一、西氣東(dong)輸管道工程介紹

  西(xi)(xi)氣東輸(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)工程橫貫(guan)我國東西(xi)(xi)，起點是新疆(jiang)塔里木的(de)輪南，終點是上海市(shi)西(xi)(xi)郊的(de)白鶴鎮。干(gan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)全長約3900km，支線(xian)(xian)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)總長近(jin)2000km，向我國東部4省1市(shi)供氣。干(gan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)設(she)計輸(shu)量，設(she)計壓力(li)10.0MPa，管(guan)(guan)徑1016mm，壁(bi)厚14.6～26.2mm，材質X70鋼(gang)。干(gan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)穿跨越長江1次(ci)(ci)、黃河(he)3次(ci)(ci)、淮(huai)河(he)1次(ci)(ci)，其(qi)他(ta)大型河(he)流8次(ci)(ci)，共需(xu)建設(she)陸(lu)上隧道(dao)(dao)(dao)15條，修建伴行公路近(jin)1000km。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)干(gan)線(xian)(xian)共設(she)工藝站場35座，線(xian)(xian)路截斷(duan)閥室138座。

  工程(cheng)于2002年(nian)7月(yue)4日開工，2003年(nian)底建成靖邊到上海段，先期輸送長慶氣田天(tian)(tian)然氣，2005年(nian)上半年(nian)全線貫通，輸送新疆塔里木氣田天(tian)(tian)然氣。

二(er)、西氣東輸(shu)管道工程設計的創新技術

 1. 設計(ji)壓力和管徑的優選

   我國(guo)陸上長距離輸(shu)氣(qi)管(guan)道的工作壓力(li)大多數未超過6.4MPa，管(guan)徑未超過660mm，而國(guo)際(ji)天(tian)然氣(qi)管(guan)道的發展趨勢則(ze)是采用高(gao)強度、高(gao)韌性管(guan)材，大口徑、高(gao)壓力(li)輸(shu)送。

   西氣(qi)東(dong)輸(shu)管道工程在可行(xing)(xing)性研(yan)究中，對(dui)輸(shu)送(song)(song)(song)壓力、管徑和(he)管壁(bi)粗糙(cao)度進(jin)行(xing)(xing)了(le)充分(fen)的論(lun)證，對(dui)6.4MPa、8.4MPa、10.0MPa、12.0MPa 四種輸(shu)送(song)(song)(song)壓力，914mm、965mm、Φ1016mm、1067mm和(he)61118mm五種管徑輸(shu)送(song)(song)(song)方(fang)案進(jin)行(xing)(xing)了(le)比(bi)選(xuan)。最終確定采(cai)用10.0MPa輸(shu)送(song)(song)(song)壓力、Φ1016mm管徑的輸(shu)送(song)(song)(song)工藝方(fang)案。

 2. 內(nei)涂減阻技術

   西氣(qi)東(dong)輸管道(dao)全線(xian)采用非腐蝕性天然氣(qi)輸送(song)管道(dao)的內壁(bi)減阻覆(fu)蓋層(ceng)(ceng)。大管徑干線(xian)輸氣(qi)管道(dao)采用內涂層(ceng)(ceng)技術在國內尚屬首次(ci)。

   內涂(tu)層的(de)效益主要體現(xian)在(zai)(zai)(zai)(zai)：在(zai)(zai)(zai)(zai)管(guan)(guan)徑(jing)、壓力(li)(li)不(bu)(bu)變的(de)前提(ti)下，可提(ti)高輸(shu)量(liang)；在(zai)(zai)(zai)(zai)輸(shu)量(liang)和壓力(li)(li)一定的(de)前提(ti)下，可縮(suo)小管(guan)(guan)徑(jing)，節約鋼材；在(zai)(zai)(zai)(zai)管(guan)(guan)徑(jing)、輸(shu)量(liang)、壓力(li)(li)不(bu)(bu)變的(de)前提(ti)下，可減少(shao)壓縮(suo)機站的(de)站數(shu)：由于摩阻減小，壓縮(suo)機的(de)動(dong)力(li)(li)消(xiao)耗減小；延(yan)長(chang)清管(guan)(guan)周期，減少(shao)清管(guan)(guan)次數(shu)；減輕(qing)管(guan)(guan)內壁腐蝕，保證介(jie)質純度。

 3. 衛星遙感(gan)選線

   西(xi)氣東輸管道沿線(xian)(xian)所經地區地形地貌十分復雜(za)，地質災(zai)害種類較多。為此，選線(xian)(xian)和(he)定線(xian)(xian)過程中運用(yong)了(le)衛星(xing)遙(yao)感技術。

