沈陽曹臺末站站外動火連頭技術(shù)應(yīng)用分析

鞠 睿 楊俊峰

1.河南城建學(xué)院 河南平頂山 467036，2.沈陽燃?xì)饧瘓F(tuán) 遼寧沈陽 110005

沈陽曹臺末站站外動火連頭技術(shù)應(yīng)用分析

鞠 睿1楊俊峰2

1.河南城建學(xué)院 河南平頂山 467036，2.沈陽燃?xì)饧瘓F(tuán) 遼寧沈陽 110005

基于西氣東輸工程在沈陽燃?xì)庥诤樘烊粴忾T站進(jìn)行的一級動火連頭作業(yè)工程實(shí)例,介紹了在天 然氣改造和擴(kuò)建等施工作業(yè)中的動火連頭技術(shù),針對動火的危險性和重要性,制定了一整套安全可靠的動火連頭技術(shù)方案。該工程應(yīng)用了磁力鉆開孔、爬管機(jī)機(jī)械切割、氣囊封堵、氮?dú)庵脫Q、對口焊接、無損檢測等技術(shù),為城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ獭獎踊疬B頭作業(yè)提供了技術(shù)參考。

動火連頭 安全交底 氮?dú)庵脫Q 動火防護(hù)

隨著天然氣的普及，燃?xì)庠O(shè)施在城市改造與建設(shè)進(jìn)程中出現(xiàn)改建、擴(kuò)建的需要，不可避免動用電焊、氣焊等方法進(jìn)行動火補(bǔ)焊、碰接及改造。動火作業(yè)是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、要求高、難度大、頗具危險性的作業(yè)，為了避免發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故，已投用的燃?xì)庠O(shè)施動火作業(yè)必須采取一系列安全技術(shù)防護(hù)措施。沈陽燃?xì)夤こ套酝懂a(chǎn)點(diǎn)火以來,已成功地實(shí)施多處動火連頭帶施工工程,取得了較為成功的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)就沈陽曹臺末站站外動火連頭施工工程進(jìn)行介紹。[1-2]

1 工程概況

該工程起于中石油末站，沿新蔡公路敷設(shè)，止于沈陽燃?xì)庥诤樘烊粴忾T站。線路設(shè)計采用管道材質(zhì)為L415，規(guī)格φ610×12.5mm，設(shè)計壓力為5.0 MPa，三層PE普通級絕緣防腐管線。

2 組織機(jī)構(gòu)

帶氣接線應(yīng)有專人負(fù)責(zé),實(shí)行統(tǒng)一指揮。負(fù)責(zé)人必須全面掌握管網(wǎng)工藝流程及新建工程情況,必須精通帶氣作業(yè)技術(shù),組織制定帶氣作業(yè)方案,并向全體工作人員交底。

2.1 人員組織

人員組織包括工程總指揮以及各個分項(xiàng)目經(jīng)理，該工程組織如圖1所示。

2.2 連頭組施工組織

施工需要人員見表1。

表1 沈陽曹臺末站站外動火連頭施工人員安排

3 連頭施工計劃

根據(jù)沈陽燃?xì)庥邢薰居诤樘烊粴忾T站投產(chǎn)計劃，油田曹臺末站站外連頭計劃在2012年12月5日做施工準(zhǔn)備，2012年12月6日施工連頭。具體施工計劃見表2。

表2 沈陽曹臺末站站外動火連頭具體施工安排

4 施工方案及措施

4.1 連頭工作的施工流程（見圖2）。

4.2 連頭準(zhǔn)備工作

（1）施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，做好現(xiàn)場技術(shù)交底工作，準(zhǔn)備好現(xiàn)場記錄資料；準(zhǔn)備在有限期限內(nèi)的可燃?xì)怏w報警器和便攜式測氧儀。[3]

（2）準(zhǔn)備施工設(shè)備、機(jī)具、材料，包括磁力鉆和已經(jīng)試壓的管材等。

（3）辦理各項(xiàng)施工手續(xù)，包括動火報告、征占地和超占地手續(xù)。

（4）與相關(guān)專業(yè)的施工單位取得聯(lián)系，保證工程施工順利進(jìn)行。

4.3 技術(shù)安全交底

（1）確定連頭施工的進(jìn)場人員，以現(xiàn)場實(shí)際施工人員為準(zhǔn)，明確施工、應(yīng)急職責(zé)；

（2）根據(jù)沈陽輸油氣公司批準(zhǔn)的連頭施工方案，向參加連頭作業(yè)的施工人員進(jìn)行技術(shù)安全交底，介紹施工方案的施工要求和措施，識別連頭作業(yè)的風(fēng)險和安全作業(yè)的要求；

