天然氣管道的維修搶修技術

1、1,專題 油氣管道的維搶修技術,2,本節(jié)主要內容,油氣管道常用維修、搶修技術 油氣管道不停輸帶壓開孔封堵技術,3,前言,油氣管道在運行中除了進行有計劃的維修和改造外，更避免不了突發(fā)性事故的搶修（如帶壓搶修，更換腐蝕管段、加裝裝置、分輸改造等作業(yè)）。對管道進行維修的一般情況有：一是根據外界環(huán)境等因素的需要對管道進行改線、連頭；二是經檢修后發(fā)現問題隱患，評估確認必須及時采取修補、或者更換管段等措施，以便消除事故隱患；三是管道發(fā)生突發(fā)事故，必須盡快進行搶修，以便最大限度減少事故造成的損失，特別是給環(huán)境造成的嚴重危害,4,一、油氣管道常用維修、搶修技術,中低壓、小泄漏管道： 焊接法(含補疤法) 打卡箍

2、法 絲堵堵漏法 密封劑堵漏法 clockspring復合膠帶纏繞法等 高壓、大面積泄漏管道： 換管法（停輸、不停輸,5,1、焊接法(含補疤法,6,1、焊接法(含補疤法,7,1、焊接法(含補疤法,8,管道不停輸焊接注意事項,在役管道的焊接修復與搶修經常在管道不停輸的情況下進行，管道不停輸焊接主要應避免兩個問題： “燒穿”，也就是焊接電弧灼傷管壁造成破裂； 氫致裂紋，主要是因流動介質增加管壁散熱，致使焊接冷卻速度過快,9,1）氫致裂紋的控制,對于特定的管道和同一種焊接工藝，在影響管道焊接質量的問題上，氫致裂紋的產生主要受流速的影響（焊縫冷卻速度過快），與介質的壓力無關 。 常用的減少氫致裂紋產生的

3、方法有預熱、采用合理的焊道順序和安裝時的合理裝配，以減少焊縫根部的應力集中,10,2）燒穿管壁的控制,當鋼管壁厚不低于6.4 mm時，如果采用低氫焊條焊接，正常情況下一般不會出現燒穿現象。而對于薄壁管道，通常需要采取特別措施，例如控制熱輸入量等，以防止燒穿。 在役管道焊接時為防止燒穿管壁，對焊條的直徑、焊接電流、電壓、焊接速度及熱輸入等因素要嚴格控制，以防止燒穿管道造成人員傷亡和釀成火災,11,管道不停輸焊接工藝評定,對于特定的液體管道和同一種焊接工藝，在影響管道焊接質量的問題上，氫致裂紋的產生主要受流速的影響，與介質的壓力無關；而管道燒穿與否主要受壓力的影響，與介質的流速無關。所以，進行在役

4、管道焊接工藝試驗時，應將氫致裂紋和燒穿控制分開進行模擬評定。 在壁厚一定的情況下，水作為管輸介質用于焊接工藝評定時產生的焊接冷卻速率大于任何介質條件下的焊接冷卻速率。所以，焊接試驗可采用水作為管輸介質，比用油特別是成品油更安全可靠，降低了試驗的意外風險,12,采用兩階段模擬試驗法就能很好地彌補上述方法中的不足，即采用動態(tài)試驗模擬管道有流量下的焊接和采用靜態(tài)試驗模擬管道帶壓情況下的焊接，以驗證影響焊接質量的氫致裂紋問題及燒穿管道問題。這種方法很好地實現了在役管道運行條件下的焊接模擬試驗,管道不停輸焊接工藝評定,13,管道不停輸焊接工藝評定,14,2、打卡箍法,用于對管道點腐蝕所造成的穿孔進行短時

5、間內的快速搶修,15,2、打卡箍法,用于對管道出現裂紋、較大面積腐蝕穿孔等造成的泄漏進行搶修,16,2、打卡箍法,17,2、打卡箍法,18,3、密封劑+絲堵堵漏法,19,4、clock spring復合膠帶纏繞法,又叫復合材料修復技術或碳纖維補強技術。 該技術由專用修補劑、樹脂基碳纖維復合材料和外保護層組成，利用手糊成型技術，將碳纖維片材和環(huán)氧樹脂交互地鋪層粘結在一起,形成樹脂基纖維增強復合材料修補層。 樹脂固化后生成碳纖維復合材料，具有較高的抗拉強度(纖維片材的抗拉強度3 500 mpa)和彈性模量(纖維片材彈性模量235 gpa)，它能夠通過專用修補劑和自身與管道的粘接力傳遞壓力，分擔管道

6、內壓并限制管道膨脹變形，降低缺陷處的拉伸應力與應變，實現對管道缺陷的補強修復,20,5、停輸換管,傳統(tǒng)作法： 過去傳統(tǒng)的做法必須停輸，清空管線后才能進行。如天然氣管道傳統(tǒng)換管、聯(lián)頭的方法步驟是：（1）管道停輸；（2）天然氣放空；（3）氮氣置換天然氣；（4）新舊管道連頭；（5）天然氣置換氮氣。 如果采用這種傳統(tǒng)換管、聯(lián)頭的方法，不但投入人力多、施工周期長、天然氣與氮氣的大量浪費及給用戶帶來停產等經濟損失，還對環(huán)境和社會產生較大的影響，尤其是還要花大量的精力與時間給沿線各用戶作停產工作、編制臨時供氣方案,21,6、不停輸帶壓封堵技術,不停輸帶壓封堵技術是一種在不停氣帶壓狀態(tài)下進行換管、開孔、碰口、

