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[摘 要]随着工业的发展,管道不停输封堵施工技术在管线改造项目中得到越来越广泛的应用。本文结合输气管道的特点,为确保安全、高效、环保地完成新旧管线的连接工作,采油二厂输油管线隐患治理工程采用不停输、不降压对管道改线处进行带压封堵作业。
[关键词]不停输封堵 不停输 不降压
中图分类号:S436 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0203-02
一、带压封堵技术
管道封堵技术于1884年诞生,至今已有115多年的历史。管道封堵是在完全密闭状态下,对改造管端两侧,利用物理、机械手段,将改造管段从运行管线中隔绝堵断,进行维护、修理、更换等改造。
二、不停输封堵换管施工准备
1、一般要求
参加施工的焊工,必须参加过类似工程的焊接,并经过严格培训,经审定和上岗资格认定考试合格,做到持证上岗。
采用的焊接及辅助焊接设备,均能满足焊接工艺要求。必须在8个小时内完成施工。
三、带压不停输作业的关键操作工序简介
1、管件焊接作业
1.1 作业坑开挖
作业坑单侧长度为L=L1+L2+L3
L—作业坑长度单位为米,L1—旁通作业点与封堵作业点的间距单位为米L1≥2.5L4,L2—旁通作业点至隔墙距离,单位为米L2≥3D且至少为1.5米,L3—封堵作业点至隔墙距离,单位为米L3≥3D且至少为2米,L4—对开三通长度单位为米
作业坑深度为H=h1+h2+D
H—作业坑深度,h1—管顶至地面的距离单位为米,h2—管底至坑底的距离单位为米h2≥0.7米,D—管道外径单位为米
1.1.1 管件安装位置确定
管件安装应选在直管段上且尽量避开管道焊缝。管道圆度误差不应超过管外径的1%。根据管件安装位置放出防腐层清理的范围。
1.1.2 清理防腐层
防腐层清理时不得采用火烤、敲击的方式。防腐层清理应采用刨刃清理,清理完后,用钢丝刷子进一步清理,至管道金属光泽出现。
1.2 管件组对
将管件安放到防腐层清理完的管段上,用水平尺检查沿管道横向的水平度。
用等高测量的方法测量管件的法兰面与管道轴线的平行度。
2、开孔作业工艺流程
2.1 选取合适位置安装管件→按装夹板阀,平衡短节球阀→开旁路孔,平衡孔、连接临时管线→开封堵孔,连接平衡阀,下封堵头→放空、断管取球→连接管线,提出封堵头,关闭夹板阀关闭旁路夹板阀,拆掉旁路。→下塞堵,封盲板。
3、封堵作业
3.1 设备安装
封堵机安装:检查各密封件有无损坏。
连接封堵头结合器,使油缸控制阀和结合器上平衡压力接口在同一个方向。
封堵点处封堵头顶块高度应该依据管线介质流速进行相应调节,具体参数如表1:
3.2 封堵操作
打开夹板阀内部旁通,对结合器腔体进行置换升压到压力平衡,全开夹板阀。
首先对下游点封堵,下降封堵头到位后,再对上游点进行封堵。如在下降封堵头的过程中受阻,可提升、下降20-50毫米,反复多次可能会将封堵头下降到位。
根据介质流速决定放置封堵头的时间。具体参数如表2:
针对管道内可能结蜡较多的情况,确定相应的封堵头管内推扫次数。确认封堵头封堵到位前,使用封堵头在管内反复推扫,最大可能的减少管内蜡质含量,具体参数如表3:
确认封堵头封堵到位,退回封堵阀杆到空挡位置(观察油压表压力下降),确认是否为封堵到位的计算尺寸;上紧锁杆夹。
封堵效果验证。降低封堵段内压力,让表压为零,然后打开一个排放口进行管内液体排放,观察封堵段管线压力有无回升,如压力表无回升则证明封堵成功,反之需重新查找原因直到符合要求为止。
3.3 放置隔离球
首先清扫下隔离球位置处的污物,然后放入捆绑好的隔离球,打开氮气瓶将氮气瓶上的减压阀调至0.08MPa,再打开进气阀门,进行打压,给隔离球充气让其膨胀,球压不能超过0.03MPa。充压完毕后用手轻轻推球体以推不动为合格,然后关闭进气阀。派专人观察压力表,及时给隔离球补充压力。
3.4 断管
切割管段用冷切割,切割点距隔离气囊孔应大于3倍封堵管段管径。
3.5 新旧管线连接