   從遙感的(de)視角對線路進行了方(fang)案(an)的(de)比(bi)選(xuan)，通過對不(bu)同線路的(de)優(you)缺(que)點(dian)進行評價(jia)，為(wei)確定最優(you)的(de)中線方(fang)案(an)提供了依(yi)據。實現了從圖上(shang)定線。直接從最新的(de)遙感影像圖上(shang)進行線路選(xuan)擇(ze)，然(ran)后再將選(xuan)定的(de)坐標(biao)用(yong)GPS進行現場(chang)定位，既節約了時(shi)間又減輕了勞動強度。

 4. 大型穿越設計

  西氣東(dong)輸(shu)管道(dao)穿越長江(jiang)、黃(huang)河、淮河共5次(ci)。長江(jiang)穿越是西氣東(dong)輸(shu)工程的(de)控制性工程，為了確(que)定最優的(de)穿越方案，在過江(jiang)點選擇(ze)上，利用多(duo)時相遙感資料，確(que)定最佳穿越位置。

    ①. 以盾構法(fa)作為三江口(kou)斷面的過江主方(fang)案(an)，礦山隧(sui)道法(fa)作為備用方(fang)案(an)。

    ②. 以定向鉆作為烏魚洲斷面的過江主方案。

    ③. 以定(ding)向鉆方(fang)案(an)(an)作為板橋斷面(mian)的過江(jiang)主方(fang)案(an)(an)，盾構(gou)方(fang)案(an)(an)作為備用方(fang)案(an)(an)。

  以上(shang)三種(zhong)方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)各(ge)有(you)優(you)缺點：三江口方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)在(zai)河道的穩(wen)定性(xing)(xing)、河床沖刷方(fang)(fang)(fang)面有(you)優(you)勢，由于(yu)設計斷面地質條件復雜，雖(sui)然(ran)(ran)盾構法在(zai)過江方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)技術上(shang)可行(xing)(xing)，但(dan)施(shi)工工期相對(dui)較(jiao)長；烏魚洲(zhou)方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)雖(sui)然(ran)(ran)地質條件較(jiao)好(hao)，但(dan)河床、岸線的穩(wen)定性(xing)(xing)差，管(guan)道運(yun)行(xing)(xing)期間安(an)全有(you)隱患；板橋方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)施(shi)工技術上(shang)切實(shi)可行(xing)(xing)，施(shi)工工期短，在(zai)市場方(fang)(fang)(fang)面靠近用戶，投資省(sheng)，但(dan)在(zai)岸線的穩(wen)定性(xing)(xing)和河床沖刷方(fang)(fang)(fang)面不(bu)是最好(hao)，尤其是斷面沖刷大，將來管(guan)道運(yun)營時(shi)安(an)全有(you)隱患。

  針對(dui)以(yi)上三(san)種不同過江(jiang)(jiang)點的(de)(de)推薦方案，進行了綜合經濟(ji)技術比選，最后確定(ding)在三(san)江(jiang)(jiang)口(kou)通過長江(jiang)(jiang)，過江(jiang)(jiang)的(de)(de)施(shi)工方案采用盾構法施(shi)工。工程地點位于江(jiang)(jiang)蘇省南京長江(jiang)(jiang)大(da)橋下游(you)38.5km處，南岸出發井(jing)距長江(jiang)(jiang)大(da)堤210m，北(bei)岸接收井(jing)距大(da)堤102m，該地區(qu)是南京附近(jin)主要的(de)(de)水陸交通要塞。穿越點斷面(mian)兩岸大(da)堤的(de)(de)自然地面(mian)高(gao)程為(wei)4～5m（黃河高(gao)程），河面(mian)寬(kuan)約1500m，兩堤外(wai)坡角之間的(de)(de)寬(kuan)度(du)為(wei)1673m。深槽最高(gao)標高(gao)為(wei)-36.7m，最低(di)標高(gao)為(wei)一41.6m，隧(sui)(sui)道(dao)(dao)深度(du)達50多米。根據設(she)計(ji)要求，隧(sui)(sui)道(dao)(dao)內將敷設(she)直(zhi)徑(jing)為(wei)φ1016mm和(he)6813mm的(de)(de)輸氣管(guan)道(dao)(dao)2條，直(zhi)徑(jing)為(wei)6508mm的(de)(de)輸油管(guan)道(dao)(dao)1條，直(zhi)徑(jing)為(wei)650mm的(de)(de)光纜套管(guan)3條，同時考慮維護檢修空間，隧(sui)(sui)道(dao)(dao)直(zhi)徑(jing)設(she)計(ji)為(wei)3.8m，隧(sui)(sui)道(dao)(dao)全(quan)長為(wei)1992m。

