天然氣管道不停輸帶壓封堵施工技術(shù)要點(diǎn)

張強(qiáng)（山東省天然氣管道有限責(zé)任公司）

一、前言

隨著我國天然氣需求快速增長， 天然氣長輸管道進(jìn)入建設(shè)高峰期，主干線、支干線、城市管網(wǎng)建設(shè)不斷推進(jìn)，新建管線與既有場站、既有管線連接，管道改線等情況越來越多。 傳統(tǒng)改造施工需要將所涉及連接的管線流程截?cái)?，對管線進(jìn)行泄壓、排(放)空、吹掃置換等作業(yè)，再用火焊、鋸、鉆等開孔方法實(shí)施工程作業(yè)。 該施工方法雖然比較成熟，但是必須停輸，清空管線后才能進(jìn)行，給管線的運(yùn)行帶來了極大的隱患，經(jīng)濟(jì)上也造成很大的損失。 利用能夠在管道不停輸?shù)那疤嵯掳踩?、高效地完成新舊管線的連接，并減少管道放空的損失，減少污染。 因此這項(xiàng)技術(shù)在天然氣管道工程建設(shè)中有極大的應(yīng)用推廣價(jià)值。 本文主要介紹該技術(shù)在天然氣管道施工中應(yīng)用的施工步驟及技術(shù)要點(diǎn)。

二、技術(shù)簡介

我國從1984 年開始使用帶壓封堵技術(shù)，在借鑒國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過科研攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)工藝的自主創(chuàng)新，封堵設(shè)備日趨完善，封堵能力、規(guī)格、種類不斷提高，業(yè)務(wù)范圍也不斷擴(kuò)大，封堵口徑從25 毫米到1020 毫米多種管徑，封堵壓力最高達(dá)10 兆帕。

三、主要施工步驟與技術(shù)要點(diǎn)

1.不停輸開孔作業(yè)。（1）開孔作業(yè)點(diǎn)應(yīng)選取在直管段上，避開管道焊縫， 無法避開時(shí)， 對開孔刀切削部位的焊道進(jìn)行適量打磨。開孔刀中心鉆不應(yīng)落在焊縫上。（2）測量管線的壁厚，避開管道嚴(yán)重腐蝕區(qū)域。 開孔封堵部位的管道圓度誤差不應(yīng)超過管外徑的1%。 焊接對開全包等徑封堵三通1 組，焊接平衡短節(jié)1 組。

焊接采用手工電弧焊， 焊接材料應(yīng)根據(jù)管道和三通材質(zhì)進(jìn)行選擇，焊接工藝應(yīng)經(jīng)過評定合格。 焊接完成后焊縫應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的滲透檢測合格。 夾板閥的安裝。 （1）開孔機(jī)的安裝。 安裝前測量開孔鉆行程的關(guān)聯(lián)尺寸，計(jì)算鉆頭行程，通過標(biāo)尺桿確認(rèn)鉆頭行程與計(jì)算結(jié)果一致。 開孔聯(lián)箱與夾板閥的同軸度誤差不超過1mm。 開孔機(jī)安裝好后，進(jìn)行壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力等于管道運(yùn)行壓力。 （2）開孔作業(yè)。 開孔前則應(yīng)對開孔設(shè)備密封腔體內(nèi)充入氮?dú)膺M(jìn)行置換，使氧含量降到2%以下。 在管段合適位置開平衡孔并安裝對應(yīng)球閥和壓力表， 打開夾板閥時(shí)須連接平衡管使閥板上下壓力保持平衡。

2. 旁通管道的安裝。 根據(jù)下游用氣量確定旁通管線管徑，管線材質(zhì)壁厚應(yīng)滿足輸送壓力要求。應(yīng)按要求進(jìn)行試壓。低點(diǎn)安裝排污閥，并安裝壓力表。旁通管道應(yīng)固定。投入運(yùn)行前，應(yīng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。

3.封堵頭的安裝。 應(yīng)對折疊板拉桿進(jìn)行調(diào)節(jié)，封堵皮碗壓板螺栓應(yīng)均勻緊固，封堵皮碗不應(yīng)重復(fù)使用，封堵器與封堵結(jié)合器應(yīng)豎直安裝和拆卸。

4. 封堵作業(yè)。 打開旁通管線上的臨時(shí)流程給下游用戶繼續(xù)供氣，封堵作業(yè)時(shí)管道內(nèi)的氣體流速應(yīng)不大于5m/s。 下封堵時(shí)，先下下游封堵頭，后下上游封堵頭。 封堵頭到位后，應(yīng)緊鎖封堵器主軸。 封堵時(shí)要仔細(xì)觀看開孔時(shí)切割下來的鞍形板，根據(jù)管道內(nèi)壁結(jié)垢和腐蝕情況判定封堵頭皮碗的擠壓程度。 封堵完成后，對封堵管段進(jìn)行封堵效果的驗(yàn)證。 緩慢打開放空閥放氣，將封堵段管道壓力緩慢降至0.5MPa，觀察30min，確認(rèn)封堵嚴(yán)密后，方可進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。

