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从中亚天然气管道项目看国际工程技术标准管理

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2018年03月02日    作者:张伟 韩雷杰    来源:国际工程与劳务

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  中亚天然气管道哈国段是中哈两国人民共同建设的战略管道,起始于哈乌边境点的沙伊让库杜克,途经南哈萨克州、江布尔州、阿拉木图州,到达中哈边境,最后前行4.5km到达霍尔果斯末站(与西气东输二线首站相邻)。中哈段管道AB线项目设计里程1302.75公里,管道直径1067mm,设计压力9.81Mpa,设计输量300亿立方米/年。C线采取和AB线并行敷设,管道直径1219mm,设计运行压力9.81Mpa,设计输量250亿立方米/年。


  对天然气管道项目来说,适用标准是保证项目建设质量和建设速度的重要因素。中哈双方在管道适用标准问题上进行了激烈谈判。最终合作方同意在中亚天然气管道的建设设计、采办、施工、试运行过程中并行使用哈国标准以及不低于哈国标准的国际标准,即在干线管道设计、工艺站场布置等涉及属地国家安全要求方面采用当地国标准,而在重要材料、设备,如干线钢管、压缩机、发电机等大型设备材料上执行国际标准,并将其作为重要条款写进了项目初步设计任务书和EPC合同中。


  哈国干线管道敷设设计遵循SNIP-2.05.06-85《干线管道设计》,而国内天然气管道一般应用GB50251《输气管道工程设计》以及ASMEASME B31.8《GAS .TEMS》。SNIP《干线管道设计》与国内、国际相对应的规范有诸多不同,了解并适应标准的差异性对熟悉中国和国际标准的中方设计工程师来说是一项重大挑战。此外,灵活应对标准所带来的不适应问题如效率损失、安全问题等,对项目的成功实施具有重要意义。本文就中亚地区天然气管道干线管道设计规范与国内、国际规范之间的差异性及标准灵活性进行分析,以期为从事海外建设项目的设计管理人员提供指导建议。

  

干线管道设计标准差异性分析


  壁厚等级选择的方法及理念


  国内及国际规范中管道壁厚根据输气管道通过的地区等级做出相应设计。其中地区等级划分应符合下列规定:沿管道中心线两侧各200m范围内,任意划分成长度为2km并能包括最大聚居户数的若干地段,根据划定地段内的户数划分为四个等级地区。一级地区、二级地区、三级地区、四级地区所对应的管道强度设计系数分别为0.72、0.60、0.50、0.40。除此之外,国内及国际规范还对管道穿越铁路、公路、大型河流等设施的管道壁厚做出了具体规定。


  SNIP《干线管道设计》规范的主要核心是将居民点、工业企业、建筑物和构筑物和管道中心线的最小距离作为强制执行标准,并与管道直径、输送介质以及输送压力等参数有关。以中亚天然气管道AB线为例,干线管道设计压力9.81Mpa,管道直径1067mm的天然气管道,对于居住用途的单个独立住宅楼,距离管道中心线的最小距离为300米,只要满足这个最小距离,管道等级即可采用普通级别。当然,此规定也有其灵活性——可在备注中补充说明,若采用计算壁厚的上一级壁厚,管道中心距离构筑物的距离可以减小到规定值的75%,再加一级壁厚,距离可以缩减至规定值的50%。也就是说,如果中亚天然气管道壁厚等级达到规范规定的最厚的B级别,距离可以缩减至150米。


  根据SNIP干线管道规范的规定,干线管道的壁厚与管道穿越地上地下人工及天然构筑物有关,随具体穿越对象的不同而频繁变化,特别在穿越小沟、河、渠、地下管线、电缆、通讯光缆等时也需要做出相应变化,所以掌握SNIP规范中壁厚的变化对习惯中国标准的设计人员来说极其重要。


