高压燃气管道盘式不停输封堵施工实践.docx
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高压燃气管道盘式不停输封堵施工实践
高压燃气管道盘式不停输封堵施工实践
第30卷第9期
2010年9月
煤气与热力
CAS&HEAT
Vol_30No.9
Sep.2010
高压燃气管道盘式不停输封堵施工实践
白连明,黄冬建,史文君,生炀
(1.宜兴港华燃气有限公司,江苏无锡214200;2.港华投资有限公司,
广东深圳518026;3.沈阳三全工程监理咨询有限公司,辽宁沈阳110026)
摘要:
结合工程实际,论述了高压燃气管道不停输封堵施工的方案选择,盘式封堵施工工
艺,施工过程的环节控制,提出了改进建议.
关键词:
高压燃气管道;不停输作业;盘式封堵
中图分类号:
TU996文献标识码:
B文章编号:
1000—4416(2O1O)09—0B27—05
ConstructionPracticeofCup-typePluggingwithoutInterruption
ofServiceforHigh—pressureGasPipeline
BAILian—ming,HUANGDong-jian,SHIWen-jun,SHENGYang
Abstract:
Combinedwithapracticalproject,thesehemeselectionofpluggingconstructionwith—
outinterruptionofserviceforhigh—pressuregaspipeline,thecup—typepluggingconstructionprocessand
thelinkcontrolduringtheconstructionaredescribed,andsomeimprovementsuggestionsaremade.
Keywords:
high—pressuregaspipeline;withoutinterruptionofservice;cup—typeplugging
1项目背景
国家I级铁路客运专线宁杭客运专线由铁道
部,江苏省和浙江省三方共同筹资建设,总造价近
400×10元,设计速度目标值为300km/h,全长约
248km,宜兴境内线路长度47.6km,在宜兴境内设
新宜兴站.宁杭城际铁路是实现南京,杭州两个省
会城市间1h直达的快捷通道,是宁杭间综合运输
系统的骨干,对完善华东地区快速铁路网,促进宁杭
城市带经济快速发展具有重要作用.宁杭客运专线
宜兴境内一处规划桥桩与我公司DN500mm城市
高压天然气管道位置冲突,为配合国家高速铁路建
设项目的顺利实施,也为了不影响向管道下游用户
连续,稳定供气,我公司决定采取高压管道不停输封
堵工艺对此段管道进行迁改.
①工程概况
工程地点:
宜兴104国道旁,宁杭高铁交汇处.
管道设计压力:
2.5MPa,运行压力:
2.5MPa.
运行管道:
规格0508mmx9.5mm,材质L290
钢.
新建管道:
规格0508mm×10mm,材质20号
钢,长度65m.
临时管道(旁通管):
规格0219mm×10mm,材
质20号钢,长度120m.
②方案比选.J
不停输封堵施工工艺就是在管道正常带压条件
下对目标管道进行封堵,并利用旁通管道实现不停
输的目的,同时对新旧管道进行碰口连接的施工工
艺.城市燃气管道带压不停输封堵技术主要分为气
囊式,盘式(皮碗式)和桶式.气囊式封堵主要用在
低压城市燃气管道,也作为盘式和桶式封堵的补充
部分用在高中压燃气管道,盘式和桶式封堵适用于
高中压燃气管道.桶式封堵技术即用开孔机将所需
改造的管段整管切断,然后用封堵器将膨胀桶沿着
切断孔送入管道中央,通过封堵器的传动装置将桶
膨胀,从而封住气源.盘式封堵技术即用开孑L机切
出马鞍形孔,再用封堵器通过液压传动推动曲柄连
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杆,将高分子橡胶皮碗送人管内,达到封堵气源的目
的.
盘式封堵通过皮碗在管道内受挤压变形以达到
密封的目的,适用压力范围广,但由于皮碗为圆锥
形,当遇到失圆度较大的管道或螺纹管时,效果就不
理想,另外对于管道内有铁屑等杂质的情况,封堵效
果也会受到影响.桶式封堵采用整管切断方式进行
封堵,因此无论管道有无杂质或变形,都不会影响封
堵效果.盘式和桶式封堵各有优点,桶式封堵技术
在我国应用广泛,工艺成熟;而盘式封堵技术效率
高,对原管道破损相对较小,尤其近年来随着燃气管
道安全意识的不断提升及高压管道内检测技术的不
断推广,盘式封堵技术逐步被推广应用.基于上述
综合考虑,我公司决定采用盘式封堵技术进行该段
管道改造.
