天然氣管道維修搶修技術

天然氣管道維修搶修技術第一頁，共48頁。2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第二頁，共48頁。3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(jù)外界環(huán)境等因素的需要對管道進行改線、連頭；二是經(jīng)檢修后發(fā)現(xiàn)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。第三頁，共48頁。4中低壓、小泄漏管道：焊接法(含補疤法)打卡箍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）第四頁，共48頁。5第五頁，共48頁。6第六頁，共48頁。7第七頁，共48頁。8在役管道的焊接修復與搶修經(jīng)常在管道不停輸?shù)那闆r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(zhì)增加管壁散熱，致使焊接冷卻速度過快。第八頁，共48頁。9對于特定的管道和同一種焊接工藝，在影響管道焊接質(zhì)量的問題上，氫致裂紋的產(chǎn)生主要受流速的影響（焊縫冷卻速度過快），與介質(zhì)的壓力無關。常用的減少氫致裂紋產(chǎn)生的方法有預熱、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。第九頁，共48頁。10當鋼管壁厚不低于6.4mm時，如果采用低氫焊條焊接，正常情況下一般不會出現(xiàn)燒穿現(xiàn)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。第十頁，共48頁。11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(zhì)量的問題上，氫致裂紋的產(chǎn)生主要受流速的影響，與介質(zhì)的壓力無關；而管道燒穿與否主要受壓力的影響，與介質(zhì)的流速無關。所以，進行在役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(zhì)用于焊接工藝評定時產(chǎn)生的焊接冷卻速率大于任何介質(zhì)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(zhì)，比用油特別是成品油更安全可靠，降低了試驗的意外風險。第十一頁，共48頁。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(zhì)量的氫致裂紋問題及燒穿管道問題。這種方法很好地實現(xiàn)了在役管道運行條件下的焊接模擬試驗。第十二頁，共48頁。13第十三頁，共48頁。14用于對管道點腐蝕所造成的穿孔進行短時間內(nèi)的快速搶修。第十四頁，共48頁。15用于對管道出現(xiàn)裂紋、較大面積腐蝕穿孔等造成的泄漏進行搶修。第十五頁，共48頁。16第十六頁，共48頁。17第十七頁，共48頁。18第十八頁，共48頁。19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(jié)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>3500MPa)和彈性模量(纖維片材彈性模量>235GPa)，它能夠通過專用修補劑和自身與管道的粘接力傳遞壓力，分擔管道內(nèi)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(xiàn)對管道缺陷的補強修復。第十九頁，共48頁。20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(chǎn)等經(jīng)濟損失，還對環(huán)境和社會產(chǎn)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(chǎn)工作、編制臨時供氣方案。第二十頁，共48頁。21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、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(nèi)、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。第二十一頁，共48頁。22國內(nèi)外應用現(xiàn)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(chǎn)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(nèi)，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。第二十二頁，共48頁。23該工藝可以不導致運輸中斷、不影響正常生產(chǎn)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：更換一段管道第二十三頁，共48頁。24用途二：管線永久性該線第二十四頁，共48頁。25用途三：管道需要加設閥門等設備第二十五頁，共48頁。26通過在管道事故段的兩側(cè)架設旁通管道，從旁通管道內(nèi)側(cè)封堵在用管道，使輸送介質(zhì)流經(jīng)旁通管道的方法來完成不停輸換管。第二十六頁，共48頁。27開孔機第二十七頁，共48頁。28第二十八頁，共48頁。29三通第二十九頁，共48頁。30夾板閥第三十頁，共48頁。31封堵器第三十一頁，共48頁。32盤式封堵頭第三十二頁，共48頁。33可折疊式盤式封堵頭第三十三頁，共48頁。34管道盤式封堵頭適用于管道標準而且管道內(nèi)壁沒有結(jié)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。第三十四頁，共48頁。35筒式封堵頭第三十五頁，共48頁。36筒式封堵頭施工現(xiàn)場第三十六頁，共48頁。37管道筒式封堵適用于管道內(nèi)壁結(jié)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(chǎn)管線。該工藝具有封堵嚴密，不受管道年限的限制。第三十七頁，共48頁。38應用于低壓的管道封堵。封堵囊第三十八頁，共48頁。39當發(fā)現(xiàn)輸氣管道出現(xiàn)泄漏事故而急需搶修時，調(diào)度部門要及時通知管理部門保護現(xiàn)場，疏散周圍居民，方圓50m范圍內(nèi)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(diào)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：第三十九頁，共48頁。40(1)組織施工人員開挖管道事故段，查找具體泄漏點。根據(jù)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(xiàn)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(diào)整預處理方案。第四十頁，共48頁。41(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。作業(yè)坑的長度要視現(xiàn)場需換管道長度而定，一般比換管長度長4m。第四十一頁，共48頁。42(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(diào)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(diào)試。第四十二頁，共48頁。43(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。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。第四十三頁，共48頁。44(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(jù)現(xiàn)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(jié)束后，連接旁路管道至旁路孔并投運。第四十四頁，共48頁。45(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(diào)整。另外，根據(jù)用戶的用氣情況，調(diào)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。第四十五頁，共48頁。46(1)