纤维 增 强塑 料 F R P F i b e 卜 g l a s s R e i n f o r c e d P l a s t i c s 。它是 由玻璃纤维与一种或 数 种热 固性或热塑性树脂复合 而成 的材料 ，这 些树 脂 有酚醛树脂 、环氧树脂 、聚酯树脂 聚酰亚胺 树脂 等。玻璃钢是国外于2 O 世纪初开发的一种新型复合 材料 ，具有非常广泛的用途。近年来国内的玻璃钢 也有长足的发展 ，其主要特点包括 轻质 、高强 度 、防水 防腐 蚀 、保 温 、绝 缘 、隔音 、寿命 长等 ， 密度为 1 ． 52 ． 0 g／c m ，比钢密度小 ，而强度却 比钢 高 1 ． 7 倍 ，因此 ，机械性能 和物理性能好 ，可以替代 钢和水泥等部分材料 。玻璃钢制 品 目前在 国防 、航 空、造船 、汽车、旅游、建筑和民用等各个领域已 被广泛采用 。 2 玻璃钢阀井设计原理 2 ． 1 传统砖砌或混凝土结构天然气阀井的不足 传统天然气阀井一般采用砖砌或混凝土结构， 传统砖砌结构 的天然气 阀井 由于砖砌结构本身长期 使用会因地基沉降或外部载荷等原因产生裂缝 ，防 水性能较差 ，尤其是在陕南及我国南方地下水位较 高、土壤含水量丰沛的地区，井内渗水现象更为明 显 n 。大量实践表明，即使主体砌筑及内外抹面时 在砂浆中添加了防水性添加剂，但由于现场条件及 施工水平等原 因往往仍无法解决井 内渗水 问题 。另 外 ，采用砖砌 的天然气 阀井 ，在天然气管道与套管 之间存在的空隙采用沥青麻丝等柔性材料进行填 塞 ，然后用 防水砂浆进行抹面密封 ，但实际防水效 果无法达到使用要求 。 混凝土结构 的天 然气 阀井 ，虽 然其混凝 土结构 本身的防水性优于砖砌结构的防水性 ，但随着长期 地使用 ，混凝土也会 由于地基不均匀沉 降等种种原 因产生裂缝 ，而且 同样 面临天然气管道 与7 昆凝土套 管之 间密封不严存在渗水 的问题 ，造价还 明显 比砖 砌 阀井要高。 2 ． 2 玻璃钢 阀井设计定型 1 结构强度 。玻璃钢制品壁厚一般只有 1 0～2 5 修订 回稿 日期 2 0 1 50 22 2 作者简介吴英 1 9 6 4 一 ，高级 【 程师，从事长输及城市天然气管道介 业管理 F - m a i l n x i a n n g 1 9 8 3 l 6 3 I l l 天然气技术与经济 ／47 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第9 卷 吴英茂 ，等 玻璃钢天然气阀井在城市燃气管道中的应用 第2 期 m m，如果也做成传统的方形井体 ，其结构强度肯定 无 法满足使用要求 ，通过实验及结构力学原理 ，采 用 图 1 、图2 所示 的 “ 酒瓶式”结构设计既能满足结 构强度需求，同时也能降低井体壁厚，减少材料用 量 ，节省成本 ，从而满足经济 眭要求 。 2 防水密封处理 。玻璃钢结构 的阀井其结构本 身的防水 性满足使用要求 。通过实验及大量工程 实 例证 明 ，天然气管道与井壁之间的空隙 ，采用玻璃 丝布这种柔性材料填塞 ，然后采用玻璃钢专用胶或 树脂进行涂抹密封，密封防水效果满足使用要求。 3 防火性。阀井的使用环境要求阀井井体必须 具备足够 的防火性 。通过实验 ，给井体在生产过程 中加人 l O％一l 5％的磷酸三酯阻燃剂或磷 酸三酯 与 其他阻燃剂的混合物 ， 使井体耐火性指标 氧指 数达到3 0 ％以上，可充分满足使用要求。 3 玻璃钢阀井制作及安装方法 3 ． 1 制作方法 玻璃钢 阀井制作是将玻璃纤维浸渍 了树脂 的液 态 原料后 ，经模压法按 照阀井设计尺寸和样式进行 预成 型 ，然后再将树脂 固化处理而成 。整个制作 过 程可在玻璃钢制 品加工企业 内完成 ，只需向加工企 业提供天然气阀井的设计图纸和相关技术要求即 可。需要 注意 的是 阀井 的套管 内径应略大于管道外 径 ，将管道与套管内径 问的空隙控制在 3 0～5 0 m m， 既能保证将来填充 的密封效果 ，又方便管道对 口安 装 。 玻璃钢天然气阀井必须在生产过程中加入阻燃 剂 ，加 人 比例 一 般 为 所 用 树 脂 总 质 量 的 1 0％ ～ 1 5 ％，使井体的氧指数达到3 O ％以上，从而满足阀 井使用环境的防火要求。常用 的阻燃剂有磷酸三 脂 、三氧化二锑等 ，根据工程实际使用要求 ，埋地 式天然气玻璃钢阀井加人阻燃剂后的氧指数不应低 于 3 O％，且 阀井在出厂前 ，甲方应派驻人员监督 厂 家做防火性试验。氧指数越高，该物体就越难燃烧。 3 ． 2 安装方法 以工程埋地式玻璃钢天然气阀井安装方法为 例 ，详 细叙述安装方法 ，阀井结构及样式如图 1 及图 2 所示 。 1 开挖基坑。阀井运输至现场前 ，应按照阀井 设计要求 和管道埋深先开挖好 阀井基坑 ，并 在基底 48／Na t u r a l Ga s T e c h n o l o g y a n d Ec o n o my 做混凝土垫层且找平。 