淺談在役燃?xì)夤艿纼?nèi)檢測(cè)前的清管實(shí)施

1、淺談在役燃?xì)夤艿纼?nèi)檢測(cè)前的清管實(shí)施馬文婷（深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司 廣東深圳 518055）摘 要:為確保在役燃?xì)夤艿纼?nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度，在內(nèi)檢測(cè)前需對(duì)管道進(jìn)行清管作業(yè)。本文闡述了適用于燃?xì)夤艿纼?nèi)檢測(cè)前清管作業(yè)的清管器類型及其實(shí)施順序，分析了通球管道的條件、通球前的準(zhǔn)備和通球操作中的技術(shù)要點(diǎn)，介紹了在役燃?xì)夤艿乐星骞艿男Ч?，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)研究了清管過(guò)程中卡堵的處置方式。關(guān)鍵字：在役燃?xì)夤艿?，清管，清管器，卡堵Discussion on Application of Pigging before In-line Inspection of City Gas Pipeline in Servic

2、eMA WentingAbstract:It is necessary to conduct pigging before in-line inspection of city gas pipeline in service in order to ensure high-quality testing data, the paper described the types of suitable pig and the order of implementation, the pigging pipeline condition，preparations before pigging and

3、 the technical essentials in pigging operation are also discussedthe application and the result of the pigging in the city gas pipelines are reported, based on the practical experience，the treatment methods of pig blockage are studiedKey words: city Gas Pipeline in service; pigging; pig; blockage0前言

4、為掌握在役燃?xì)夤艿赖娜毕轄顩r，獲取管道本體可靠、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)特征數(shù)據(jù)，進(jìn)而制定維修計(jì)劃，保證在役燃?xì)夤艿赖陌踩€(wěn)定運(yùn)行，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒發(fā)的GB/T27699-2011鋼制管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范規(guī)定管道內(nèi)檢測(cè)周期不應(yīng)超過(guò)8年，新建管道應(yīng)當(dāng)在投產(chǎn)3年內(nèi)進(jìn)行首次管道內(nèi)檢測(cè)1確保智能清管器在管道內(nèi)的通過(guò)能力2及檢測(cè)精度，需在內(nèi)檢測(cè)前對(duì)燃?xì)夤艿缹?shí)施專門的清管作業(yè)，清除管內(nèi)的泥沙、銹渣、硫化亞鐵粉末、泡沫以及施工遺留的其他雜質(zhì)，而燃?xì)夤艿肋\(yùn)行壓力低、管線分輸支線多，清管作業(yè)難度大，為確保燃?xì)夤艿狼骞茏鳂I(yè)期間的安全穩(wěn)定供氣，有必要對(duì)內(nèi)檢測(cè)前的清管實(shí)施進(jìn)行研究。1.0 內(nèi)檢測(cè)前清管器在役燃?xì)夤艿纼?nèi)檢測(cè)前

5、的清管作業(yè)，需達(dá)到良好的管道清潔程度，并對(duì)管道的通過(guò)能力進(jìn)行驗(yàn)證，因此應(yīng)選擇清污效果好，通過(guò)能力高的心軸清管器3，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由剛性骨架主體和其上安裝的各種清管工具組成，如皮碗、測(cè)徑鋁板、鋼刷和磁性鋼刷等，其特點(diǎn)是密封性能好，運(yùn)行距離長(zhǎng)，清污效果好。對(duì)于燃?xì)夤艿赖囊话闱骞?，采用皮碗清管器即可；?duì)于清除管內(nèi)壁凝結(jié)的殘留物，釆用鋼刷清管器比較合適，且鋼刷的厚度越大，清管能力越強(qiáng)，有內(nèi)涂層的管道則應(yīng)選擇尼龍刷清管器，以避免造成內(nèi)涂層的破壞；對(duì)于清除管道內(nèi)部存在是鐵銹或其他施工雜物如焊渣悍條等鐵磁性雜質(zhì)，可選擇帶磁性鋼刷的清管器。清管器均安裝信號(hào)發(fā)射機(jī)，通過(guò)信號(hào)接收儀確認(rèn)清管器離開(kāi)發(fā)球筒、通過(guò)設(shè)標(biāo)點(diǎn)、

