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摘要：建筑燃气管道的设计是城市建设的重点内容之一，其设计与施工的质量直接关系到工业生产和居民的生活质量。通过对建筑尤其是高层建筑燃气管道设计中的难点：管道防腐、立管的伸缩/变形补偿及安全设施的配备进行分析，旨在与同行业人员共同探讨。
关键词：管道设计 管道防腐 立管补偿
中图分类号： TU81 文献标识码： A 文章编号：
燃气管道的设计和施工是一个十分重要又造福千家万户的大工程，在燃气的设计过程中必须结合管道的运行情况，施工现场条件等多方面的因素综合考虑，既要有预见性又要符合现实情况，在满足各家各户要求的前提下使燃气管道的设计更为合理化和人性化。在燃气管道的设计中，管道的防腐及高层建筑中立管的伸缩变形补偿通常是设计人员重点考虑的内容，此外，燃气管道设计中的安全设施配备更是重中之重。
1燃气管道的防腐
当前暗埋式燃气管道正在逐步成为燃气工程设计、施工发展的新趋势，《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中对暗埋式燃气管道的设计给出了明确的规定，暗装管道造价比原来采用的明敷式设计高了很多，发生泄露不容易察觉且维修困难，防腐问题有待进一步解决等等。
1.1燃气管道腐蚀的原因及分类
燃气管在施工完成后，不管是明敷式还是暗埋式的设计，由于受碱性液和水气的作用，很容易被腐蚀。对于燃气管道按其接触的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，按照腐蚀的部位我们又分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。①燃气管道的内壁腐蚀。我们平时生活输送的燃气当中都会含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物等其它腐蚀性的化合物，在和金属管道接触后就会引起化学腐蚀。要是管道中存在水，还会在管道内壁形成一层亲水膜，这就具备了原电池腐蚀的条件，也会发生电化学腐蚀。②燃气管道的外壁腐蚀。燃气管道不管是架空的还是暗埋的都会发生外壁腐蚀。暗埋的燃气管线腐蚀是全面性的，管线的管壁均匀的减薄，受化学腐蚀程度基本一致，所以这样的管线发生穿孔或击破的系数较小，若其发生这样的情况也是来自电化学腐蚀。至于墙体还有土壤中的微生物作用我们可以忽略不计。
1.2 燃气管道防腐蚀的具体措施
对于现在很多燃气管线的施工，对于整个燃气输送管网就应采取防腐措施，比如石油沥青玻璃布，厚浆型环氧煤沥青玻璃布，聚乙烯粘胶带等防腐措施的应用还有辅助性的阴极保护措施等等，具体总结如下几点：①针对燃气管道出现的内壁腐蚀，应选择耐腐蚀的管材，如铸铁管。塑料管或其他非金属管道。另外我们在输送燃气前就应对燃气进行净化处理，使其杂质的含量达到最低。也可在管线内壁用合成树脂或环氧树脂等作内涂层处理，这样做不但可以防止内壁腐蚀的发生也降低了管道内壁的粗糙度，相应的提高了管线的输送能力。②在管道外壁上采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层处理，人为地使燃气管道与外界隔绝接触。③清理燃气管道周围的利锋物体、碎片、垃圾或容易产生水汽的设施，有效地避免所做的防腐层被划破或者水气进入腐蚀管线。④在设计和施工的过程中燃气管线要被混凝土或者墙面全部包围，且覆盖燃气管线的前面厚度应超过 2cm，这样才可以对管线起到有效地保护作用。⑤对楼板内的燃气管线引出处应做套管处理，套管伸出地面大概为 5-10cm，在套管的两端必须采用柔性防水材料密封措施。⑥对于暗埋式管线设计时增加地埋管线和土壤之间的电阻，达到减小腐蚀电流的目的。
2. 燃气立管的伸缩与补偿