  通过对比上述中哈两国对管道壁厚等级选择的标准可以发现,中国输气管道标准主要考虑区域,管道所通过的区域等级确定之后,管道壁厚即可确定,管道壁厚等级变化是整体的而非个别性的改变。(穿越等级公路、铁路、大型河流除外)而SNIP标准则注重个体上的安全,关注区域内的独立点,管道壁厚随着穿越地质、构筑物情况而变化,强调区域内的具体信息和独立特性,因此壁厚变化频繁,同时管道与构筑物的距离是强制规定,不容变更。在中哈天然气管道运行后期,合资公司曾专门对管道沿线独立构筑物进行调研,为满足规范距离强制性要求,对不满足距离规定的建筑物进行了拆迁及转移。


  穿越拟建公路、铁路标准


  中亚天然气管道在建设过程中穿越多处拟建公路、铁路。按照SNIP《干线管道设计规范》中表3附注第6条的规定,在建中的铁路和公路与现有的管道交叉时,后者根据表中第3项的要求加以改建。意味着即使管道先建设完成,当出现新建公路、铁路时,必须将已经建设完成的管线按照管道穿越现有公路、铁路的标准进行升级改造,如更换厚等级壁厚的钢管,加套管等措施。


  中亚AB线在施工过程中曾收到拟建的两条公路、一条铁路的业主单位的请求函件,提出拟建中的铁路公路与目前批复开工后的中亚天然气管道交叉建设(全线交叉六处),要求中亚天然气管道对正在施工的管道进行升级。根据法律部门、建设主管部门调研交流得出的结论,为避免在将来的运行阶段改造带来的停车停产风险,必须遵照现有当地要求进行变更及改造。主要改造工作量涉及两家承包商,中方承建的标段中对两处已经施工焊接完成并即将下沟回填的约两公里管线进行割管改线并加防护钢套管,哈方KSS承建的标段中对两处新增一公里厚壁管加防护钢套管。


  国内工程建设惯例一般是以“谁先开工谁优先,后开工的修改”为主要原则,而哈国当地规范理念显示出其对铁路、公路的保护优先级要高于油气管道,这与国内及国际上的通用惯例截然不同。这一差异给业主和设计单位带来重要启示,项目实施前应特别注意近一两年是否有规划的等级公路、等级铁路,提早落实,超前设计,以避免后期运行阶段再执行设计变更,造成巨大的停产停输放空的经济损失。


  穿越现存地下管线的特殊要求


  根据SNIP《干线管道设计》第2.5干线管道的管段等级划分表后注第5条规定,处于良好技术状态下(根据在建设施甲方、使用单位和国家监督机构代表得出的结论)的现有管道,当设计中的管道与其交叉时,不必更换更高等级的管道。这一标准意味着如果设计中的管道穿越现有老旧管道时,需要给现存管道升级换壁厚,其长度根据管径、压力的大小不同分别为20米、100米。中哈天然气管道AB线、C线在设计施工过程中均出现过此类更换现存管道的例子,AB线更换第三方管道合计12处,C线1处。由于现存管道也在运行中,更换施工必须放空天然气作业,业主方为此增加了不少投资费用。


  线路截断阀室配置规定


  根据国内标准,阀室间距设置一般根据地区等级的不同分别为32公里、24公里、16公里、8公里,且对穿越河流、公路桥梁、沼泽等地段没有设置截断阀室的要求,阀室和地上构筑物的距离大于等于12米即可。而根据SNIP《干线管道设计》,对于阀室间距的设置,虽然一般只是要求不得大于30公里,但对于穿越大型河流、公路桥、沼泽地段、清管站等特殊地段,则要求两侧需要增加保护截断阀室,与公路、桥梁、铁路及一般建筑物的距离必须大于300米,且阀室及相应的管件、旁通埋地、放空管需要距阀室大于50米。


  当地标准与国内、国际标准的显著差异给中方建设单位在设计、施工等方面造成了诸多不便。理解并熟练掌握上述这些差异,能够极大避免事后标准冲突问题带来的效率损失,高效完成项目建设任务。

标签:工程
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