6、進(jìn)入收球筒以及卡球點(diǎn)具體位置。 在內(nèi)檢測(cè)前，為進(jìn)一步驗(yàn)證管道的通過(guò)能力，常在心軸清管器的中間或者尾部位置安裝一個(gè)鋁質(zhì)測(cè)徑板。通球后，可通過(guò)測(cè)徑板的變形或褶皺程度，判斷管道的缺陷及其變形程度，但不能確定管段變形的具體位置和變形性狀，同時(shí)，測(cè)徑清管器能有效清除管道內(nèi)的懸浮污物。為確保管道清管時(shí)的安全穩(wěn)定供氣，按照清管器通過(guò)能力由強(qiáng)到弱、清管能力由弱到強(qiáng)的原則分批次將管道內(nèi)雜質(zhì)清除，以達(dá)到內(nèi)檢測(cè)智能檢測(cè)器運(yùn)行的管道潔凈程度。建議采用以下的順序進(jìn)行清管：（1）先采用皮碗清管器，通過(guò)皮碗的磨損情況或破裂程度、清出雜物的情況大致判斷管道有無(wú)變形，初步驗(yàn)證管道的通過(guò)能力，通過(guò)清出物的情況，判斷管道內(nèi)的清潔程

7、度。在此清管過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控壓力的變化，記錄清管器通過(guò)每個(gè)監(jiān)聽(tīng)點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)間，通過(guò)壓力和清管器運(yùn)行時(shí)間來(lái)大致判斷清管器在管道的運(yùn)行狀態(tài)，是否存在阻滯現(xiàn)象。（2）采用碟形皮碗清管器+測(cè)徑板，進(jìn)一步清除管道內(nèi)的污物，測(cè)徑板進(jìn)一步檢測(cè)管道變形情況，通過(guò)測(cè)徑板前后的變形情況,判斷管道的變形或者內(nèi)部有無(wú)其他尖銳物。測(cè)徑板也可按照直徑（如85%、90%、95%內(nèi)徑）分多次與鋼刷清管器穿插使用。（3）采用碟形皮碗+鋼刷或尼龍刷清管器，清除管道內(nèi)壁上附著的其他清管器不能去除的污物，進(jìn)一步清除管道內(nèi)殘余污物。（4）采用碟形皮碗+磁性鋼刷清管器，清除管道內(nèi)的鐵銹，施工過(guò)程中遺留的細(xì)小金屬物體，進(jìn)一步清除管道內(nèi)殘余

8、污物，保證管道潔凈程度符合內(nèi)檢測(cè)的要求。2.0管網(wǎng)設(shè)施條件通球管道的管徑必須相同，管道彎頭曲率半徑應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)格清管器的通過(guò)性能指標(biāo)，相鄰彎頭間的直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于等于500mm。開(kāi)孔直徑大于30%管道正常外徑的三通設(shè)置擋條，兩相鄰三通中心間距應(yīng)大于管道外徑的2.5倍。管道閥門為全通徑，且全線閥門開(kāi)啟靈活，通球期間處于全開(kāi)狀態(tài)。管道沿線的管道樁、里程樁、測(cè)試樁應(yīng)基本齊全。收、發(fā)球門站安裝了符合規(guī)范要求的收發(fā)球筒，且具備壓力調(diào)節(jié)的工藝條件。在通球前組織對(duì)沿線調(diào)壓站模擬通球工況進(jìn)行停供測(cè)試，通過(guò)對(duì)其供氣周邊的中壓管網(wǎng)壓力監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控確定其停供后管網(wǎng)系統(tǒng)的最長(zhǎng)供氣時(shí)間，為通球過(guò)程中該調(diào)壓站的提前關(guān)閉時(shí)

9、間的確定以及發(fā)生卡堵、堵塞狀況下的應(yīng)急搶修時(shí)間提供參考。3.0 清管實(shí)施3.1氣量平衡清管過(guò)程中管內(nèi)氣體始終保持由發(fā)球門站流向收球門站，管段內(nèi)的壓力、流量需穩(wěn)定，為保證穩(wěn)定的氣流，檢測(cè)器經(jīng)過(guò)分輸支線前后0.5 h 的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，需進(jìn)行支線的停供。管段內(nèi)氣體的流速（即球速）控制在0.53m/s，所需理論推球流量可按照式（1）計(jì)算：Q =10F.p.v （1）式中：Q推球流量，km3/h;v清管器運(yùn)行平均速度，km3/h;p清管器后平均壓力，即清管器上游最近的閥室壓力或調(diào)壓站進(jìn)站壓力的SCADA讀數(shù)，MPa。發(fā)球門站的理論流量除滿足推球流量外，還需滿足清管器上游分輸支線實(shí)時(shí)變化的調(diào)壓站的供氣需求總