（3）按照批準(zhǔn)的方案，施工前與輸油公司代表聯(lián)系，與沈陽輸油氣公司代表共同對連頭施工人員進(jìn)行技術(shù)安全交底，并對施工過程中可能發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行共同識別，并對現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行協(xié)商，共同制定應(yīng)急預(yù)案。

（4）施工現(xiàn)場布置相應(yīng)的警示標(biāo)志，并設(shè)置警戒線；禁止非施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。焊工等特種作業(yè)人員，必須持證上崗。

（5）連頭施工人員勞保穿戴整齊、規(guī)范、佩戴胸卡。

（6）檢查氧氣、乙炔氣瓶及液化氣罐擺放是否達(dá)到安全距離。施工現(xiàn)場要放置足量的滅火器，防止意外的發(fā)生。

（7）堅持文明施工，應(yīng)嚴(yán)格清理施工現(xiàn)場，充分做到“工完料盡場地清”。

4.4 注氮置換

氮?dú)庵脫Q的目是在連頭動火之前置換掉管道及設(shè)備中空氣和天然氣，避免在連頭施工過程中因天然氣與空氣混合而達(dá)到爆炸極限。

4.4.1 氮?dú)庵脫Q方法

設(shè)備置換方法：將容器密封，選擇一個合適進(jìn)氣點(diǎn)和出氣點(diǎn)，嚴(yán)格按照進(jìn)氣口進(jìn)氣，出氣口出氣。充入氮?dú)?，?dāng)壓力達(dá)到0.4MPa時停止通入氮?dú)?，打開設(shè)備放空閥門，泄壓，降到正常壓力后再關(guān)閉放空閥，再次充壓，反復(fù)充壓、降壓，直到檢測出口氧氣含量合格為止。

管道置換的方法：主要采用持續(xù)通入氮?dú)?，在出口檢查氧含量，直到合格。

4.4.2 注氮所需氮?dú)庥昧?/p>

按照1t液氮轉(zhuǎn)化為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、5℃狀態(tài)下的氣體體積為808 m3，管道注氮總量計算公式為：

其中：M——注液氮的質(zhì)量，kg；

k——管道充壓系數(shù)（結(jié)合具體情況一般取1.2）；

V——管道總?cè)莘e，m3；

u——氮?dú)獗热?，m3/kg。

本次注氮管道長度為1100 m，管道規(guī)格DN 600；經(jīng)計算管道管容為310 m3（約合460 kg）

置換過程中的氮?dú)鈸p失按30%注氮量考慮，因此該段置換共計需要液氮約460×1.3≈600 kg。由于注氮量較大，另考慮應(yīng)急情況，本次準(zhǔn)備一臺0.8 MPa，6t液氮車，同時配備2臺氣化能力100m3/h的空溫汽化器，足夠保證注氮的所需氮?dú)饬俊?/p>

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況控制注氮的速度，置換過程中管道內(nèi)氮?dú)馑俣炔粦?yīng)大于5 m/s；根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際本次氮?dú)庵脫Q空氣的推進(jìn)速度取2～3 m/s，注氮出口壓力為不大于0.8 MPa。

4.5 動火連頭施工

4.5.1 動火點(diǎn)臨時獨(dú)立接地

工業(yè)動火中的防護(hù)接地是指為防止被動火設(shè)備和管道因焊機(jī)雜散電流引起火災(zāi)而設(shè)置的專用接地線，把雜散電流引入大地，是保障動火作業(yè)安全的一種專用措施。本工程動火焊前根據(jù)要求安裝單獨(dú)動火專用接地，接地體安裝在焊接操作坑內(nèi)，用L50×50×2500角鋼直接打入地下，角鋼頂部用扁鋼引出，接到焊接引線上。當(dāng)測試接地電阻大于1Ω時，再增加1根角鋼，或?qū)β裨O(shè)接地的土壤澆鹽水增濕和添加降阻劑直到實(shí)測接地電阻值小于1Ω為接地合格。

