小口徑管道帶壓封堵技術在雙蘭線密度計撬座搬遷中的應用

楊占林

摘 要：運用小口徑管道帶壓封堵技術實現雙蘭線密度計進出口管道封堵斷管，從施工位置特點、施工前期準備、焊接工藝要求、作業流程及步驟等四個方面介紹了小口徑管道帶壓封堵技術。指出了作業中應注意的問題，并提出解決措施。

關鍵詞：小口徑管道；封堵技術；應用

1 概述

烏鄯蘭原油線、烏蘭成品油線（簡稱雙蘭線）全長3986公里， 2006年底成品油管道建成投產，2007年原油管道建成投產，截止2014年累計運行9年。原油主管道管徑為Φ813mm、成品油主管道管徑為φ559mm。原油、成品油主管道材質為L450。輔助生產配套小口徑管道Φ89mm以下各類規格有近10種，壁厚從2.9mm至4mm不等，材質全部為20#鋼。部分小口徑管道因材質、壁厚、防腐、埋地工藝等因素影響，導致該類管道較主管道容易發生腐蝕穿孔現象。2014年2月13日，瓜州輸油站密度計出口管道腐蝕穿孔，管道規格為Φ33.4×3.4mm，由于密度計處于進站ESD閥門外側，進出口管道和干線相連，搶險時干線油品壓力無法完全泄放，給搶修工作帶來很大難度。公司為消除管道運行安全隱患，于2014年11月-12月，采用小口徑管道帶壓封堵技術在管道不停輸的情況下對轄區5座密度計進出口管道封堵切除，將原密度計撬座搬遷至進站三通以內。此技術是在小口徑管道上開封堵柱外徑大小的孔（管道上下開通），用開孔機將封堵柱送進所開孔內，通過開孔機進刀使封堵柱壓縮，緊貼孔壁，完成封堵。文章就將密度計進出口管道切除應用到的封堵斷管技術做詳細介紹。

2 小口徑管道帶壓封堵技術工藝

2.1 作業地點、部位描述

作業地點位于進站超聲波流量計與進站ESD閥門之間，密度計進出口管道與主干線連接部位（如圖1所示）。

圖1 密度計工藝流程圖

2.2 作業前期準備工作

（1）準備配套堵漏封頭-筒節組焊件（帶圓弧）一個、配套兩瓣四通一套、四通對焊夾子一套、四通與引壓管環部密封卡具一套、密封卡具密封件膠條一副、內螺紋ZG21/2"硬密封手動球閥一個、開孔兼封堵連接管一根、銅堵柄一個、Ф48封堵柱一個、帶壓開孔器及配套工具一套、焊接配套機具一套。

（2）檢查各主輔助機規格、型號、壓力等級并確認尺寸相符、性能良好。

（3）現場“三通一平”工作完成，作業坑開挖以及逃生通道準備完畢、現場道路、場地、空間滿足安全作業條件。

（4）在主管道上打磨出封堵四通底部與主管道焊接作業面，將小口徑管道打磨出等同于封堵四通長度的作業面。

（5）封堵作業在管道不停輸狀態下進行，達到施焊條件后進行焊接作業。

原油管道封堵前焊接四通管內壓力需小于施焊壓力：施焊壓力=管道允許工作壓力×0.5；成品油管道封堵前焊接四通管內壓力需小于施焊壓力：施焊壓力=管道允許工作壓力×0.4。

2.3 焊接工藝要求

（1）四通焊接。完成焊接區域管道壁厚測量后將四通坡口加工成符合焊接工藝要求的坡口型式，再用磨光機將坡口內、外二側各50mm打磨至見金屬光澤，用全手工氬弧焊焊接四通。

（2）堵漏封頭、筒節焊接。將坡口加工成符合焊接工藝要求的坡口型式，再用角向磨光機將坡口內、外二側各150mm打磨至見金屬光澤。用 E5015焊條，采用多層多道焊焊接方式焊接堵漏封頭、筒節。

（3）焊接作業（動火焊接工藝規程見表1）。焊道的起弧或收弧處相互錯開30mm以上，嚴禁在坡口以外的鋼管表面起弧，在每層焊道全部完成后，用角向磨光機將焊道表面的熔渣、飛濺、缺陷等清除干凈，打磨時不得傷及管道坡口形狀。打磨完畢，為保證層間溫度，立即進行下一層焊道的焊接。

表1 動火焊接工藝規程

3 作業流程及步驟

（1）將兩瓣四通對好位置，先將上部對焊夾子卡在定位槽內，再將下部對焊夾子夾在下部四通外圓部，將兩瓣四通上表面對齊后，均勻緊固上下對焊夾子的螺栓，使兩瓣四通間隙均勻，直至無縫。將對焊夾子未包裹的部位，局部斷續焊接后，將對焊夾子拆下（如圖2所示）。