3盘式封堵施工工艺[.,]
盘式封堵施工工艺见图1.图1中,A.,A为旁
通孔,B,B为封堵孔,C,C为气囊孔,D.,D:
为平
衡孔.
图1盘式封堵施工工艺
通常先将待改造管段两端分别用旁通管接通,
以旁通管输送介质,然后封堵原管道进行改造施工
作业,待施工完毕后,解除封堵,切换至新管段正常
输送,最后将旁通管拆除.封堵改造工艺的施工步
骤如下:
①剥除原有防腐层并清洁管道外壁;
②确定三通焊接点;
③焊接三通并进行焊缝探伤检查;
④分别安装夹板阀z,z,并组装开孔机;
⑤对三通,夹板阀,开孔机进行整体严密性试
验;
⑥分别开旁通孔A,A:
拆除开孔机并关闭
相应夹板阀;
⑦重复上述④~⑥步骤依次开封堵孔B.,
B2,气囊孔C,C2;
⑧利用手动开孑L机开压力平衡孔D,D:
安
装阀门Z,z及放散管;
⑨建立旁通管道,然后打开夹板阀z,Z.;
⑩分别打开夹板阀Z,Z,下封堵头(见图
2);
⑩分别打开阀门Z,Z,放散封堵孑LB,B:
图2封堵头
之间的气体;
⑥分别打开夹板阀z,z,下气囊;
⑩在E,E处分别割断原管道,进行维修改
造;
⑩维修改造完成(新建管道与原管道连接完
毕);
⑩分别从夹板阀z,,z处提出气囊,并关闭
夹板阀;
⑩分别关闭阀门z,z,并拆除放散管;
⑩分别从夹板阀z.,z处提出封堵头,并关
闭夹板阀;
⑩关闭夹板阀z,,z,置换,拆除旁通管道;
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白连明,等:
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⑩分别在旁通孔A,A,封堵孔B,B:
气囊
孔C.,C,平衡孔D.,D安装堵塞;
⑩拆除旁通孔,封堵孔,气囊孑L,平衡孔相应
夹板阀,加盲盖;
⑨做防腐,恢复地貌,竣工验收.
4项目准备
4.1施工单位确定
桶式封堵技术应用比较广泛,技术比较成熟,施
工企业也相对较多.但盘式封堵施工工艺在国内应
用是近年来的事情,加之设备造价相对较高,种种原
因造成国内可进行盘式封堵施工的企业并不多.我
公司从集团整体利益出发,结合技术,经济综合比
较,最终确定上海某公司为该工程的施工承包单位,
该公司作为全国大型的城市燃气管道施工企业之
一
其施工技术能力在全国同行业中处于领先水平,
该公司拥有行业内领先的高压,超高压燃气管道的
施工和抢修技术,具有建设部颁发的国家市政公用
工程总承包一级和管道工程专业承包一级资质,具
有国家质量监督检验检疫总局授予的GA1,GB1,
GC1压力管道安装许可证.该工程采用了盘式封堵
与囊式封堵相结合的封堵方案,关键设备采用美国
TDW1200K—XL开孔机(含液压站),其余配套设备
及管件全部由沈阳某输油机械设备厂提供.
4.2施工准备
工程现场环境较复杂,地上周边为国道及高速
铁路工地,地下周边有给水,光缆等公用管线.为保
证封堵施工顺利实施,进场前工程相关方共同做了
如下工作:
①进行作业带上方绿化迁移及地下其他管线
探测工作;
②按探测情况进行专业管线设计,并上报相
关主管部门;
③按照施工图纸做好相关管材,管件采购工
作;
④进行施工机械设备维护保养及耗件准备工
作;
⑤进行封堵模拟试验,目的在于检验主要设
备完好情况,备品耗件准备情况,人员配备情况及焊
接工艺参数选定情况.