7、聯(lián)頭的新工藝。該技術作為一種先進、成熟的技術，被廣泛應用于國內、外在役管道改造中。 無論是在管道上增加閥門、更換損壞管段、還是舊管道移位都可以適用帶壓封堵技術,22,國內外應用現狀： 不停輸帶壓封堵技術誕生于1884年，迄今已有100多年的歷史。在國外，該技術非常成熟，在國際上已得到廣泛應用。目前，美國t.d.willimosn公司將這一技術不斷改進、完善，并形成系列化、標準化，已成為世界上典型管道設備公司代表，并形成了帶壓封堵設備的系列產品，是世界上規(guī)模最大、實力最強、技術最精的企業(yè)。 在國內，建立帶壓開孔封堵概念迄今已有近30年。其帶壓開孔封堵專業(yè)公司已發(fā)展到12家。其中廊坊管道局維修搶險

8、中心（簡稱merco）規(guī)模最大，從事不停輸封堵技術施工已有20多年的歷史,23,該工藝可以不導致運輸中斷、不影響正常生產的狀況下，對管段進行維修、搶險、加接旁通管線、更換或加設閥門儀表、更換管段、站區(qū)改造等。 用途一：更換一段管道,24,用途二：管線永久性該線,25,用途三：管道需要加設閥門等設備,26,1）技術原理,通過在管道事故段的兩側架設旁通管道，從旁通管道內側封堵在用管道，使輸送介質流經旁通管道的方法來完成不停輸換管,27,開孔機,28,2）主要設備和配件,29,2）主要設備和配件,三通,30,2）主要設備和配件,夾板閥,31,2）主要設備和配件,封堵器,32,2）主要設備和配件,盤式

9、封堵頭,33,2）主要設備和配件,可折疊式盤式封堵頭,34,2）主要設備和配件,管道盤式封堵頭適用于管道標準而且管道內壁沒有結垢、腐蝕的長輸管道，大多用于輸送石油、天然氣、成品油的長輸管道，以及管道的搶修工作，具有封堵嚴密、承壓高、施工快的特點,35,2）主要設備和配件,筒式封堵頭,36,2）主要設備和配件,筒式封堵頭施工現場,37,2）主要設備和配件,管道筒式封堵適用于管道內壁結垢、腐蝕的管線以及不規(guī)格變形管道，一般用于油田、石化系統(tǒng)的生產管線。該工藝具有封堵嚴密，不受管道年限的限制,38,2）主要設備和配件,應用于低壓的管道封堵,封堵囊,39,3）不停輸換管作業(yè)程序,當發(fā)現輸氣管道出現泄漏

10、事故而急需搶修時，調度部門要及時通知管理部門保護現場，疏散周圍居民，方圓50m范圍內嚴防明火，組織搶修人員及施工機具。同時，對事故管道采取增大用氣量、減少進氣量、調整泄漏點上游截斷閥開度等降壓運行措施，使管道壓力盡量保持在0.4mpa以下，然后按以下程序進行操作,40,3）不停輸換管作業(yè)程序,1)組織施工人員開挖管道事故段，查找具體泄漏點。 根據管道破裂情況，采用合適的方法對泄漏點進行預處理，防止天然氣外漏?，F場一般選用提前預制好的管道卡箍對泄漏點進行打卡處理。檢查預處理措施是否得當，泄漏點有無大量天然氣泄漏，若有，則應調整預處理方案,41,3）不停輸換管作業(yè)程序,1)組織施工人員開挖管道事故

11、段，查找具體泄漏點。 (2)開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。 作業(yè)坑的長度要視現場需換管道長度而定，一般比換管長度長4m,42,3）不停輸換管作業(yè)程序,1)組織施工人員開挖管道事故段，查找具體泄漏點。 (2)開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。 (3)封堵準備。 檢查開孔機、封堵機、堵孔機、切管機、液壓站、發(fā)電機及相關車輛的準備情況，并進行調試。檢查各類輔助材料(對開三通、異徑三通、均衡器、夾板閥)是否備齊，夾板閥是否開關到位、操作是否靈活。確定封堵位置，焊接預制件，并檢查焊接是否合格。安裝夾板閥、開孔機，并進行調試,43,3）不停輸換管作業(yè)程序,1)組織施工人員開挖管道事故段，查找具體泄漏點。 (2)開

12、挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。 (3)封堵準備。 (4)帶壓開孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。 開孔前要提前測量并計算開孔、安裝封堵頭及堵塞作業(yè)的操作距離,44,3）不停輸換管作業(yè)程序,1)組織施工人員開挖管道事故段，查找具體泄漏點。 (2)開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。 (3)封堵準備。 (4)帶壓開孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。 (5)旁路管道投用。 在開孔的同時，組織技術人員根據現場情況進行旁路管道的預制、焊接，其規(guī)格可視管道的流量而定。開孔結束后，連接旁路管道至旁路孔并投運,45,3）不停輸換管作業(yè)程序,1)組織施工人員開挖管道事故段，查找具體泄漏點。 (2)開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。 (3)封堵準備。 (4)帶壓開孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。 (5)旁路管道投用。 (6)安裝封堵器。 先安裝管道下游封堵器，再安裝上游封堵器。同時，檢查封堵器的封堵效果，若封堵失敗，則予以調整。另外，根據用戶的用氣情況，調度中心確定管道是否提壓運行。如果提壓運行，則最高運行壓力不應超過封堵器的最高承壓能力。一般封堵器承壓能力不小于2.5mpa，適用溫度不低于600c。利用壓力均衡器來平衡封堵器前后壓力，以利于封堵器的提升。先提升上游封堵器，再提升下游封堵器,46,3）不停輸換管作業(yè)程序,