新旧管线的连接不得出现强力对口现象,以防止封堵段管线出现弯形,造成封堵失效。连头前将旧管线断管处加黄油墙进行二次封堵,黄油墙厚100mm,并在黄油墙外侧加塞与旧管线内径相同6mm的堵板,在焊接前进行气体检测,合格后进行施工。
3.6 解除封堵
确认换管、连头合格后,取出隔离气球,在隔离气球孔的三通法兰内置入塞堵,盖上盲盖;通过封堵机结合器的平衡阀门引入油流平衡密封件两侧的压力。压力平衡后,先提出上游封堵头,关闭夹板阀,接上液压软管,将封堵头完全退回到结合器内,放空结合器内介质,拆下封堵机;再提出下游封堵头,按上述操作,拆下下游封堵机。
3.7 塞堵的安装及调试
塞堵是连接在开孔机上置入到三通法兰内的。塞堵调试;将塞堵内落球式止回阀的螺栓顶杆调到能使止回阀打开在3-9毫米的行程范围内。
四、封堵施工中可能存在的隐患及处理措施
1、管线封堵后密封不严
风险:介质在封堵处泄漏,当严重泄漏时,会造成管线无法完成断管;微小泄漏时,验封过程很难有准确判断,施工中会造成介质向连头点扩散,无法实现更换管道作业。
应对措施:当发现封堵处严重泄漏时,应停止下一工序(断管)施工,平衡封堵头两端压力后,将封堵头提出,检查封堵头皮碗的情况,如有损伤,更换新的皮碗,重新下封,如无损伤,将皮碗的螺栓进一步上紧,迫使皮碗裙边进一步胀大,增加密封强度。
2、管件焊接时,造成管壁穿透
风险:管件焊接时由于使用不当的焊接工艺,或管线出现严重的腐蚀,焊接时,将管线烧穿,此时介质喷出,发生火灾。
应对措施:在施工前,编制焊接工艺规程同时进行焊接模拟试验和工艺评定;用测厚仪测管壁厚度,焊接处必须选择在远离腐蚀严重区域,选择管线壁厚处进行焊接;在焊接管件前,上游最近阀室压力应在允许带压焊接的计算压力以下;控制焊接熔深,控制焊接过程中导入的热量;根据管线运行时间和腐蚀情况,焊接过程中要严格按工艺操作确保无穿透事故发生。
五、结束语
油、气管线不停输带压封堵施工技术是一种安全、经济、快速高效的在役管道維抢修特种技术,有效避免资源浪费和环境污染,减少下游天然气用户的经济损失。有利于提高生产能力,节约能源和保护环境,是积极安全有效的一种新工艺。
参考文献
[1] 刘忠.一种新型的管道封堵器[J].石油机械,2006,34(1):14-16.
[2] 金盟贺.浅谈带压封堵技术在输气管线不停输迁移施工中的应用[J].科协论坛,2011,12(4):24-26.
[关键词]不停输封堵 不停输 不降压
中图分类号:S436 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0203-02
一、带压封堵技术
管道封堵技术于1884年诞生,至今已有115多年的历史。管道封堵是在完全密闭状态下,对改造管端两侧,利用物理、机械手段,将改造管段从运行管线中隔绝堵断,进行维护、修理、更换等改造。
二、不停输封堵换管施工准备
1、一般要求
参加施工的焊工,必须参加过类似工程的焊接,并经过严格培训,经审定和上岗资格认定考试合格,做到持证上岗。
采用的焊接及辅助焊接设备,均能满足焊接工艺要求。必须在8个小时内完成施工。
三、带压不停输作业的关键操作工序简介
1、管件焊接作业
1.1 作业坑开挖
作业坑单侧长度为L=L1+L2+L3
L—作业坑长度单位为米,L1—旁通作业点与封堵作业点的间距单位为米L1≥2.5L4,L2—旁通作业点至隔墙距离,单位为米L2≥3D且至少为1.5米,L3—封堵作业点至隔墙距离,单位为米L3≥3D且至少为2米,L4—对开三通长度单位为米
作业坑深度为H=h1+h2+D
H—作业坑深度,h1—管顶至地面的距离单位为米,h2—管底至坑底的距离单位为米h2≥0.7米,D—管道外径单位为米
1.1.1 管件安装位置确定
管件安装应选在直管段上且尽量避开管道焊缝。管道圆度误差不应超过管外径的1%。根据管件安装位置放出防腐层清理的范围。
1.1.2 清理防腐层
防腐层清理时不得采用火烤、敲击的方式。防腐层清理应采用刨刃清理,清理完后,用钢丝刷子进一步清理,至管道金属光泽出现。
1.2 管件组对
将管件安放到防腐层清理完的管段上,用水平尺检查沿管道横向的水平度。
用等高测量的方法测量管件的法兰面与管道轴线的平行度。
2、开孔作业工艺流程
