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1、工業(yè)民用輸油和輸氣壓力管道培訓(xùn)3.6 管道穿越工程3.7 安全與放空3.8 油、氣管道施工3.6 管道穿越工程 輸油、氣管道通過水域、沖溝、鐵路、公路等設(shè)計(jì),應(yīng)遵守國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50423的規(guī)定。 3.6.1 輸油、輸氣管道通過人工或天然障礙物的 敷設(shè)設(shè)計(jì)要求穿越水域工程等級(jí)表 單位:m工程等級(jí)穿越水域的水文特征多年平均水位水面寬度相應(yīng)水深度大型200 不計(jì)水深1002005中型100200540100不計(jì)水深小型40不計(jì)水深3.6.2 穿越水域工程的等級(jí)劃分? 注 (1)當(dāng)采用溝埋穿越施工期間最大流速大于2m/s,中、小型工程 等級(jí)可提高一級(jí)。 (2)有特殊要求

2、工程,可提高工程等級(jí)。(1)穿越位置應(yīng)符合線路總走向。對(duì)于大、中型穿越工程線路局部走向應(yīng)按所選穿越 位置調(diào)整。(2)大、中型穿越工程的方案與位置,應(yīng)根據(jù)水文、地質(zhì)、地形、水土保持、環(huán)境、 氣象、交通、施工及管理?xiàng)l件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證確定。選擇在: 1)河道或沖溝順直、水流平緩地段; 2)斷面基本對(duì)稱、兩岸有足夠施工場(chǎng)地的地段; 3)巖土構(gòu)成比較單一、岸坡穩(wěn)定的地段。(3)穿越位置不宜選在地震活動(dòng)斷層上,不宜將穿越管段埋在地震時(shí)易發(fā)生土壤液化 的地層內(nèi)。(4)穿越位置不宜選在河道經(jīng)常疏浚深、岸蝕嚴(yán)重或浸灘沖淤變化強(qiáng)烈地段。(5)水庫地區(qū)宜避開庫區(qū)與尾水區(qū)。若在水庫下游穿越,應(yīng)選在水壩下游集中沖刷影

3、 響區(qū)之外。位于水庫下游的穿越工程,必須取得水庫泄洪時(shí)的局部沖刷與清水沖 刷資料。(6)水域穿越位置應(yīng)選在岸坡穩(wěn)定地段 ,否則兩岸應(yīng)做護(hù)坡、丁字壩等調(diào)治工程, 保證岸坡穩(wěn)定。3.6.3 管段穿越河流的位置如何選擇(1)大型穿越工程應(yīng)按百年一遇洪水設(shè)計(jì),中型穿 越工程應(yīng)按五十年,小型穿越工程應(yīng)按二十年。(2)穿越管段應(yīng)垂直于水流軸向;如要斜交時(shí),交 角不宜小于60。(3)在通航河流上的穿越管段埋深,應(yīng)防止被船錨或 疏航機(jī)具損壞。穿越工程的各項(xiàng)措施不得影響航 道通行,并應(yīng)征得航道主管部門的同意。(4)穿越管段與橋梁間距應(yīng)滿足下列要求規(guī)定: 3.6.4 管線穿越河流設(shè)計(jì)穿越管段與橋梁間距離(m)橋梁

4、等級(jí)大、橋中小橋間距要求100501)采用開挖管溝埋設(shè)時(shí)應(yīng)滿足下表規(guī)定,若采用爆破成溝應(yīng) 經(jīng)計(jì)算增大安全距離:2)采用水平定向鉆敷設(shè)時(shí)穿越管段距橋梁墩臺(tái)沖刷坑邊緣外不 宜小于10m并不影響墩臺(tái)安全。3)采用隧道穿越時(shí),隧道的埋深及邊緣至墩臺(tái)距離不影響墩臺(tái) 安全。 (5)穿越管段與港口、碼頭、水下建筑物之間的距離不得小200m 橋梁上游300m范圍內(nèi)的穿越工程不低于該橋的設(shè)計(jì)洪水頻率標(biāo)準(zhǔn) 水下穿越輸送管先用內(nèi)壓計(jì)算壁厚,再用所承受的荷載和作用力進(jìn)行強(qiáng)度校核。管子壁厚計(jì)算公式: 式中: 鋼管計(jì)算壁厚,cm; P設(shè)計(jì)壓力,MPa; DH鋼管外徑,cm; s鋼管的最小屈服強(qiáng)度,MPa; F強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)