10、和，當(dāng)供氣高峰期門站的流量不能滿足推球及清管器上游調(diào)壓站的需求時(shí)，在條件具備的情況下可考慮開(kāi)啟清管器上游的LNG應(yīng)急氣化站。收球門站向檢測(cè)管段的理論供氣流量為檢測(cè)器下游各調(diào)壓站的供氣需求總和減去理論推球流量。通過(guò)對(duì)發(fā)球時(shí)間和球速的控制，盡量避開(kāi)在用氣晚高峰收球。3.2設(shè)標(biāo)點(diǎn)跟蹤在實(shí)際通球過(guò)程中，清管器的運(yùn)行速度受到管道敷設(shè)條件、內(nèi)壁摩擦力、清管器泄流孔面積等因素影響，其速度難以進(jìn)行精確的控制，為確定檢測(cè)過(guò)程中清管球的位置，判斷其運(yùn)行情況，需對(duì)清管器進(jìn)行跟蹤。跟蹤方法為檢測(cè)之前根據(jù)管道周邊的環(huán)境、埋深等設(shè)立位置固定的設(shè)標(biāo)點(diǎn)（如閥室或標(biāo)志樁），在檢測(cè)過(guò)程中跟蹤記錄檢測(cè)球通過(guò)每個(gè)設(shè)標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間來(lái)確定清

11、管器的位置及運(yùn)行速度。設(shè)標(biāo)點(diǎn)的跟蹤方式包括人工跟蹤、AMG 盒記錄兩種，依據(jù)車輛可到達(dá)設(shè)標(biāo)點(diǎn)的難易程度確定其跟蹤方式，在人員難以到達(dá)的設(shè)標(biāo)點(diǎn)處預(yù)埋 AMG 盒，記錄清管器或檢測(cè)器的經(jīng)過(guò)時(shí)間；在人員方便到達(dá)的設(shè)標(biāo)點(diǎn)，由人工采用接收儀接收清管器或上發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)。根據(jù)人員情況可設(shè)置34 個(gè)跟球小組，采用滾動(dòng)式跟蹤的模式，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到過(guò)球信息后當(dāng)前跟蹤小組即向前移動(dòng)至最前的設(shè)標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。3.3 場(chǎng)站操作站內(nèi)人員負(fù)責(zé)在收發(fā)球門站進(jìn)行收發(fā)清管器的操作，沿線用氣調(diào)壓站的人員在清管器通過(guò)支線前 0.5h停止調(diào)壓站的供氣操作，通過(guò)支線后0.5h恢復(fù)調(diào)壓站的供氣4，并負(fù)責(zé)用氣調(diào)壓站堵塞濾芯的更換及清洗，站內(nèi)人員

12、按照調(diào)度指令調(diào)整門站和調(diào)壓站的供氣工況。4.0清管效果某城鎮(zhèn)燃?xì)獯胃邏汗芫W(wǎng)系統(tǒng)，由東線和西線組成，其中東線于2006年投產(chǎn)，長(zhǎng)68.8公里；西線于2007年開(kāi)始投產(chǎn)，長(zhǎng)76.3公里，東線和西線通過(guò)一個(gè)門站連接，次高壓管道的設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，實(shí)際運(yùn)行壓力為1.5MPa，主線管道規(guī)格為5087.9，材質(zhì)為 L360（X52），采用 3PE外防腐層，無(wú)內(nèi)涂層。東線沿線共有主線線路截?cái)嚅y門13 座，分輸支線 9 條；西線沿線共有主線線路截?cái)嚅y門16座，分輸支線11條。2013年和2014年計(jì)劃對(duì)東線和西線實(shí)施內(nèi)檢測(cè)，在此之前對(duì)兩條管線進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)前的清管作業(yè)，按清管器通過(guò)能力由強(qiáng)到弱、清管能力由弱

13、到強(qiáng)的原則，按順序分批次采用皮碗清管器、鋼刷清管器、磁力清管器的進(jìn)行清管。在鋼刷清管器清出雜質(zhì)較少時(shí)，采用90%內(nèi)徑的測(cè)徑清管器，驗(yàn)證管道的通過(guò)能力。東線和西線分別清出3156公斤和2785公斤的雜質(zhì)，清出的雜質(zhì)主要以鐵銹和粉塵為主，并有少量的沙粒、泥塊、焊渣和清管泡沫球外皮等，清管效果良好，表1和表2為兩條管線清管的情況。表1東線內(nèi)檢測(cè)前清管情況統(tǒng)計(jì)表清管次數(shù)清管器類型雜質(zhì)重量(kg)平均速度(m/s)有無(wú)卡堵備注1皮碗282.21 無(wú)2皮碗152.50 無(wú)3鋼刷262.39 無(wú)4測(cè)徑850.64 有反推通過(guò)5鋼刷663.15 無(wú)6鋼刷572.56 無(wú)7鋼刷1372.57 無(wú)8鋼刷1112.