5.機(jī)械割管。確認(rèn)封堵嚴(yán)密后打開放空閥放空封堵管段內(nèi)的天然氣。 關(guān)閉放空閥門，從一側(cè)平衡閥充入氮?dú)?，從另外一?cè)平衡閥放空，檢測可燃?xì)怏w含量合格后，可以開始切管。 切管采用機(jī)械切管機(jī),切管過程中應(yīng)持續(xù)充入氮?dú)庵敝粮罟芙Y(jié)束。

6.打黃油膩?zhàn)訅Α?拆除掉切割段管道，對封堵管道內(nèi)進(jìn)行清理，并打黃油膩?zhàn)訅?，厚度?00mm，然后用可燃?xì)怏w檢測儀進(jìn)行檢測，合格后，方可進(jìn)行后續(xù)施工。

7.連頭施工.按照圖紙完成新舊管道連頭施工。

8.管道氮?dú)庵脫Q。 進(jìn)行新管道氮?dú)庵脫Q時(shí)，宜從上游平衡閥注入氮?dú)?，下游平衡閥放空，置換管道內(nèi)的混合氣體，并檢測含氧量小于2%為合格。 合格后，停止注入氮?dú)狻?連接上游平衡管，打開上游平衡閥，使天然氣緩慢的進(jìn)入改造后的管道，控制天然氣流速在5m/s 以內(nèi)，檢測天然氣含量，以大于90%以上時(shí)為合格。

9.解除封堵。連接所有封堵器平衡管，打開相應(yīng)平衡閥，進(jìn)行壓力平衡。 必須在保證封堵頭兩側(cè)壓力平衡后， 方可提取封堵頭。 先提上游封堵頭，再提下游封堵頭；關(guān)閉夾板閥及平衡閥，拆除所有封堵器.

10.拆除旁通管線。關(guān)閉旁通管線與主管道連接的閥門；放空旁通管線內(nèi)的介質(zhì)。 然后拆除旁通管線。

11.下塞堵作業(yè)。再次安裝開孔機(jī)進(jìn)行下塞堵作業(yè)，下塞堵作業(yè)前應(yīng)調(diào)整塞堵結(jié)合器內(nèi)中心頂桿的伸出長度， 檢查塞堵的方向，確保鞍形板的方向與管道方向一致。 塞堵安裝完成后，開孔機(jī)主軸應(yīng)全部收回。 開孔時(shí)切下的鞍形板應(yīng)隨塞堵裝回管道，鞍形板裝回管道前應(yīng)清邊， 清邊后鞍形板外徑宜比開孔孔徑小10mm～20mm。 計(jì)算核對相關(guān)尺寸，確保下塞堵后不影響管線日后的清管工作。

12.防腐。 封堵作業(yè)完成后，將更改的管道（閥門）、三通等按要求進(jìn)行防腐。4 對于異型三通和短節(jié)的防腐可采用黏彈體防腐膏，此種材料易使用、黏結(jié)力強(qiáng)、抗陰極剝離性能好。

四、實(shí)踐中的應(yīng)用

1.榆林-濟(jì)南輸氣管道齊河末站和宣章分輸站帶壓封堵工程

2009 年11 月中國石化天然氣分公司榆林-濟(jì)南輸氣管道建成后，進(jìn)行安濟(jì)線和榆濟(jì)線切換時(shí)，為了不影響下游居民、工業(yè)的使用， 在齊河末站和宣章分輸站采用了不停輸帶壓封堵施工技術(shù)，順利完成了管道的連頭切換施工。整個(gè)施工工期20 天。安濟(jì)線進(jìn)出站管線壓力最高（設(shè)計(jì)壓力為6.0MPa），管徑最大（直徑為Φ711mm），管線材質(zhì)為：L360。

2. 濟(jì)-淄輸氣管道接支線帶壓封堵工程

濟(jì)南分公司天然氣綜合利用項(xiàng)目通過采用不停輸帶壓封堵技術(shù)，在不影響管線內(nèi)介質(zhì)輸送的前提下，實(shí)現(xiàn)在原有濟(jì)-淄主管線上加裝三通（帶擋球篦子）并完成與新建4.95km D273×13.0/9.5 管線的連通。 管線規(guī)格為Φ508×7.9mm 螺旋埋弧焊鋼管材質(zhì)為：L390，設(shè)計(jì)輸送壓力 為6.3MPa，封堵點(diǎn)壓力：4.1MPa。

五、結(jié) 束 語

在不停輸帶壓封堵施工過程中只要嚴(yán)格按程序、 規(guī)范要求操作、控制好技術(shù)要點(diǎn)，就能夠大大提高施工的成功率、保障管道安全。 隨著新的開孔、封堵工藝和關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)，這項(xiàng)技術(shù)的可靠性和安全性不斷提高， 我們相信這項(xiàng)技術(shù)一定有廣闊的發(fā)展前景。

[1] 蔡彪，李敬恩.帶壓封堵技術(shù)在冀東油氣管道上的應(yīng)用-機(jī)械研究與應(yīng)用-2012 年 第4 期(4)

[2] 國家能源局. 鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)程 第一部分：塞式、筒式封堵SY/T6150.1-2011 6.2.1