2.1燃气立管自重与热伸缩
高层住宅立管的自重和热胀冷缩产生的推力在达到一定程度时，燃气管道会产生变形、扭曲、断裂，引发事故。对于管道自重在立管底部设固定支座以承受立管自重，并在每层设管夹限定立管。对于热伸缩立管因环境温度变化热胀冷缩，应以立管底部为固定端，顶端为自由端，使之有自由伸缩的余地；也可在立管适当位置设置一个或多个波纹补偿器进行补偿。立管穿楼板、楼梯平台、墙壁时应设置预埋套管，套管與管道之间用填料填实，这时套管部分相当于滑动支架，有利于轴向移动。在实际工程中对于高层住宅克服燃气立管自重与热伸缩在立管底部设稳定的固定管座，在每一层用角钢固定立管用以承受立管自重。同时每隔两层设一活接，每隔七层设一分段阀门，根据伸缩量在合适位置设一个或多个波纹补偿器克服管道热伸缩的影响。
2.2立管的变形补偿
高层建筑的燃气管道立管长度较大，而当燃气管道安装到投入运行后，由于环境温度的变化，导致管内存在的温差使管道产生了应力，并且燃气管道自身的重量也将压迫管道，导致管道下沉，并沿着轴向产生形变。高层建筑室内的燃气管道一般使用钢管，其变形量的计算公式为：ΔL＝0.012Δt×L。其中，ΔL为燃气管道的变形量，L为立管的长度，Δt为燃气管道安装以及燃气供应运行中产生的最大温差。在对立管的应力补偿设计中，首先，应根据高层建筑燃气设计的具体数值计算出立管的最大变形量，同时在立管上设置波纹管，进行分段设置，由此设置的波纹管将根据立管的形变而伸缩，并且抵消立管的温差应力；其次可在立管的底部设置支撑墩，减少立管由于温度差异导致的管道形变；最后，还可在立管上使用挠变管道补偿装置，在一定程度上还可减少高层建筑震动对燃气管道的影响。设计补偿时，可采用以下几种方法解决。其一，在立管底部设支撑墩，克服管道因温差及自重引起的形变，使管道免遭损坏；其二，根据计算出的最大变形量，在立管上分段设置若干波纹管，因波纹管随立管的形变而伸缩，吸收掉立管的温差应力，使立管上的应力消失；其三，采用在立管设置挠变管道补偿装置，这种方法还可以消除建筑物震动时对管道的影响。
3 燃气设计中安全设施的配备
燃气是一种易燃易爆的气体，燃气管道一旦发生泄漏、出现事故，尤其是高层建筑人员密集，其伤亡和损失都很大，社会影响很深。因此在高层燃气设计中，对安全防火问题国家有着明确严格的规定。故在设计中应严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028- 93和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045- 95 的有关规定。采取安全措施如下：在引入管室外设置燃气快速切断阀门。在室内管道上设置快速切断阀门及自动切断阀；在各用气点及管道经过的房间设置燃气泄漏安全报警装置，且自动报警系统与自动切断系统联动，并集中监控。其工作原理为：当空气中可燃气体达到一定浓度时，探测器即发出与可燃性气体在空气中浓度成比例的电信号，该电信号传送给报警控制器，报警控制器即显示该可燃气体浓度，当被测可燃气体浓度达到或超过设定的报警浓度时，报警控制器即发出报警并启动有关开关控制信号，提示监控人员采取安全措施或启动自动控制装置，切断气源，从而起到保障安全作用，避免重大火灾爆炸事故的发生。
3. 结束语
随着社会的进步和人类文明的发展，城市燃气管道已经成为人们生活必不可少的设施之一。在进行燃气设计时考虑不周或处理不当，就可能引发管道的损坏，燃气管道一旦损坏、泄漏，将会引起爆炸和火灾等恶性事故的发生，因此，在设计和施工的过程中对于其防腐、变性补偿及安全性的考虑是十分必要的。
参考文献：
[1] 严铭卿等.燃气工程设计手册[M].中国建筑工业出版社，2009.
[2] 董朝晖.浅谈建筑燃气管道的设计与施工[J].价值工程，2011（16）.