14、92 無(wú)9鋼刷2322.67 無(wú)10鋼刷2162.46 無(wú)11鋼刷3632.53 無(wú)12鋼刷1452.40 無(wú)13鋼刷1152.34 無(wú)14鋼刷2532.33 無(wú)15鋼刷602.62 無(wú)16鋼刷1562.57 無(wú)17鋼刷1162.24 無(wú)18鋼刷1931.84 無(wú)19鋼刷652.07 無(wú)20測(cè)徑2052.08 無(wú)21鋼刷1542.08 無(wú)22鋼刷821.98 無(wú)23磁力641.66 無(wú)24鋼刷161.94 無(wú)25磁力751.78 無(wú)26磁力331.78 無(wú)27磁力451.97 無(wú)28磁力311.67 無(wú)29磁力122.12 無(wú)表2 西線內(nèi)檢測(cè)前清管情況統(tǒng)計(jì)表清管次數(shù)清管器類型雜質(zhì)重量(kg)平

15、均速度(m/s)有無(wú)卡堵備注1皮碗2552.38 無(wú)2皮碗412.55 無(wú)3鋼刷302.73 無(wú)4鋼刷822.55 無(wú)5鋼刷172.22 無(wú)6鋼刷902.38 無(wú)7鋼刷302.69 無(wú)8鋼刷502.63 無(wú)9鋼刷282.53 無(wú)10鋼刷462.46 無(wú)11磁力1432.57 無(wú)12鋼刷1032.62 無(wú)13鋼刷682.39 無(wú)14測(cè)徑7162.47 無(wú)15磁力1202.43 無(wú)16磁力1721.53 無(wú)17鋼刷1131.91 無(wú)18磁力712.01 無(wú)19磁力602.07 無(wú)20磁力752.42 無(wú)21鋼刷182.87 無(wú)22磁力602.56 無(wú)23磁力352.56 無(wú)24磁力502.39 無(wú)

16、25磁力472.65 無(wú)26磁力302.48 無(wú)27磁力402.76 無(wú)28磁力452.57 無(wú)29磁力602.46 無(wú)30磁力502.54 無(wú)31磁力402.28 無(wú)兩條管線清出雜質(zhì)的數(shù)量總體呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，為確保內(nèi)檢測(cè)前管道的清潔程度，須進(jìn)行多次清管。東線在第四次采用測(cè)徑清管器（90%內(nèi)徑）進(jìn)行清管時(shí)出現(xiàn)了卡堵，建議在實(shí)施了少次清管后采用測(cè)徑清管器時(shí)盡量選擇直徑較小（如85%內(nèi)徑）的測(cè)徑板，待實(shí)施了多次清管使管道的清潔程度提高后，可適當(dāng)增加測(cè)徑板的直徑。5.0 卡堵處置在清管過(guò)程中，最易出現(xiàn)的是卡堵，清管過(guò)程中發(fā)生卡堵可能會(huì)造成管輸能力不足，嚴(yán)重時(shí)造成供氣中斷，影響下游用戶的正常用氣，

17、并損壞清管器。判斷是否發(fā)生卡堵，可按清管器的實(shí)際運(yùn)行速度預(yù)測(cè)清管器應(yīng)該在某一時(shí)間到達(dá)某點(diǎn)處，而實(shí)際上超過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間仍未到達(dá)，再結(jié)合SCADA對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行工況的監(jiān)控，若疑似卡堵點(diǎn)下游管道壓力持續(xù)下降，上游管道壓力持續(xù)上升則可判斷管道發(fā)生卡堵。另外，還可以根據(jù)管道內(nèi)氣流的聲音來(lái)判斷是否發(fā)生卡堵，若清管器正常行進(jìn)，在距離清管球運(yùn)行最近的管道裸露點(diǎn)（如閥室或站內(nèi)地上管等），可聽(tīng)到其經(jīng)過(guò)管道每一道焊縫時(shí)發(fā)出的有規(guī)律的聲音，若無(wú)法聽(tīng)到便可初步判定清管器出現(xiàn)了異常狀況。5.1 處置原則在發(fā)生卡堵時(shí)，確定了卡堵位置后，可加大清管器前后壓差，或加強(qiáng)推力等，消除或減弱其前進(jìn)阻力，使清管球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至收球筒內(nèi)。主要包括以

