承壓輸水鑄鐵管道不停產開孔連頭施工研究

郭道厚

大慶油田工程建設有限公司油建公司

承壓輸水鑄鐵管道不停產開孔連頭施工研究

郭道厚

大慶油田工程建設有限公司油建公司

大慶油田產能建設工程新建場站清水管道一般為碳鋼管道，與其連接的清水干線為鑄鐵管道。在不停產的清水干線鑄鐵管道外壁安裝鋼制“套袖”，采用灌注鉛水的方法對鑄鐵管道外壁和“套袖”內壁之間的空隙進行密封。在鋼制“套袖”外壁焊接帶法蘭的碳鋼支管，然后安裝閥門，利用開孔設備對鑄鐵管道進行帶壓開孔，完成不停產連頭施工。該施工方法解決了鑄鐵管道焊接性能差和不宜直接焊接連頭的難題，有效保證了施工質量。

鑄鐵管道；“套袖”法；不停產開孔連頭

大慶油田產能建設工程新建場站清水管道一般為碳鋼管道，與其連接的清水干線為鑄鐵管道。站內清水管道施工完成后，需要與清水干線連接，由于清水干線停產會對生產有較大影響，并且鑄鐵管道的焊接性能差，直接將碳鋼管道焊接在鑄鐵管道上質量難以保證，給鑄鐵管道的不停產連頭施工增加了難度。應用“套袖”法不停產開孔連頭施工方法，解決了鑄鐵管道焊接性能差、清水干線停產對生產影響大的問題，實現了鑄鐵管道不停產開孔連頭施工。

1 工藝原理

在不停產的清水干線鑄鐵管道外壁安裝鋼制“套袖”，采用灌注鉛水的方法對鑄鐵管道外壁和“套袖”內壁之間的空隙進行密封。在鋼制“套袖”外壁焊接帶法蘭的碳鋼支管，然后安裝閥門，利用開孔設備對鑄鐵管道進行帶壓開孔，完成不停產連頭施工，其工藝原理如圖1所示。

圖1 工藝原理示意圖

2 施工方法

2.1 制作鋼制“套袖”

鋼制“套袖”由3個套環組合而成，套環用10mm鋼板卷制，材質為Q235—B。2個內置套環寬度為100mm，外置套環寬度為500mm，內套環直徑比外套環直徑小20mm，套環橢圓度≤0.5mm。并在外套環上開出與連頭支管連接的馬鞍口。

2.2 安裝鋼制“套袖”

安裝前，采用磨光機打磨鑄鐵管道外壁及“套袖”外環套內壁至見金屬光澤，以確保鉛層澆注后與管道內外壁緊密結合。

（1）安裝內環套。將預制好的“套袖”套環用火焊均勻切成兩瓣。按照“套袖”尺寸用石筆畫出2個內“套環”安裝位置，內外“套環”搭接寬度為50mm，用和泥麻繩均勻密實地纏繞在劃線區域。然后將2個內套環對扣安裝，對好焊口后先點焊下部焊口，用大錘敲擊環套將密封麻繩壓嚴實，再點焊上部焊口，并用泥填充內環套兩側的縫隙。

（2）安裝外環套。將內套環外側同樣用麻繩和泥纏繞，然后將2個切開的外套環對扣安裝，將密封麻繩壓嚴實，上下焊口全部滿焊，最后用泥填充縫隙。

（3）安裝支管。將預制好的帶有法蘭的支管焊接在“套袖”外環套的馬鞍口上。支管與鑄鐵管間的縫隙用麻繩和泥封嚴，防止澆注時鉛水滲漏。

2.3 灌注鉛水

在外環套底部設置2個灌注口，外環套頂端設置2個排氣口，如圖2所示。灌注前，在“套袖”管底部進行加熱烘烤，保持灌注空間內干燥，防止鉛水遇水飛濺出來造成燙傷。將鉛水從澆注口連續均勻灌注，排氣口見到鉛水后停止灌注。整個澆注過程要保持連續，防止鉛水進入“套袖”內冷卻斷流形成斷層或缺陷。

圖2 灌注口、排氣口示意圖

2.4 砸“套袖”鉛封

“套袖”灌鉛完成后，拆掉內環套。利用扁鏟塞入外環套與鑄鐵管之間的縫隙，用鐵錘敲擊扁鏟，將內部凝固的鉛層擠壓密實。分別從“套袖”的兩側沿圓周方向同步砸，防止鉛塊在“套袖”內移動，使內部鉛塊從兩側同時受擠壓，從而起到更好的密封效果。待兩組鉛封砸完兩圈后，切掉澆筑口和排氣口，并用鋼板將之焊接封堵。

2.5 水壓試驗

在支管法蘭上安裝一片盲法蘭，盲法蘭上安裝試壓絲頭及閥門。采用手動柱塞泵向“套袖”內注水，邊注水邊檢查“套袖”四周是否滲漏。當表壓升至2.0MPa時，停止注水，穩壓30min后，若無滲漏，即鉛封成功。

2.6 帶壓開孔

支管上安裝平板閘閥，將開孔設備安裝在平板閘閥上，進行帶壓開孔。帶壓開孔完成后，將清水管道安裝平板閘閥上，完成清水管線連頭。

3 結語

鑄鐵管道“套袖”法不停產開孔連頭施工方法，解決了鑄鐵管道焊接性能差和不宜直接焊接連頭的難題，有效保證了施工質量，并且避免了清水干線停產造成的經濟損失。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.009