 5. 管(guan)材和制管(guan)技術

   我(wo)國(guo)1985年(nian)以前建成(cheng)的(de)油(you)、氣(qi)管(guan)(guan)道普遍采用的(de)是Q235和16Mn，相(xiang)當于API標準中的(de)X42和X52級(ji)鋼(gang)。20世(shi)紀90年(nian)代(dai)，我(wo)國(guo)試制(zhi)成(cheng)功(gong)了(le)(le)X60和X65級(ji)管(guan)(guan)道用鋼(gang)板(ban)，并成(cheng)功(gong)卷制(zhi)了(le)(le)相(xiang)應螺旋縫埋弧焊鋼(gang)管(guan)(guan)。為(wei)了(le)(le)適應西(xi)氣(qi)東輸工(gong)程的(de)需要，經過幾(ji)年(nian)的(de)努力，我(wo)國(guo)已經成(cheng)功(gong)研制(zhi)出了(le)(le)X70鋼(gang)級(ji)的(de)管(guan)(guan)線(xian)鋼(gang)，具備了(le)(le)批量生產X70鋼(gang)級(ji)的(de)管(guan)(guan)線(xian)鋼(gang)板(ban)卷的(de)能力。

  a. X70高(gao)等級鋼材的應用 

   在(zai)同等(deng)設計壓力和管(guan)(guan)(guan)徑的(de)(de)情況下，采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)較高級(ji)別的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)線鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可減少(shao)管(guan)(guan)(guan)道壁厚，節省(sheng)大量鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)，從而顯著減少(shao)投資。表(biao)8-9為西氣東輸(shu)管(guan)(guan)(guan)道采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)X60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)、X65鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)和X70鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)量對(dui)比。從表(biao)8-9中可看出，采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)X60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)將(jiang)比采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)X70鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)多用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)27.35萬(wan)噸，大約為總用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)量的(de)(de)17.1％，采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)X65鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)比采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)X70鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)多用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)13.04萬(wan)噸，大約為總用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)量的(de)(de)8.2％。

   西(xi)氣(qi)(qi)東(dong)輸管道采(cai)(cai)用了X70高等級鋼(gang)材。按(an)照西(xi)氣(qi)(qi)東(dong)輸工程沿(yan)線的(de)地(di)區等級，設計(ji)時采(cai)(cai)用了四種壁(bi)(bi)厚，在四種壁(bi)(bi)厚的(de)鋼(gang)管中(zhong)，1類地(di)區為螺(luo)旋(xuan)埋(mai)弧(hu)焊管，2、3、4類地(di)區為埋(mai)弧(hu)直縫焊管，對(dui)應(ying)的(de)鋼(gang)管壁(bi)(bi)厚及耗鋼(gang)量見表8-10。

  在鋼管(guan)類(lei)型選擇(ze)上，西氣東(dong)輸管(guan)道在鋼管(guan)壁(bi)厚小(xiao)于16mm的(de)(de)地區選用(yong)了螺旋埋弧焊(han)管(guan)。螺旋埋弧焊(han)管(guan)成為西氣東(dong)輸干線用(yong)管(guan)的(de)(de)基本(ben)管(guan)型，從而使近100萬噸的(de)(de)大口(kou)徑干線管(guan)制(zhi)造(zao)(zao)及其部(bu)分原料的(de)(de)生產可以(yi)立足(zu)國內，節約了工程造(zao)(zao)價(jia)。

  b. 金相組織 

    西氣(qi)東輸所用(yong)的X70鋼材(cai)采用(yong)了(le)針狀鐵素體(ti)(ti)型鋼，這種金相組(zu)(zu)織的X70鋼具有(you)(you)(you)晶粒細(xi)化、組(zu)(zu)織均勻、易于實現(xian)高強度與(yu)高韌(ren)性的平衡、耐腐蝕(shi)性能好(hao)等優點。針狀鐵素體(ti)(ti)型管(guan)線鋼為高檔管(guan)線鋼，與(yu)鐵素體(ti)(ti)-珠光體(ti)(ti)型管(guan)線鋼相比，具有(you)(you)(you)更良好(hao)的焊(han)接性能、抗天(tian)然氣(qi)中硫化氫腐蝕(shi)和氫誘發裂紋性能、抗大氣(qi)腐蝕(shi)性能，且具有(you)(you)(you)高達450J的沖(chong)擊韌(ren)性。