18、下幾種處理方法：（1）通過(guò)提高發(fā)球門站的出站壓力增加清管器上游的壓力，降低收球門站的出站壓力使清管器后的壓力減小，以達(dá)到增大清管器前后壓差驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。（2）提高發(fā)球門站出站壓力，短時(shí)間關(guān)閉清管器下游的第一個(gè)線路截?cái)嚅y，暫時(shí)將卡堵管段與下游管段隔離，同時(shí)設(shè)法降低已關(guān)閉線路截?cái)嚅y下游管道的壓力或清管球后的壓力：一種方式是在保證下游各用戶用氣需求的情況下，關(guān)閉或降低可向已關(guān)閉線路截?cái)嚅y下游管道供氣的場(chǎng)站，待被關(guān)閉線路截?cái)嚅y后壓力下降至一定值時(shí)再打開(kāi)該線路截?cái)嚅y瞬時(shí)引發(fā)清管器動(dòng)作；另外一種方式是通過(guò)放散或加大清管器與已關(guān)閉的線路截?cái)嚅y間用氣調(diào)壓站的流量以降低該段的壓力，利用前后壓差的增大驅(qū)動(dòng)清管器運(yùn)動(dòng)

19、；待清管器運(yùn)動(dòng)至正常速度后，在到達(dá)下游已關(guān)閉線路截?cái)嚅y之前緩慢平衡閥門兩端壓力，并恢復(fù)閥門至全開(kāi)位置。（3） 發(fā)送泡沫清管器若以上措施無(wú)效，可考慮則從發(fā)球站場(chǎng)發(fā)送泡沫清管器或其它清管器將卡堵清管器推出。（4） 反推緩慢提高清管器后（收球門站）管道壓力直至與清管器前壓力平衡；然后緩慢降低清管器前（發(fā)球門站）管道壓力，驅(qū)動(dòng)清管器反向運(yùn)動(dòng)倒回至發(fā)球點(diǎn)，并在發(fā)球門站按收球工藝流程回收清管器。（5）斷管取球如采取以上處置方案無(wú)法驅(qū)動(dòng)清管器動(dòng)作，則應(yīng)在確定清管器、檢測(cè)器卡堵的具體位置后進(jìn)行斷管取球。如清管器在管道內(nèi)未完全卡死，可小范圍移動(dòng)，則應(yīng)將清管器驅(qū)動(dòng)至較易開(kāi)挖施工處實(shí)施斷管取球。5.2 處置案例4.

20、0中某城市次高壓燃?xì)夤艿罇|線在第4次采用測(cè)徑清管器進(jìn)行清管時(shí)時(shí)，清管器運(yùn)行了44公里后卡在AE8東側(cè)335米的B1處，管道運(yùn)行單位嘗試降低清管器下游壓力以驅(qū)動(dòng)清管器運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉了線路截?cái)嚅yAE10以使卡球管段與下游管段隔開(kāi)，通過(guò)調(diào)壓站T7的用氣使下游管段壓力降至1.2MPa，但未能驅(qū)動(dòng)清管器。于是決定進(jìn)行反推，恢復(fù)線路截?cái)嚅yAE10的全開(kāi)狀態(tài)，關(guān)閉線路截?cái)嚅yAE8，通過(guò)控制門站2提高線路截?cái)嚅yAE10西側(cè)壓力至1.5MPa，控制門站1的壓力以降低清管球東側(cè)的壓力至1.2MPa，形成了0.3 MPa的反向壓差，至第二日早上8：00用氣低峰期，關(guān)閉調(diào)壓站T6所在支線閥，開(kāi)啟線路截?cái)嚅yAE8進(jìn)行反推，清管器通過(guò)線路截?cái)嚅yAE7后將其關(guān)閉，待清管球停止于B2處后，關(guān)閉其東側(cè)線路截?cái)嚅yAE6，之后再通過(guò)控制門站1、門站2的出站壓力以在清管球兩側(cè)建立0.4MPa的正向壓差，先后開(kāi)啟線路截?cái)嚅yAE7、AE6，繼續(xù)清管作業(yè)。 門站 LNG應(yīng)急氣化站 次高壓-中