[3] 赵国利.高层建筑燃气管道的设计问题分析及解决方法的讨论[J].黑龙江科技信息，2009（20）
[4] 韦武亮.高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J].中华民居，2012（3）.
关键词：管道设计 管道防腐 立管补偿
中图分类号： TU81 文献标识码： A 文章编号：
燃气管道的设计和施工是一个十分重要又造福千家万户的大工程，在燃气的设计过程中必须结合管道的运行情况，施工现场条件等多方面的因素综合考虑，既要有预见性又要符合现实情况，在满足各家各户要求的前提下使燃气管道的设计更为合理化和人性化。在燃气管道的设计中，管道的防腐及高层建筑中立管的伸缩变形补偿通常是设计人员重点考虑的内容，此外，燃气管道设计中的安全设施配备更是重中之重。
1燃气管道的防腐
当前暗埋式燃气管道正在逐步成为燃气工程设计、施工发展的新趋势，《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中对暗埋式燃气管道的设计给出了明确的规定，暗装管道造价比原来采用的明敷式设计高了很多，发生泄露不容易察觉且维修困难，防腐问题有待进一步解决等等。
1.1燃气管道腐蚀的原因及分类
燃气管在施工完成后，不管是明敷式还是暗埋式的设计，由于受碱性液和水气的作用，很容易被腐蚀。对于燃气管道按其接触的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，按照腐蚀的部位我们又分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。①燃气管道的内壁腐蚀。我们平时生活输送的燃气当中都会含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物等其它腐蚀性的化合物，在和金属管道接触后就会引起化学腐蚀。要是管道中存在水，还会在管道内壁形成一层亲水膜，这就具备了原电池腐蚀的条件，也会发生电化学腐蚀。②燃气管道的外壁腐蚀。燃气管道不管是架空的还是暗埋的都会发生外壁腐蚀。暗埋的燃气管线腐蚀是全面性的，管线的管壁均匀的减薄，受化学腐蚀程度基本一致，所以这样的管线发生穿孔或击破的系数较小，若其发生这样的情况也是来自电化学腐蚀。至于墙体还有土壤中的微生物作用我们可以忽略不计。
1.2 燃气管道防腐蚀的具体措施
对于现在很多燃气管线的施工，对于整个燃气输送管网就应采取防腐措施，比如石油沥青玻璃布，厚浆型环氧煤沥青玻璃布，聚乙烯粘胶带等防腐措施的应用还有辅助性的阴极保护措施等等，具体总结如下几点：①针对燃气管道出现的内壁腐蚀，应选择耐腐蚀的管材，如铸铁管。塑料管或其他非金属管道。另外我们在输送燃气前就应对燃气进行净化处理，使其杂质的含量达到最低。也可在管线内壁用合成树脂或环氧树脂等作内涂层处理，这样做不但可以防止内壁腐蚀的发生也降低了管道内壁的粗糙度，相应的提高了管线的输送能力。②在管道外壁上采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层处理，人为地使燃气管道与外界隔绝接触。③清理燃气管道周围的利锋物体、碎片、垃圾或容易产生水汽的设施，有效地避免所做的防腐层被划破或者水气进入腐蚀管线。④在设计和施工的过程中燃气管线要被混凝土或者墙面全部包围，且覆盖燃气管线的前面厚度应超过 2cm，这样才可以对管线起到有效地保护作用。⑤对楼板内的燃气管线引出处应做套管处理，套管伸出地面大概为 5-10cm，在套管的两端必须采用柔性防水材料密封措施。⑥对于暗埋式管线设计时增加地埋管线和土壤之间的电阻，达到减小腐蚀电流的目的。
2. 燃气立管的伸缩与补偿
2.1燃气立管自重与热伸缩