5、,按下表取值; 焊縫系數(shù); t 溫度減弱系數(shù),溫度小于120時(shí)t=1。3.6.5 穿越河流管子的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)表穿越管段規(guī)模輸氣管道地區(qū)等級(jí)輸油管道一二三四小型沖溝、水域穿越0.720.60.50.40.72大中型水域穿越0.60.50.40.40.6穿越管段選用的鋼管徑厚比不應(yīng)大于100(1)水下穿越管段不得產(chǎn)生漂浮和移位。如有可能發(fā)生漂浮 和移位時(shí),必須采用穩(wěn)管措施。(2)裸露敷設(shè)的管段應(yīng)按下列公式進(jìn)行抗漂浮和抗移位計(jì)算。3.6.6 穿越河流,水下管段穩(wěn)定計(jì)算(抗漂浮校核) (抗位移校核) (管段動(dòng)水上舉力) (管段動(dòng)水推力) (浮力系數(shù)取0.6)-(靜水浮力)式中 W單位長

6、度管段的總重力 (包括管身結(jié)構(gòu)自重、保護(hù)層重、加重層重,不含管內(nèi)介質(zhì)重)N/m; Fs單位長度管段靜水浮力,N/m; Fdy單位長度管段動(dòng)水上舉力,N/m; Cy浮力系數(shù),取0.6; Fdx單位長度管段動(dòng)水推力,N/m; Cx推力系數(shù),取1.2; D管身結(jié)構(gòu)的外徑,m; w 所穿水域水的重度,N/m3; 管段處設(shè)計(jì)洪水水流速度,m/s; K穩(wěn)定安全系數(shù),大、中型工程取1.3,小型工程取1.2; f管段與河床的滑動(dòng)摩擦系數(shù),按下表選??; g 重力加速度,取9.8m/s2,若是裸露彈性敷設(shè)時(shí),還應(yīng)計(jì)算彈性抗力。滑動(dòng)摩檫系數(shù)(f)表鋼管與管基相對(duì)狀態(tài)滑動(dòng)摩擦系數(shù)鋼管沿軟泥或淤泥滑動(dòng)0.32鋼管沿細(xì)紗

7、或沙礫層滑動(dòng)0.380.42鋼管沿致密的巖石滑動(dòng)0.45鋼管沿卵石面或碎石面滑動(dòng)0.50(3)穿越管段溝埋敷設(shè),應(yīng)按下式進(jìn)行抗漂浮核算。WKFS 式中: K穩(wěn)定安全系數(shù),對(duì)大、中型工程取 1.2,小型工程取1.2;(4)采取定向鉆敷設(shè)或頂管敷設(shè)穿越管段,可不進(jìn)行 抗漂浮核算。(5)采用隧道敷設(shè)穿越管段,不進(jìn)行水下穩(wěn)定計(jì)算。(1)根據(jù)水文、地質(zhì)條件,穿越管段可采用挖溝埋設(shè)、定向鉆、頂管、 隧道敷設(shè)等方法。有條件的地段,也可采用裸露敷設(shè)。(2)水域大型穿越工程,輸油管道兩岸應(yīng)設(shè)置截?cái)嚅y,輸氣管道可不 設(shè)截?cái)嚅y。(3)采用溝埋穿越管段: 1)穿越管段在常水位浸淹部位不宜設(shè)置彎頭和固定墩;彎頭和 固定