4.5.2 連頭施工

燃?xì)馀R時站施工如圖3所示。將連頭點(diǎn)1和2單獨(dú)斷開后，用彎管將施工點(diǎn)1和施工點(diǎn)2進(jìn)行連接。原有管線拆除。氮?dú)庵脫Q完成后與沈陽輸油氣公司現(xiàn)場檢查置換合格同意后，用爬管機(jī)切割管端封堵，管道連頭焊接執(zhí)行相關(guān)技術(shù)規(guī)程；焊接采用半自動焊接方法；焊接完完畢后，清理干凈焊縫表面的焊渣、飛濺，按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行焊縫外觀檢查，用保溫被包裹焊道，使焊道緩慢降溫，直至焊道溫度接近環(huán)境溫度后，拆除保溫被；焊口檢查合格后要申請無損檢測，根據(jù)設(shè)計要求連頭焊縫必須通過100%的X射線和100%的超聲波檢驗(yàn)。射線照相探傷執(zhí)行《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》（SY/T4109—2005）標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ級為合格；超聲波探傷執(zhí)行《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》（SY/T4109—2005）標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ級為合格。

焊縫無損檢測合格后，及時進(jìn)行防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷施工；其施工工序、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)、質(zhì)量要求與主體管線防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷施工相同。

4.5.3 連頭施工作業(yè)安全要求

（1）在連頭作業(yè)坑，安排專人負(fù)責(zé)對管溝及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，機(jī)械設(shè)備與溝邊的距離大于1.5m，作業(yè)坑內(nèi)管道兩側(cè)分別設(shè)置逃生通道；作業(yè)坑放坡大于1∶0.5。

（2）作業(yè)坑內(nèi)設(shè)置含氧測試儀，現(xiàn)場安全員負(fù)責(zé)該含氧儀記錄。因?yàn)樵诮M對和根焊期間，采用醫(yī)用氧氣對作業(yè)肯內(nèi)補(bǔ)充氧氣，保證作業(yè)坑內(nèi)的氧氣含量。

（3）連頭施工期間站場內(nèi)及站場內(nèi)與連頭點(diǎn)的現(xiàn)場通訊采用防爆對講機(jī)；所有進(jìn)入站場內(nèi)的人員必須關(guān)閉手機(jī)；站場內(nèi)的使用工具為防爆工具。

5 安全措施

5.1 氮?dú)庵脫Q安全措施

（1）進(jìn)駐施工現(xiàn)場前由安全負(fù)責(zé)人組織全員進(jìn)行安全教育，并記錄《班前講話記錄》。嚴(yán)格遵守崗位職責(zé)，操作流程、安全規(guī)程和異常事故處理方法，對于發(fā)現(xiàn)的異常情況及時上報，并盡可能做好相應(yīng)安全處理，將事故發(fā)生率降到最低點(diǎn)；危險操作必須有人監(jiān)護(hù)，并且要派有經(jīng)驗(yàn)的人員監(jiān)護(hù)。

（2）進(jìn)入施工現(xiàn)場必須穿工作服、戴安全帽，對違反規(guī)定者將給予警告并處罰，由此造成的后果由當(dāng)事人負(fù)責(zé)。對進(jìn)入現(xiàn)場的其他人員也必須戴安全帽并要經(jīng)過施工單位現(xiàn)場負(fù)責(zé)人確認(rèn)安全后方可進(jìn)入。

（3）電焊工要穿戴專用防護(hù)服、防護(hù)手套，正確使用護(hù)眼罩。

（4）注氮作業(yè)人員進(jìn)入現(xiàn)場前，必須進(jìn)行安全交底、技術(shù)和任務(wù)交底，并明確各自職責(zé)。

（5）只要開始啟動加注氮?dú)庋b置，所有施工人員都要提起警惕，尤其是末端人員要時刻注意末端管口情況并且要保持高度的警戒，不要使自己和其他人員受到傷害。

（6）依據(jù)現(xiàn)場情況在置換現(xiàn)場設(shè)警示區(qū)，有明顯的置換警示標(biāo)志以防其他無關(guān)人員誤入。在置換過程中，置換區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁有非置換的人員。置換設(shè)備、人員要在管道側(cè)面，嚴(yán)禁正對置換封頭。置換過程中，管道正上方嚴(yán)禁有人停留。