圖2 組對兩瓣四通

（2）將兩瓣四通包焊在小口徑管道外（先焊縱焊縫，后焊根部與主管道部分）焊接前將銅堵在不帶O型圈狀態下，反復試裝，焊接時不帶銅堵，但要將四通右蓋安上，防止焊接四通時將外螺紋破壞。將兩瓣四通對焊后，冷卻到正常工作溫度后，再次將銅堵在不帶O型圈狀態下試裝，檢驗是否由于焊接使螺紋部分變形（如圖3所示）。

（3）對焊接部位采取著色滲透探傷。

（4）銅堵試裝完成后，開始進行密封夾具的密封條安裝，各處要盡量一樣高。待四通冷卻到正常工作溫度后，將密封夾具對裝在四通外，定位片對在四通槽內，用定位銷找正，在兩塊密封夾具間對稱裝上3mm的墊片，均勻緊固4個內六角螺栓，直至壓緊3mm的墊片為止。在夾具背面有泄壓孔，安裝接管、壓力表、1/4″球閥（如圖4所示）。

圖4 安裝密封夾具

組裝開孔機、筒刀、中心鉆、法蘭式連接器、開孔閥門，并將其連接到四通上。然后將手動開孔機-法蘭式連接器-閥門-密封夾具整體打壓達7.0MPa。

具體方法：a.在開孔鉆處打壓。將打壓泵、開孔鉆、壓力表、1/4″球閥接到一起，開孔閥保持全開狀態。啟動打壓泵，打壓液由手動開孔機頭部接口處注入，液體經過開孔機-法蘭式連接器-閥門-密封夾具（此時將泄壓閥門關閉），逐漸升壓到7.0MPa，保壓30分鐘，檢查是否有漏點。b.如果不能穩壓，可能是壓力卸放到開孔閥閥腔內部，此時保持開孔閥半開狀態，使壓力進入到開孔閥閥腔，再進行穩壓實驗。c.進行上述步驟后如果還不能穩壓，則關閉開孔閥，在開孔鉆和密封夾具泄壓孔處分別進行打壓實驗，可判斷是由于開孔鉆處存在泄漏還是在密封夾具處存在泄漏。針對具體泄漏點進行處理。如果穩壓成功，進行下一步操作。

（5）用特制五齒筒刀將小口徑管套斷（如圖5所示）。

用配套中心鉆進行作業（具體作業尺寸數據見表2）。

表2 密度計進出口管道斷管封堵相關作業數據

開孔機安裝電動頭前須接電試驗轉向，工作轉向為順時針。電動頭帶動主軸旋轉，手動順時針扳動上刀手柄可以實現上刀，每轉一圈進刀4mm。

（6）管子套斷后退刀，將斷管帶出，關閉閥門，將法蘭中間螺栓拆開，手動開孔機和與之連接的法蘭式連接器一同取下，不用拆開。

（7）手動開孔機更換上封堵柱，重新安裝手動開孔機。打開開孔閥，開始用開孔機送進封堵柱（如圖6所示），行程距離參考表2。將密封夾具上的閥門打開放空后，重新關閉。檢查四通上壓力表顯示，如無壓力顯示，可確定完成封堵。否則繼續壓緊封堵柱或取出封堵柱更換新的封堵柱后重新操作。

圖6 封堵作業

（8）確定封堵完好后，拆下密封夾具，將小口徑管切斷。用布將殘留在封堵柱上部的液體粘擦干凈，防止焊接上蓋時出現蒸汽，并觀察封堵柱是否漏油。如果漏油可再順時針旋轉手動開孔機后面扳手，壓緊封堵柱。備好四通上蓋（如圖7所示）。

圖7 封堵完成，實施斷管作業

（9）焊接四通上蓋（如圖8所示）：將濕布圍裹在封堵柱部位的四通處，為確保封堵效果，需不斷往濕布上澆水，將封堵柱外部溫度控制在≤100℃。

（10）退回主軸，拉出封堵柱，關閉開孔閥，拆下螺栓，卸下封堵柱。

（11）安裝送銅堵桿及銅堵（如圖8所示）。

圖8 四通上蓋焊接及下銅堵作業

（12）銅堵行程距離參考表2。下銅堵完成，扣上四通右蓋。由于四通右蓋與銅堵上的O型圈位置太近，此處不焊接（如圖9所示）。

（13）完成堵漏封頭焊接，并對焊接部位進行著色滲透檢測（如圖10所示）。

圖10 封頭焊接

4 技術特性及應用效果

（1）安全型高，運用小口徑管道帶壓封堵技術成功實施了轄區5座密度計撬座9根進出口管道封堵斷管作業（其中1根在管道腐蝕穿孔后進行搶修割除）。該技術也可用于小口徑管道泄漏搶修作業。（2）操作簡單，全過程運用一套開孔設備實現開孔、封堵、下銅堵作業。（3）封堵效果好，通過5座密度計撬座9根進出口管道封堵斷管作業過程驗證，可實現完全封堵，無泄漏。另外，在過程中可通過密封夾具上的壓力表顯示判斷是否完全有效封堵。如無，則有相關處置方法進行進一步處置，最終實現成功封堵。

參考文獻

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