8、墩宜設(shè)在常水位水邊線50m以外。確需在常水位范圍內(nèi)設(shè) 彎頭或固定墩時(shí)則必須將其埋設(shè)在洪水沖刷線以下穩(wěn)定層中。 2)采用溝埋穿越管段, 挖深應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)與沖刷情況按下表 規(guī)定確定。3.6.7 穿越河流的管道敷設(shè)穿越水域管頂埋深表 (m) 類別大型中型小型備注有沖刷或疏浚水域,應(yīng)在設(shè)計(jì)洪水沖刷或規(guī)劃疏浚線下1.00.80.5注意船錨或疏浚機(jī)具不得損傷防腐層無沖刷或疏浚水域,應(yīng)在水床底面以下1.51.31.0河床為基巖時(shí),嵌入基巖深度(在設(shè)計(jì)洪水時(shí)不被沖刷)0.80.60.5用混凝土覆蓋封頂,防止淘刷 3)穿越管段的溝埋敷設(shè),如采用自然回淤或勘察資料不能 確定沖刷范圍和沖刷長度時(shí),應(yīng)進(jìn)行上浮或位移

9、核算。 可采用壓石籠、加重塊、復(fù)壁管灌漿或打樁等穩(wěn)管措施。 4)巖石管溝的挖深應(yīng)增加20cm;管溝入溝前應(yīng)先填20cm厚的 砂類土或細(xì)土墊層。(4)定向鉆穿越: 1)對(duì)粘土、亞粘土、砂質(zhì)河床,宜采用定向鉆敷設(shè);對(duì)巖石 、流沙、卵礫石河床,不宜采用定向鉆敷設(shè)。一岸應(yīng)有鉆 機(jī)與泥漿池、蓄水池場(chǎng)地,另一岸應(yīng)有管線組裝場(chǎng)地。 2)采用定向鉆敷設(shè),應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)的性能選擇入土角宜為8 18和出土角宜為4 12。埋深應(yīng)大于設(shè)計(jì)洪水沖 刷線以下6m。穿越管段最小曲率半徑宜大于1500D,且不應(yīng) 小于1200D。 (5)防護(hù)工程: 1)受水流淘刷或沖蝕威脅的穿越管段應(yīng)修筑護(hù)坡工程; 2)河岸:防護(hù)工程設(shè)計(jì)洪水頻率

10、宜與穿越設(shè)計(jì)洪水頻率相同,護(hù)岸頂高出設(shè)計(jì)洪水位0.5m,基底埋深在水床下12m,同時(shí)應(yīng)滿足低于設(shè)計(jì)沖刷線下1m。 3)護(hù)坡順?biāo)鞣较蜷L度不應(yīng)小于5m。(1)管道穿越鐵路、公路應(yīng)符合鐵路或公路規(guī)劃和國家有關(guān)規(guī)定(2)管道穿越鐵路、公路應(yīng)避開石方區(qū)、高填方區(qū)、路塹、道路兩側(cè)為坡 向的陡坡地段。(3)在穿越鐵路、公路的管段上,不應(yīng)設(shè)置彎頭和產(chǎn)生水平或豎向曲線。(4)管道穿越鐵路或II級(jí)以上高等級(jí)公路時(shí),應(yīng)設(shè)置保護(hù)套管。鋼質(zhì)套管 內(nèi)徑應(yīng)比輸送管外徑大100300mm,混凝土套管內(nèi) 徑不宜 小于1m。 套管與輸送管之間應(yīng)設(shè)絕緣支撐,保持良好的絕緣性能。套管兩端使 用耐久的絕緣材料密封,套管端部伸出路基坡

