淺談天然氣管道不停輸帶壓封堵技術

【摘 要】文章結合太原科萊天然氣公司小店門站改管工程，對天然氣管道不停輸帶壓封堵技術原理、技術特點、施工步驟及實用價值做了簡要闡述。

【關鍵詞】天然氣管道；不停輸；帶壓封堵

太原科萊天然氣公司小店門站改管工程，因原管道與新建站場沖突，故更改原有管道。DN300次高壓天然氣管道改線帶壓封堵動火連頭，該工程包括：帶壓焊接、開孔、封堵、動火連頭等。

1.基本原理和特點

1.1基本原理

管道不停輸帶壓封堵是在不停止管道正常運行的情況下，采用管道不停輸開孔封堵設備與技術，對需要進行改造、維修搶救作業的管道進行開孔封堵。從而達到維修改造的目的。

1.2特點

（1）保證生產連續性。（2）帶壓作業。（3）安全高效。（4）無污染。（5）經濟效益明顯。

2.施工準備

2.1掌握管道內輸送介質的壓力、流向、接地電阻以及現場檢測管道實際壁厚、壓力等各項數據。

2.2安全措施（消防車、干粉滅火器等）到位后，方可按照施工程序、步驟進行施工。

3.施工步驟

開挖作業坑—確定開孔位置—安裝封堵消耗管件及放散平衡短節—安裝夾板閥—開孔機封堵器安裝—密閉開孔—安裝旁通管線—放散平衡—管道封堵—管道連頭—解除封堵—拆除旁通管線—封孔防腐—恢復現場。

3.1開挖作業坑

（1）操作坑土質若為軟土易塌方，必須做基坑支護。

（2）管線埋深在1.5米以下，必須開挖2條逃生通道。

3.2確定開孔位置

3.3安裝封堵消耗管件及放散平衡短節

（1）根據焊接位置決定接地線位置，做好接地，防止靜電。

（2）測量并掌握施工現場管道輸送介質的流向、溫度、壓力、測量管道接地電阻應小于等于4歐，可燃氣體含量0%，并做好記錄。

（3）帶壓焊接。

管道允許焊接的壓力計算如下：

p=2σs（t-c）/D·F

P—管道允許帶壓焊接的壓力單位為MPa

σs—管材的最小屈服極限單位為MPa

t—焊接處管道實際壁厚單位為mm

c—因焊接引起的壁厚修正量單位為mm（通常取2.4mm）

F—安全系數（天然氣管道取0.5）

D—管道外徑單位為mm

管道材質以20#為例，最小屈服極限為245MPa。原管線規格D325*8，經計算，P=4.22MPa，本工程管線運行壓力小于1.6MPa 符合帶壓焊接要求。

（4）按設計要求，現場在母管線上焊接已預制好的封堵消耗管件、放散平衡短節。

3.4安裝夾板閥

安裝夾板閥到封堵管件上，在放散平衡短節上安裝球閥。

3.5開孔機封堵器安裝

（1）將相對應的開孔機、封堵連箱、封堵刀組件一起吊裝在夾板閥上，通過高壓膠管把開孔機與液壓動力站連接，通過封堵連箱上的截止閥對開孔刀所在的容腔進行氮氣1.6Mpa打壓測試，檢測各結合面的密封性。

（2）待設備運行平穩后停機，手動搖動開孔機搖把，待鉆頭尖部接觸到管壁時，計數器歸零并反向旋轉搖把1/4圈。

3.6密閉開孔

（1）開孔機進給箱掛上自動進給擋，啟動機器，開孔刀自動向下進給開始開孔作業。

（2）當確認切削完成時應停車，手動旋轉搖把，把開孔刀與料塊一起提回開孔連箱內。

（3）關閉夾板閥，打開連箱上的卸壓閥，排出連箱內介質。

（4）從開孔機鉆桿上拆下開孔刀、料塊。

3.7安裝旁通管線

（1）旁通管線可以提前組對、焊接、檢測、試壓。保證施工進度與質量。

（2）按照實際情況，連接兩封堵器間的旁通孔，架接臨時旁通管線然后進行壓力平衡，打開夾板閥導通旁通管線。

3.8放散平衡

3.9管線封堵

（1）根據現場工藝要求確定封堵筒的開口方向。

（2）吊裝封堵器至夾板閥門，注意吊裝過程中不要磕碰。

（3）用一根高壓膠管聯接放散平衡處閘閥和封堵連箱上的放散閥，打開高壓膠管兩端的閥門和旁通管線另一端的封堵連箱上的放散閥，對旁通管線進行高壓置換，置換合格后關閉所有閥門。

（4）打開夾板閥，手動旋轉封堵器手柄，使封堵筒向下移動，進入管道封堵位置后，實現對管道的封堵。

（5）確定在管道封堵處下游的放散閥允許操作，并在周圍作好放散排空準備。緩慢打開放散閥，泄放出管道內的介質。

（6）放散結束后用氮氣置換兩封堵筒間的管段（需切除的管段），在測爆合格后，進行斷管；斷管時，在同管段的兩個作業坑內只保留一個放散平衡孔，以便將來用于置換新管線內的空氣。

3.10管道連頭

縮小封堵筒，進行氮氣置換，把新管線內的空氣置換掉，檢查新裝管線有無滲漏現象（若不合格，按操作規程進行返修，直至合格）。

3.11解除封堵

3.12拆除旁通管線

3.13封孔及防腐

（1）拆下封堵器。

（2）管線如需通球將開封堵孔時切下的落料定位后焊到封堵管件的堵塞上，以方便將來對管道進行通球處理（恢復后的管段不影響將來管線的通球作業），下專用堵塞、安裝盲板。

（3）封堵管件防腐后回填操作坑。

3.14恢復現場

4.施工注意事項

4.1四通管件焊接、打磨、配管作業

（1）存在風險：易發生火災事故，火焰切割操作不當，灼傷，燙傷，焊接設備接線不當、觸電、保護不當，灼傷。

（2）采取措施：執行動火作業安全程序，執行許可證制度，焊接作業操作規程。在焊接過程中，要在焊渣下落的地方用石棉布進行托擋，防止引燃下部設施。設專人現場監督、周圍環境巡回測爆。

4.2開孔和封堵作業

（1）存在風險：末按照帶壓開孔施工工藝進行作業、未聽從工程師的指令進行操作。

（2）采取措施：嚴格按照帶壓開孔封堵施工工藝進行作業，嚴格聽從工程師的指令進行操作。

4.3設備吊裝作業

（1）存在風險：索具不配套，強度不足、綁扎連接不良、指揮錯誤。

（2）采取措施：檢查吊具證書、外觀檢查、起吊前檢查、審批吊裝方案、執行起吊作業安全規程、持證上崗，指揮信號正確。

5.應用范圍

天然氣管線工程不停輸開孔封堵技術廣泛應用于：

5.1更換管道

（1）開孔直徑：DN20～DN1600。

（2）適用介質：油、天然氣、水、乙烯、煤氣等 無強腐蝕性的介質。

（3）管道介質溫度：-30℃～+350℃。

（4）管線運行壓力：0～10MPa。

5.2管線永久性改線。

5.3管道增設閥門。

6.總結

天然氣管線工程采用不停輸開孔封堵技術，避免了因管道維修造成的停輸、動用明火，大大降低了施工風險。保證了管道輸送的連續性，具有可觀的經濟效益及廣闊的市場前景。

【參考文獻】

[1]黃麟淞.淺談管道不停輸開孔封堵技術，2010（8）.

[2]張汝歌.高壓不停輸封堵工藝在管線連頭中的應用，2005（10）.