4.3施工组织设计内容
①施工方案,包括土方开挖,封堵工艺,验收
试验等;
②焊接工艺,包括焊接工艺,理论计算,探伤
工艺等;
③进度,质量保证措施,包括工作分解,责任
人落实,关键工序保障等;
④安全文明施工,包括安全围护,夜间施工措
施,人员安全等.
4.4制定应急预案
燃气管道带气施工必须严格控制现场的风险,
将风险降至最低程度,保证现场风险处于随时受控
状态.针对此工程,我们主要做了以下两方面工作:
①编制风险识别清单,完善应对措施;
②制定应急预案,确保施工及用气安全.
5项目实施
工程经过2个月的前期协调,准备工作,于
2010年3月24日正式开工.该工程具备高压燃气
管道工程及带气施工的双重特点,工程实施必须严
格做好各环节细节控制,严把质量,安全控制关.通
过协调上游供气压力及下游用气量等手段,保证管
道施工操作期间管道内气体压力不大于1.6MPa.
施工中的关键控制环节如下.
5.1前期过程控制
①工作坑及管沟土方开挖应注意对周边管线
的保护,管沟开挖应严格按照设计标高进行,避免过
量开挖,工作坑设置原土方支撑,在主封堵孔管道正
下方须设置临时千斤顶支撑,防止开孔机过重造成
原管道变形,工作坑尺寸须满足机具拆装及人员自
由操作的要求.
②为了更好地保护旁通管,旁通管采取浅埋
敷设,永久管道敷设应严格按相关规范进行.
③三通管件焊点应选取在水平直管段上,开
孔尽量避开管道的螺旋焊缝,环焊缝,若无法避开
时,对开孔部位的焊缝进行适量打磨,开孔刀中心钻
不应落在焊缝上且封堵部位的管道椭圆度与壁厚误
差不得超过规定值,最远端两三通焊点之间距离尽
可能远,如因管道原因造成封堵孑L不能完成封堵,可
及时再选点开孔.
④焊接人员应取得相应的三通焊接工艺焊接
资质,方可进行焊接工作.每道焊缝应至少由两名
焊工同时施焊,且两电弧问应相距至少50mm.在
进行焊接时必须使用低氢焊条,焊接工艺采用直流
反接,降低母材的温度,焊接电流控制在100~130
A,并控制焊接速度.通过各种手段,确保焊接期间
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管道内气体流速不大于10m/s.
⑤对于临时管道及永久管道的环焊缝必须进
行100%射线探伤,对三通管件等特殊部位的角焊
缝采用100%超声波及100%着色相结合的探伤方
式.
⑥考虑敷设的永久管道长度较短,且施工地
点远离市区,管道强度及气密性试验均采用氮气介
质,须做好现场安全管理工作.
5.2开孔过程控制
①保证开孔期间管道内气体流速不大于l0
m/s;
②开孔前对三通管件,夹板阀,开孑L机进行
2.8MPa的整体试压,选用0.25级压力表观测其严
密性,保压1h,确保设备安装安全严密;
③开孔前检查三通管件内是否有垃圾,防止
开孑L时出现意外;
④为了减少鞍形块可能出现的变形,减少鞍
形块的修剪量,开孔前在管道上焊一个防变形肋板
(见图3);
图3防变形肋板
⑤开孔应由经验丰富的操作手进行,安排专
人记录过程尺寸;
⑥完成开孔时要在阀门及鞍形块上进行标
记,以便于下堵塞时能准确地放回,安排专人对鞍形
块进行修整,然后将其与堵塞及短节用电焊进行连
接,焊接时必须保证鞍形块的水平(堵塞见图4).
5.3封堵过程控制
①保证带压封堵时管内介质流速不大于5
m/s;
②严格按《钢制管道封堵技术规程》规定的
顺序进行上,下游封堵操作.