5.2 管線連頭安全措施

（1）在連頭作業(yè)前，必須對全體施工人員進(jìn)行安全交底并進(jìn)行HSE教育，項(xiàng)目部和沈陽分輸清管站內(nèi)人員共同識別當(dāng)日施工存在的風(fēng)險及防范措施，同時向每位施工人員傳達(dá)。

（2）施工人員勞保穿戴整齊、規(guī)范，施工警戒區(qū)域禁止吸煙，現(xiàn)場布置相應(yīng)的警示標(biāo)志，圍拉警戒線，非工作人員禁止入內(nèi)。

（3）指定地點(diǎn)停放施工機(jī)具，如氧氣瓶、乙炔瓶、電焊機(jī)、發(fā)電設(shè)備等應(yīng)放在距離動火點(diǎn)上風(fēng)處。

（4）連頭作業(yè)時，設(shè)備、人員必須由專人指揮，焊接采取接地防護(hù)且埋深達(dá)到500mm以下。

（5）在連頭作業(yè)時，安排專人負(fù)責(zé)對管溝及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，且與溝邊的距離大于1.5m，如果有異常必須及時通知作業(yè)人員停止施工，并立刻撤離到溝上，排除隱患后方可繼續(xù)施工。

（6）施工現(xiàn)場設(shè)備安裝防火帽，并在設(shè)備旁邊放置干粉滅火器。堅持文明施工，施工完畢后，必須嚴(yán)格清理施工現(xiàn)場，充分做到“工完料盡場地清”。

（7）管溝開挖坡度要根據(jù)地質(zhì)和地下水位情況適當(dāng)加大放坡坡度。溝下作業(yè)逃生通道設(shè)置位置和坡度是否按要求進(jìn)行修筑，逃生通道設(shè)置于便于施工人員上下管溝，同時逃生通道不礙于作業(yè)施工。環(huán)境保護(hù)按照相關(guān)要求執(zhí)行。

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過具體接管工程實(shí)施作業(yè)及現(xiàn)場管理的實(shí)踐,有以下幾點(diǎn)認(rèn)識：

（1）帶氣接線工程作為一項(xiàng)危險作業(yè),作業(yè)時必須制定出切實(shí)、嚴(yán)密、可行的實(shí)施方案,按作業(yè)方案中安全技術(shù)條件要求做好現(xiàn)場的一切準(zhǔn)備。

（2）帶氣作業(yè)是一項(xiàng)調(diào)壓、管線、焊接、安裝、安全保衛(wèi)等各個崗位密切配合的系統(tǒng)工程,因此,必須要有統(tǒng)一的指揮,各崗位要有高度負(fù)責(zé)的精神,一切要為現(xiàn)場帶氣作業(yè)工作服務(wù)。

（3）總結(jié)本次施工，不足之處主要在于：對漏氣裂縫處理不完全，只使用了臨時堵漏和隔熱手段，沒考慮焊接過程中應(yīng)力把漏氣裂縫拉開使臨時堵漏失效，而導(dǎo)致面積較大的漏氣起火，加大了施工難度、增加了工作量、延長了作業(yè)時間。今后碰到類似情況應(yīng)先用小塊鋼板補(bǔ)好漏氣裂縫再進(jìn)行大面積貼補(bǔ)焊，避免大面積漏氣。

（4）燃?xì)鈩踊鸢踩蟾?，具體動火操作必須嚴(yán)格按照安全動火規(guī)定執(zhí)行，千萬不可馬虎大意和僥幸疏忽。在具體工作中，我們盡量使用非停輸碰接等技術(shù)替代動火作業(yè)，在必須動火的操作中，一定要堅持認(rèn)真細(xì)致地做好安全工作，嚴(yán)格按照批準(zhǔn)方案實(shí)施，才能在動火作業(yè)中最大限度地減少發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的機(jī)率，確保國家、人民的生命、財產(chǎn)不受損失，確保企業(yè)安全生產(chǎn)和穩(wěn)定發(fā)展。

1 張興盛,黃曉琳.帶壓開孔封堵技術(shù)在長寧天然氣管線的應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2006,(6).

2 向群等.我國天然氣輸氣管道建設(shè)綜述[J].焊管，2004，9（5）：9-12。

3 魏菊香.淺議城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)建設(shè)[J].城市燃?xì)猓?005，3：9-11。

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1672-9323（2013）01-0077-04

2012-12-19）