图 1 玻璃 钢阀井平 面图 2 运输及外观检查 。玻璃钢阀井按照设计要求 制作好后 ，整体运输至施工现场 。阀井运到场后应 对阀井进 行外 观检查 ，主要检查其几何尺寸 、壁厚 均匀度是否符合设计要求 图2 ，还要检查合格证和 材质分析单 重点检查阻燃剂的组分及添加量 。 广 以i ／ h ＼ ／ 、 辑 一 一 马、_ - 口 ＼ 日 塑 ⋯⋯⋯ I． ． ． q d I 盥 图2玻璃 钢阀井结构图 3 定位放样及吊装 。吊装前 ，应根据阀井两侧 管道位置及 阀井外径先在开挖好 的阀井基坑 内对阀 井进行定位放样 ，然后用 吊车准确 吊装至现场安装 位置 。 4 管道和阀门安装 。阀井就位后 ，先在玻璃钢 井体底部铺一层砖 ，这样做一是吊装阀门时可防止 阀门直接将井体砸坏 ，二是可 防止焊接时 电火花直 接落到玻璃钢井底上将井底烫伤 。管道和 阀门安装 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第5 0 期 天然气技术与经济 地面工程 时 ，应提前考虑尽量先将能在井 外预制 的焊 口在井 外 预制好 如管道与 阀门外法兰的焊 口 ，然后 再从 井 口放人井 内 ，完成剩余焊接及 安装工作 。这样就 能尽量减少井 内焊接作业量 ，提高工作效率 ，总体 遵 循先焊接安装井 内管道 、后焊 接井外 焊 口的原则 b] 。焊 接前 ，必须 在可能溅上 电火花 的部位盖 上胶 皮 ，以防止烫伤井体 。安装完成 后 ，在井 内阀门底 部砌筑阀门支墩 。 5 焊缝检测。井 内管道和阀门安装好后 ，应先 进行探伤检测 ，焊缝检测合格后再对阀井套管与管 道间的空隙进行密封。 6 密封。密封作业 由玻璃钢厂家安装人员进 行 ，具体见图 3 ，先用 聚氨酯发泡剂将套管与管道间 的空隙填充密实 ，再用玻璃丝 布将套管与管道衔接 处进行周向缠绕 ，每绕一层使用玻璃钢专用树脂进 行涂刷 ，总体缠绕厚度不小于5 mm。 图 3 密封作 业示 意图 7 放置便梯 、安装井盖并 回填 。待 密封胶充分 固化后 ，将提前制作好 的便梯放人井 内 ，并安装井 盖 。最后进行 回填 ，回填 时应使用原状 土回填至设 计高度 ，严禁将直径超过 5 0 m m的石块直接碰撞井 体 。 3 ． 3 经济性分析 根据本 _丁程 实例 ，若采用传统砖砌 阀井 ，单个 阀井 的总造价 为 1 ． 4万元 ，但如果采 用玻璃钢阀井 ， 则 单个 阀井 从制作 到安装 完毕 ，总造价仅 为 1 ． 1 万 元 ，且从长远来看 ，节省了大量 的抽水维护费用 。 4 结束语 长期 以来 的工程实践证 明，玻璃钢这种复合材 质不仅 防水 、防腐蚀 而且 强度 高 ，质量轻使用 寿命 长 。经济性方 面玻璃钢 天然气 阀井造价低 于传统 的 砖砌 阀井 ，且节省 了抽水 维护费用 。因此 ，玻璃钢 天然气阀井从实用性 、安全性 、经济性综合考虑 ， 均要优于传统的砖砌或混凝土结构的天然气阀井 。 参考文献 [ 1 ] 中华人 民共 和国建设 部．G B 5 0 0 2 8 2 0 0 6 城 镇燃气设 计规 范[ S ] ． 北京 中国建筑工业 版社 ，2 0 0 6 ． [ 2 ]中华人民共和国建设部．C J J 3 3 2 0 0 5 城镇燃气输配工程 施工及验收规范[ S ] ． 北京 中国建筑 业出版社，2 0 0 5 ． [ 3 ]孙立梅．燃气工程施工质量及安全运行管理浅析[ J J ． 城 市管理与科技，2 0 0 4 3 1 2 5 1 2 6 ． [ 4 ]杨元月．浅谈加强燃气工程施工质量成本管理的措施[ J ] ． 城市燃气 ，2 0 0 4 1 1 1 8 2 0 ． 编辑 蒋龙 美 国有望五年 内成 天然气 净 出口国 美国能源信 息署 E I A 近 日在其 2 0 1 4 年 年度能源展 望 报告 中表示， 随着 美国页岩 气生产的持续增长， 预 计从2 0 1 7年开始美国将从天然气净进 口国向净出口国转 变， 在 2 0 2 0 年之前将成为天然气净出口国。 E I A表示， 美 国天然 气产量 的增长预计将减 少对 于来 自加拿大的进 口天然气的需求， 并支持对墨西哥 、 亚洲 和欧洲的出口增 长。预计 2 0 1 7 年 以后美 国的天然气净 出口量将持续增长， 到 2 0 4 0 年年度净出口量将达到 8 5 0 1 0 m 。 E I A的 报告 显示 ， 2 0 1 3 年 关 国干 气产量 达 6 9 0 9 1 0 。 m ， 预 计 到 2 0 4 0 年将 达 到 9 0 3 3 ～ 1 4 3 2 8 1 0 m 。 信 息来源 中国石 油西南油气田公司网2 0 1 5 0 4 1 5 天然气技术与经济 ／ 49 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m