5.4断管过程控制
①为了减少对周边环境的影响,在放散管顶
端安装放散专用消声器;
图4堵塞
②割断主管前须对其进行氮气置换,且仪器
连续3次检测甲烷体积分数均在1%以下;
③断管采用自动切管机对主管进行冷切割,
打坡口,禁止用明火对主管切割;
④管道对口焊接时采用对口器,禁止对管口
过量打磨,切割进行对口;
⑤断管前为确保封堵严密,通常在主管来气
方向用黄油与滑石粉混合物砌筑”墙体”,本工程封
堵效果十分理想,因此不再采取砌筑”墙体”的方
式,以防止其对下游调压设施的损坏.
5.5收尾过程控制
①下堵塞,即把从原管道上取下的鞍形块稍
作整修后放回原位,目的是方便将来管道进行清管
检测,下堵作业尺寸须由专人计算,并另外安排专人
进行核对,在两人确认无误后方可进行作业;下堵塞
设备安装须确保同轴度,以防发生偏移,下堵塞作业
时,还需严格保证管道压力无波动或压力波动小于
0.1MPa;
②新建管道通气应采取间接置换的方式,即
先用氮气置换空气,再用燃气置换氮气;
③临时管道拆除前须进行氮气置换,连续3
次检测甲烷体积分数均在1%以下方可拆除;
④三通管件防腐使用从德国引进的新型防腐
材料(见图5),该材料具有创伤自动修复功能,使用
方便,黏结优异,抗阴极保护剥离性强;使用电火花
检漏仪100%检查防腐层,合格后回填;
⑤按规程要求做好竣工资料整理工作,在三
通管件上方砌筑泄漏检测井,并进行GPS定位,防
止第三方掩埋.
6项目总结
主体工程于2010年4月10日竣工,历时18d.
盘式不停输带压封堵技术是对原有停输检修工艺的
一
种重要补充,成为确保管网稳定运行的重要手段.
?
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白连明,等:
高压燃气管道盘式不停输封堵施工实践第30卷第9期
图5三通防腐
实践证明,盘式不停输带压封堵技术作为高压管道
维修抢修的一种新的补充手段,有利于环保,有利于
节约能源,有利于企业切实履行社会责任,是积极可
行,安全有效的技术.
6.1成功经验
①工程准备充分,细节管理到位,责任分工明
确,包括方案落实,物料准备等内容;
②无论港华集团,施工单位领导,还是现场管
理,操作人员,充分重视工程全过程;
③工程严格按照操作规程进行,安排专人记
录,核对尺寸数据;
④人员配置全面,关键工序保障有力,现场指
挥统一有序.
6.2工程建议
①工程实施中设备组(吊)装,设备压力试验
时间占工程主体施工总时间的33%,如施工工序安
排能够更加合理,相关操作人员技能能够进一步提
升,上述时间可有效缩短;
②管道开孑L过程中产生的铁屑很明显(见图
6),除部分细微颗粒或粉末立即被气流吹到下游,
依旧有部分较大块的铁屑暂时残留在三通管件周
围,如施工单位或设备制造单位能设计一种专用工
具(如磁性探棒),设法取出大部分残留的铁屑,将
对下游设备安全稳定运行产生深远意义.
图6封堵子L内的铁屑
7结语
采用盘式不停输封堵工艺进行地下高压燃气管
道改造工程施工在我市范围内是首次实施,也是港
华集团首次采用上游油气管道公司以外的施工单位
在集团内实施此类工程.该工程的顺利实施,丰富
了我公司管网运行的管理经验,为港华集团及国内
兄弟公司进行同类工程施工开辟了新的途径,具有
特别重要的意义.
参考文献:
『1]冯颖,彭国晟.皮碗式带压不停输封堵技术的改进
[J].煤气与热力,2006,26(5):
13—15.
[2]史业腾.不停输管道的开孑L封堵作业[J].煤气与热
力,2003,23
(2):
86—88.
[3]SY/T6150.1-—20o3,钢制管道封堵技术规程第1部
分:
塞式,筒式封堵[S].
[4]SY/T6150.2—2oo3,钢制管道封堵技术规程第2部
分:
挡板一囊式封堵[S].
作者简介:
白连明(1978一),男(满族),河北承德人,工程
师(建造师),学士,主要从事燃气输配技术管理
工作.
电话:
(0510)80700961
E—mail:
bai.1ianming@
收稿日期:
2010—04—12;修回日期:
2010—04—25
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