11、腳外路邊溝外邊緣不小于2m(5)采用鉆孔穿越管道或套管時(shí),其鉆孔孔洞直徑不應(yīng)超過輸送管道或套管 直徑50mm。3.6.8 管道穿越鐵路、公路設(shè)計(jì)有何要求(5)穿越鐵路管段或套管頂距路肩下1.7m,距自然地面或邊溝底 1.0m;穿越公路管段或套管距路面下1.2m,距邊溝底1.0m。(6)管線與被穿鐵路(公路)的夾角宜為90不宜小于30 。(7)鐵路(公路)高架橋交叉時(shí),采取防護(hù)措施后交叉角可小于 30管道防護(hù)長度在用地范圍3m外。(8)油氣管道不宜利用現(xiàn)有鐵路(公路)涵洞穿越。(1)穿越I、II及高速公路、鐵路(有套管)、III、IV級(jí)公路(無 套管)的油氣管道設(shè)計(jì)系數(shù)比油氣管道線路設(shè)計(jì)系數(shù)提高

12、一級(jí)。(2)穿越管道依據(jù)內(nèi)壓計(jì)算管子壁厚、外壓進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核。(3)鋼套管或者無套管穿越管段,應(yīng)按無內(nèi)壓狀態(tài)驗(yàn)算在外力作用 下管子徑向變形,其水平直徑方向的變形量不得超過管子外直 徑的3。(4)無套管穿越管段應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、疲勞、變形、穩(wěn)定性計(jì)算。(5)無套管穿越管線距管頂以上50cm處應(yīng)加警示帶。3.6.9 穿越鐵路、公路的管道強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算3.7 安全與放空(1)輸氣管道安全泄放規(guī)定: 1)輸氣站在應(yīng)進(jìn)站截?cái)嚅y之前和出站截?cái)嚅y之后設(shè)置泄壓放空設(shè)施。 2)輸氣干線截?cái)嚅y上下游均應(yīng)設(shè)置放空管。放空管應(yīng)能迅速放空兩 截?cái)嚅y之間管段內(nèi)的氣體。放空閥直徑與放空管直徑應(yīng)相等。 3)輸氣站存在超壓可

13、能的受壓設(shè)備和容器應(yīng)設(shè)置安全閥。安全泄放 的氣體可引入同級(jí)壓力的放空管線。(2)安全閥的定壓設(shè)置規(guī)定 安全閥的定壓應(yīng)小于或等于受壓設(shè)備和容器的設(shè)計(jì)壓力。安全閥的 定壓(P0)應(yīng)根據(jù)管道最大操作壓力(P)確定,并應(yīng)符合下列要求: 1) 當(dāng)P1.8MPa時(shí),P0P+0.18MPa; 2) 當(dāng)1.8MPaP7.5MPa時(shí),P01.1P; 3) 當(dāng)P7.5MPa時(shí),P01.05P。 3.7.1 輸氣管道安全泄放及安全閥定壓設(shè)置(1)單個(gè)安全閥的泄放管直徑,應(yīng)按背壓不大于該閥泄放 壓力的10確定,且不應(yīng)小于安全閥的出口管徑;(2)連接多個(gè)安全閥的泄放管直徑,應(yīng)按所有安全閥同時(shí) 泄放時(shí)產(chǎn)生的背壓不大于其中

14、任何一個(gè)安全閥的泄放 壓力的10確定,且泄放管截面積不應(yīng)小于各支管截 面積之和。 3.7.2 安全閥泄放管直徑計(jì)算要求(1)放空氣體應(yīng)經(jīng)放空豎管排入大氣,并應(yīng)符合環(huán) 境保護(hù)和安全防火要求。(2)輸氣干線放空豎管應(yīng)設(shè)置在不致發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn) 和危害居民健康的地方。(3)輸氣站放空豎管應(yīng)設(shè)在圍墻外,與站場(chǎng)及其它 建(構(gòu))筑物的距離應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)石油和 天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50183-2004的規(guī)定。 3.7.3 放空管的設(shè)置要求(4)連續(xù)放空的放空豎管口應(yīng)高出20m范圍內(nèi)建(構(gòu))筑物 頂2m以上。間歇放空的放空豎管口應(yīng)高出10m范圍內(nèi)建 (構(gòu))筑物2m以上。放空管應(yīng)高出所在地面5m。 (5)放空