2.1 选取合适位置安装管件→按装夹板阀,平衡短节球阀→开旁路孔,平衡孔、连接临时管线→开封堵孔,连接平衡阀,下封堵头→放空、断管取球→连接管线,提出封堵头,关闭夹板阀关闭旁路夹板阀,拆掉旁路。→下塞堵,封盲板。
3、封堵作业
3.1 设备安装
封堵机安装:检查各密封件有无损坏。
连接封堵头结合器,使油缸控制阀和结合器上平衡压力接口在同一个方向。
封堵点处封堵头顶块高度应该依据管线介质流速进行相应调节,具体参数如表1:
3.2 封堵操作
打开夹板阀内部旁通,对结合器腔体进行置换升压到压力平衡,全开夹板阀。
首先对下游点封堵,下降封堵头到位后,再对上游点进行封堵。如在下降封堵头的过程中受阻,可提升、下降20-50毫米,反复多次可能会将封堵头下降到位。
根据介质流速决定放置封堵头的时间。具体参数如表2:
针对管道内可能结蜡较多的情况,确定相应的封堵头管内推扫次数。确认封堵头封堵到位前,使用封堵头在管内反复推扫,最大可能的减少管内蜡质含量,具体参数如表3:
确认封堵头封堵到位,退回封堵阀杆到空挡位置(观察油压表压力下降),确认是否为封堵到位的计算尺寸;上紧锁杆夹。
封堵效果验证。降低封堵段内压力,让表压为零,然后打开一个排放口进行管内液体排放,观察封堵段管线压力有无回升,如压力表无回升则证明封堵成功,反之需重新查找原因直到符合要求为止。
3.3 放置隔离球
首先清扫下隔离球位置处的污物,然后放入捆绑好的隔离球,打开氮气瓶将氮气瓶上的减压阀调至0.08MPa,再打开进气阀门,进行打压,给隔离球充气让其膨胀,球压不能超过0.03MPa。充压完毕后用手轻轻推球体以推不动为合格,然后关闭进气阀。派专人观察压力表,及时给隔离球补充压力。
3.4 断管
切割管段用冷切割,切割点距隔离气囊孔应大于3倍封堵管段管径。
3.5 新旧管线连接
新旧管线的连接不得出现强力对口现象,以防止封堵段管线出现弯形,造成封堵失效。连头前将旧管线断管处加黄油墙进行二次封堵,黄油墙厚100mm,并在黄油墙外侧加塞与旧管线内径相同6mm的堵板,在焊接前进行气体检测,合格后进行施工。
3.6 解除封堵
确认换管、连头合格后,取出隔离气球,在隔离气球孔的三通法兰内置入塞堵,盖上盲盖;通过封堵机结合器的平衡阀门引入油流平衡密封件两侧的压力。压力平衡后,先提出上游封堵头,关闭夹板阀,接上液压软管,将封堵头完全退回到结合器内,放空结合器内介质,拆下封堵机;再提出下游封堵头,按上述操作,拆下下游封堵机。
3.7 塞堵的安装及调试
塞堵是连接在开孔机上置入到三通法兰内的。塞堵调试;将塞堵内落球式止回阀的螺栓顶杆调到能使止回阀打开在3-9毫米的行程范围内。
四、封堵施工中可能存在的隐患及处理措施
1、管线封堵后密封不严
风险:介质在封堵处泄漏,当严重泄漏时,会造成管线无法完成断管;微小泄漏时,验封过程很难有准确判断,施工中会造成介质向连头点扩散,无法实现更换管道作业。
应对措施:当发现封堵处严重泄漏时,应停止下一工序(断管)施工,平衡封堵头两端压力后,将封堵头提出,检查封堵头皮碗的情况,如有损伤,更换新的皮碗,重新下封,如无损伤,将皮碗的螺栓进一步上紧,迫使皮碗裙边进一步胀大,增加密封强度。
2、管件焊接时,造成管壁穿透
风险:管件焊接时由于使用不当的焊接工艺,或管线出现严重的腐蚀,焊接时,将管线烧穿,此时介质喷出,发生火灾。
应对措施:在施工前,编制焊接工艺规程同时进行焊接模拟试验和工艺评定;用测厚仪测管壁厚度,焊接处必须选择在远离腐蚀严重区域,选择管线壁厚处进行焊接;在焊接管件前,上游最近阀室压力应在允许带压焊接的计算压力以下;控制焊接熔深,控制焊接过程中导入的热量;根据管线运行时间和腐蚀情况,焊接过程中要严格按工艺操作确保无穿透事故发生。
五、结束语
油、气管线不停输带压封堵施工技术是一种安全、经济、快速高效的在役管道維抢修特种技术,有效避免资源浪费和环境污染,减少下游天然气用户的经济损失。有利于提高生产能力,节约能源和保护环境,是积极安全有效的一种新工艺。
参考文献
[1] 刘忠.一种新型的管道封堵器[J].石油机械,2006,34(1):14-16.
[2] 金盟贺.浅谈带压封堵技术在输气管线不停输迁移施工中的应用[J].科协论坛,2011,12(4):24-26.