長輸管道換管搶修施工工藝

姜斌 勝利石油化工建設有限責任公司

長輸管道換管搶修施工工藝

姜斌 勝利石油化工建設有限責任公司

不停輸帶壓封堵換管技術及停輸換管搶修技術兩種施工方法各有利弊，在進行天然氣換管搶修施工前首先要分析待搶修段長輸管道地域的自然條件、儲運介質有害因素、環(huán)境危險有害因素以及業(yè)主生產運行情況，根據不同的現場條件，綜合安全、技術及經濟等因素，選擇最恰當的方式進行換管施工，可以有效提高搶修效率，節(jié)約施工成本。同時搶修部門還應具備良好的施工技術，合理的組織分工，完善的QHSE管理方法，以及完備的前期準備，在保質保量完成搶維修施工任務的前提下，減少施工成本，降低施工風險。

長輸管道；搶修；換管施工；不停輸帶壓封堵；氮氣置換

前言

某天然氣管道工程管徑?508mm×11.9mm，設計壓力7.5MPa，管道正常運行壓力6.5MPa，沿途經8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民密集生活區(qū)。2009年8月12日因當地村民在作業(yè)帶內盲目取土，造成管道在109m范圍內出現15處嚴重變形，部分受損管道內凹深度達20mm，直接危及到管道的安全運行。破損管段為某村人口密集區(qū)，周邊不足30m內有數十家商戶及住戶，屬于一級動火作業(yè)區(qū)域，該管道受損段上游3km處為截斷閥室A，下游4km處有截斷放空閥B。管道輸配氣流程見圖1。

為保證管道安全穩(wěn)定運行，需及時對變形管段進行換管搶修施工。

圖1 管道輸配氣流程

1 施工方案

目前常用的換管搶修方法有不停輸帶壓封堵換管技術和停輸換管搶修技術，這兩種方法各有利弊。停輸換管搶修技術是將待作業(yè)段內天然氣放空，在進行氮氣置換施工后，實施改造或維搶修作業(yè)。這種施工方法對于高壓管道搶修風險較小，對設備及施工技術要求較低，但可能因管道的停輸對下游用戶造成影響，同時又會損失大量的天然氣，造成一定的經濟損失。不停輸換管法時間短、速度快，整個施工過程是在管線不停輸情況下進行，不影響對下游用戶的供氣，同時又避免因作業(yè)段管道內天然氣的放空造成浪費，但是這種施工方法對設備及施工技術要求較高，在對高壓天然氣管道搶修時安全隱患較大，搶修作業(yè)完成后，管道仍殘留其他管件，給完工后的管道防腐作業(yè)帶來極大不便，同時也留下了泄漏隱患。

本處搶修基于安全、經濟、技術及對下游用戶的影響等因素綜合考慮，選用停輸換管法進行破損段的換管施工。

2 停輸換管法

（1）管段放空及氮氣置換。首先關閉A、B切斷閥并上鎖，同時打開B閥門放空閥進行管道內天然氣放空。當管道內壓力降為常壓時，打開A閥室預留閥門作為氮氣注入口，進行氮氣置換施工，打開B預留閥門，使用可燃氣體探測儀對閥門出口進行定時檢測，檢測頻率為5min/次。當連續(xù)檢測3次可燃氣體濃度均低于爆炸下限的1%，停止注氮，關閉閥門，氮氣置換施工結束。

（2）施工段管溝開挖及管道預制。在進行放空及氮氣置換的同時，進行測量放線、管溝開挖及更換管道的預制施工。作業(yè)坑開挖之前首先用可燃氣體探測儀測量搶修段管道周邊及坑內天然氣的濃度，確定可燃氣體濃度低于1%的安全要求時，方可進行作業(yè)坑開挖。為保證施工安全，避免施工時再次破壞管道，先進行換管處的管線人工開挖清理，再用機械進行管溝拓寬。開挖時做好放坡及支護，作業(yè)坑內預留好逃生通道。因受損管段在109m范圍內受損達15處，為縮短施工工期，決定對109m受損管道進行一次性更換。在原管道上標記需更換管道的位置并精確測量更換長度，根據更換長度進行管段預制。

（3）管道切割。在確認已全部完成氮氣置換程序之后開始進行管道切割施工。在管道切割前再次對操作坑內及管道受損處用可燃氣體探測儀和含氧檢測儀進行檢測，確認安全后，在進行切管作業(yè)。對已標定好的位置剝離防腐層及割口位置劃線定位，使用冷切割機進行管道切割。

（4）受損管道更換。將預制好的管段吊裝至管道更換處，按照焊接工藝規(guī)程所要求的焊接材料及焊接參數進行焊接施工。

（5）焊口檢測。根據《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范 （GB50369-2006）》，未經試壓的管道碰死口焊縫，應進行100%超聲波檢測和射線檢測，管道連頭的焊口經目測檢驗合格，待自然冷卻后進行X光射線探傷及超聲波探傷。當探傷評定等級滿足設計要求之后進行管道防腐補口施工。

（6）管道防腐補口、電火花檢漏。確認焊口合格后進行防腐補口施工。防腐補口施工應嚴格按照施工規(guī)范進行，防腐補口完畢進行電火花檢漏。

（7）A、B閥之間管道天然氣置換氮氣，管線升壓及管溝回填。管道搶修完畢后對A、B閥之間管道進行天然氣置換氮氣施工并升壓。首先緩慢打開A閥室截斷閥門，打開B放空閥門，進行氣體置換。在放空閥門每間隔10min檢測1次可燃氣體濃度，當檢測到混氣頭時，每間隔5min檢測1次可燃氣體濃度，當連續(xù)檢測3次可燃氣體濃度為100%時關閉放空閥門。再次使用可燃氣體探測儀對換管處進行探測，確認無泄漏后進行管溝回填。當A、B閥之間管道壓力接近其他系統(tǒng)壓力時緩慢打開B截斷閥門，至此整個施工過程結束。

3 注意事項

（1）施工前應辦理動火報告，現場配備足夠的消防設置，施工區(qū)域周圍50m范圍外拉設警戒線。

（2）管道采用冷切割機進行切割，不允許采用乙炔等帶有明火的切割方式。切割機操作人員必須戴好空氣呼吸器。

（3）在進行X射線及超聲波檢測施工中，除探傷施工專業(yè)人員外，均應撤到安全距離之外。

4 結語

不停輸帶壓封堵換管技術及停輸換管搶修技術兩種施工方法各有利弊，在進行天然氣換管搶修施工前首先要分析待搶修段長輸管道地域的自然條件、儲運介質有害因素、環(huán)境危險有害因素以及業(yè)主生產運行情況，根據不同的現場條件，綜合安全、技術及經濟等因素，選擇最恰當的方式進行換管施工可有效提高搶修效率，節(jié)約施工成本。但無論選擇何種施工工藝都應嚴格控制施工質量及進度。同時搶修部門還應具備良好的施工技術，合理的組織分工，完善的QHSE管理方法及完備前期準備，針對管道自身及周邊環(huán)境的不同制定不同的應對措施，在保質保量完成搶維修施工任務的前提下，減少施工成本，降低施工風險。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.043

（欄目主持 焦曉梅）