15、豎管的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定: 1)放空豎管直徑應(yīng)滿足最大的放空量要求; 2)嚴(yán)禁在放空豎管頂端裝設(shè)彎管; 3)放空豎管底部彎管和相連接的水平放空引出管必須 埋地彎管前的水平埋設(shè)直管段必須進(jìn)行錨固; 4)放空豎管應(yīng)有穩(wěn)管加固措施。3.8 油、氣管道施工(1)當(dāng)管道環(huán)向應(yīng)力大于或等于20屈服強(qiáng)度時(shí),其焊接接頭應(yīng)采用無損探 傷法進(jìn)行檢驗(yàn),或?qū)⑼旯さ暮附咏宇^割下后做破壞性試驗(yàn)。(2)焊接接頭無損探傷檢驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定: 1)所有焊接接頭應(yīng)進(jìn)行全周長100無損探傷檢驗(yàn)。射線照相和超聲波 探傷是首選無損探傷的檢驗(yàn)方法。焊縫表面缺陷可進(jìn)行磁粉或液體滲漏 檢驗(yàn)。 2)當(dāng)采用超聲波探傷儀對(duì)焊縫進(jìn)行無損探傷檢驗(yàn)時(shí),

16、應(yīng)采用射線照相 對(duì)所選取的焊縫全周長進(jìn)行復(fù)驗(yàn),其復(fù)驗(yàn)數(shù)量為每個(gè)焊工或流水作業(yè)焊 工組當(dāng)天完成的全部焊縫中任意選取不小于下列數(shù)目的焊縫進(jìn)行: 一級(jí)地區(qū)取縫的5; 二級(jí)地區(qū)取縫的10; 三級(jí)地區(qū)取縫的15; 四級(jí)地區(qū)取縫的20。3.8.1 輸氣管道焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)定 3)輸氣站內(nèi)管道和穿跨越水域、公路、鐵路的管道焊縫, 彎頭與直管段焊縫以及未經(jīng)試壓的管道碰口焊縫,均應(yīng)進(jìn)行 100射線照相檢驗(yàn)。(3)當(dāng)射線照相復(fù)驗(yàn)時(shí),如每天的焊口數(shù)量達(dá)不到上述復(fù)驗(yàn)比例 要求時(shí),可以以每公里為一個(gè)檢驗(yàn)段,并按規(guī)定的比例進(jìn)行 復(fù)驗(yàn)。(4)用手工超聲波探傷檢驗(yàn)的焊縫,其質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按現(xiàn)行 國家標(biāo)準(zhǔn)鋼焊縫手工超聲波探傷方

17、法和探傷結(jié)果分級(jí) GB11345執(zhí)行,I級(jí)為合格。(5)用射線照相檢驗(yàn)的焊縫,其質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo) 準(zhǔn)鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)GB3323執(zhí)行, II級(jí)為合格。(6)用破壞性試驗(yàn)檢驗(yàn)的焊接接頭,其取樣、試驗(yàn)項(xiàng)目和方法、 焊接質(zhì)量要求應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊 接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50236的規(guī)定執(zhí)行。(7)管道焊前、焊接過程中間、焊后檢查、焊接缺陷的清除和返 修、焊接工程交工檢驗(yàn)記錄、竣工驗(yàn)收要求等。應(yīng)按現(xiàn)行國 家標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB50236的規(guī)定執(zhí)行。(1)輸氣管道試壓前應(yīng)采用清管器進(jìn)行清管,并不應(yīng)少于兩次。(2)清管掃線