高层住宅立管的自重和热胀冷缩产生的推力在达到一定程度时，燃气管道会产生变形、扭曲、断裂，引发事故。对于管道自重在立管底部设固定支座以承受立管自重，并在每层设管夹限定立管。对于热伸缩立管因环境温度变化热胀冷缩，应以立管底部为固定端，顶端为自由端，使之有自由伸缩的余地；也可在立管适当位置设置一个或多个波纹补偿器进行补偿。立管穿楼板、楼梯平台、墙壁时应设置预埋套管，套管與管道之间用填料填实，这时套管部分相当于滑动支架，有利于轴向移动。在实际工程中对于高层住宅克服燃气立管自重与热伸缩在立管底部设稳定的固定管座，在每一层用角钢固定立管用以承受立管自重。同时每隔两层设一活接，每隔七层设一分段阀门，根据伸缩量在合适位置设一个或多个波纹补偿器克服管道热伸缩的影响。
2.2立管的变形补偿
高层建筑的燃气管道立管长度较大，而当燃气管道安装到投入运行后，由于环境温度的变化，导致管内存在的温差使管道产生了应力，并且燃气管道自身的重量也将压迫管道，导致管道下沉，并沿着轴向产生形变。高层建筑室内的燃气管道一般使用钢管，其变形量的计算公式为：ΔL＝0.012Δt×L。其中，ΔL为燃气管道的变形量，L为立管的长度，Δt为燃气管道安装以及燃气供应运行中产生的最大温差。在对立管的应力补偿设计中，首先，应根据高层建筑燃气设计的具体数值计算出立管的最大变形量，同时在立管上设置波纹管，进行分段设置，由此设置的波纹管将根据立管的形变而伸缩，并且抵消立管的温差应力；其次可在立管的底部设置支撑墩，减少立管由于温度差异导致的管道形变；最后，还可在立管上使用挠变管道补偿装置，在一定程度上还可减少高层建筑震动对燃气管道的影响。设计补偿时，可采用以下几种方法解决。其一，在立管底部设支撑墩，克服管道因温差及自重引起的形变，使管道免遭损坏；其二，根据计算出的最大变形量，在立管上分段设置若干波纹管，因波纹管随立管的形变而伸缩，吸收掉立管的温差应力，使立管上的应力消失；其三，采用在立管设置挠变管道补偿装置，这种方法还可以消除建筑物震动时对管道的影响。
3 燃气设计中安全设施的配备
燃气是一种易燃易爆的气体，燃气管道一旦发生泄漏、出现事故，尤其是高层建筑人员密集，其伤亡和损失都很大，社会影响很深。因此在高层燃气设计中，对安全防火问题国家有着明确严格的规定。故在设计中应严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028- 93和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045- 95 的有关规定。采取安全措施如下：在引入管室外设置燃气快速切断阀门。在室内管道上设置快速切断阀门及自动切断阀；在各用气点及管道经过的房间设置燃气泄漏安全报警装置，且自动报警系统与自动切断系统联动，并集中监控。其工作原理为：当空气中可燃气体达到一定浓度时，探测器即发出与可燃性气体在空气中浓度成比例的电信号，该电信号传送给报警控制器，报警控制器即显示该可燃气体浓度，当被测可燃气体浓度达到或超过设定的报警浓度时，报警控制器即发出报警并启动有关开关控制信号，提示监控人员采取安全措施或启动自动控制装置，切断气源，从而起到保障安全作用，避免重大火灾爆炸事故的发生。
3. 结束语
随着社会的进步和人类文明的发展，城市燃气管道已经成为人们生活必不可少的设施之一。在进行燃气设计时考虑不周或处理不当，就可能引发管道的损坏，燃气管道一旦损坏、泄漏，将会引起爆炸和火灾等恶性事故的发生，因此，在设计和施工的过程中对于其防腐、变性补偿及安全性的考虑是十分必要的。
参考文献：
[1] 严铭卿等.燃气工程设计手册[M].中国建筑工业出版社，2009.
[2] 董朝晖.浅谈建筑燃气管道的设计与施工[J].价值工程，2011（16）.
[3] 赵国利.高层建筑燃气管道的设计问题分析及解决方法的讨论[J].黑龙江科技信息，2009（20）
[4] 韦武亮.高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J].中华民居，2012（3）.