18、應(yīng)設(shè)臨時(shí)清管器收發(fā)設(shè)施和放空口,并不應(yīng)使用站內(nèi)設(shè)施。 3.8.2 輸氣管道清管掃線規(guī)定(1)輸氣管道必須分段進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和整體嚴(yán)密性試驗(yàn)。(2)經(jīng)試壓合格的管段間相互連接的焊縫經(jīng)射線照相檢驗(yàn) 合格,可不再進(jìn)行試壓。(3)輸氣站和穿(跨)越大中型河流、鐵路、二級(jí)以上公里、 高速公里的管段,應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行試壓。 3.8.3 輸氣管道試壓規(guī)定3.8.4 輸氣管道強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)規(guī)定(1)強(qiáng)度試驗(yàn)壓力應(yīng)符合下列要求: 1)一級(jí)地區(qū)內(nèi)的管段不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的1.1倍; 2)二級(jí)地區(qū)內(nèi)的管段不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的1.25倍; 3)三級(jí)地區(qū)內(nèi)的管段不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的1.4倍; 4)四級(jí)地區(qū)內(nèi)的管段和輸氣站內(nèi)的工藝管

19、道不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力的1.5倍。(2)強(qiáng)度試驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)符合下列要求: 1)位于一、二級(jí)地區(qū)的管段可采用氣體或水作試驗(yàn)介質(zhì); 2)位于三、四級(jí)地區(qū)的管段及輸氣站內(nèi)的工藝管道應(yīng)采用 水作試驗(yàn)介質(zhì); 3)當(dāng)具備下表全部各項(xiàng)條件時(shí),三、四級(jí)地區(qū)的管段及 輸氣站內(nèi)的工藝管道可采用空氣試壓。 三、四級(jí)地區(qū)的管段及輸氣站內(nèi)的工藝管道空氣試壓條件表試壓時(shí)最大環(huán)向應(yīng)力最大操作壓力不超過現(xiàn)場(chǎng)最大試驗(yàn)壓力的80所試驗(yàn)的是新管子,并且焊縫系數(shù)為1.0三級(jí)地區(qū)四級(jí)地區(qū)50s40s (3)用水作為試壓介質(zhì)時(shí),每段自然高差保證最低點(diǎn)管道環(huán)向應(yīng)力不大于0.9。水質(zhì)為無腐蝕性潔凈水。試壓宜在環(huán)境溫度5以上進(jìn)行,否則應(yīng)采取防凍措施。

20、注水宜連續(xù),排除管線內(nèi)的氣體。水試壓合格后,必須將管段內(nèi)積水清掃干凈。(4)試驗(yàn)的穩(wěn)壓時(shí)間不應(yīng)小于4h。(5)嚴(yán)密性試驗(yàn)應(yīng)在強(qiáng)度試驗(yàn)合格后進(jìn)行;用氣體作為試驗(yàn)介質(zhì)時(shí),其試驗(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力并以穩(wěn)壓24h不泄漏為合格(1)輸氣管道試壓、清管結(jié)束后宜進(jìn)行干燥。管道干燥可采用干空氣、真空法、干燥劑干燥法,站場(chǎng)管道干燥宜用氮?dú)飧稍锓ā#?)管道干燥可采用上述一種或幾種相結(jié)合的方法。干燥方法應(yīng)因地制宜、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、方便操作、對(duì)環(huán)境的影響最小。(3)干燥驗(yàn)收: 1)當(dāng)采用干燥氣體吹掃時(shí),可在管道末端配置水露點(diǎn)分析儀,干燥后排出氣體水露點(diǎn)應(yīng)連續(xù)4h比管道輸送條件下最低環(huán)境溫度至少低50C、變化幅度不大于30C為合格;3.8.5 輸氣管道干燥要求 2)當(dāng)采用真空法時(shí),選用的真空表精度不小于1級(jí),干燥后 管道內(nèi)氣體水露點(diǎn)應(yīng)連續(xù)4h低于-20 ,相當(dāng)于100Pa(絕)氣壓為合格; 3)當(dāng)采用甘醇類吸濕劑時(shí),干燥后管道末端排出甘醇含水量的質(zhì)量百分比應(yīng)小于20為合格。(4)管道干燥結(jié)束后,如果沒有立即投入運(yùn)行,宜充入干燥氮 氣,保持內(nèi)壓大于0.20.

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