中铁十四局集团有限公司市政工程分公司 山东青岛 266000
摘要：青岛市某工程次高压燃气管道是市区输气主干线，按照常规方法施工必须停输、停气、降压方可施工，会给业主带来很大的损失，同时正常的社会生产、生活。据此情况，决定采用“管道不停输开孔封堵技术”，架设临时旁通管线，安全、可靠地进行管线封堵作业，不停输改线，从而最大程度的保证经济利益，取得良好的社会效益。通过描述青岛市城阳区双元路与双积路节点立交桥建设工程项目次高压燃气驳接施工，探讨了管道不停输开孔封堵技术的工艺控制和注意事项。
关键词：次高压燃气；不停输；驳接
On line plugging of sub high pressure gas pipeline under pressure Connection construction technology
LiuShunBo
（Municipal Engineering Branch of China Railway 14th Bureau Group Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266000）
Abstract The sub high pressure gas pipeline of a project in Qingdao is the main gas transmission line in the urban area. According to the conventional construction method，the construction must stop the gas transmission，stop the gas supply and reduce the pressure，which will bring great losses to the owners and normal social production and life. According to this situation，it is decided to adopt the "pipeline non-stop drilling and plugging technology"，erect temporary bypass pipeline，conduct pipeline plugging operation safely and reliably，and change pipeline without stopping transmission，so as to ensure economic benefits to the greatest extent and obtain good social benefits. By describing the connection construction of sub high pressure gas in Shuangyuan road and Shuangji road node overpass construction project in Chengyang District of Qingdao City，this paper discusses the process control and matters needing attention of opening and plugging technology for pipeline non-stop transmission.
Keywords Sub high pressure gas，Keep losing，Connection
1 工程概况
本工程次高压燃气管道迁改工程位于白沙河桥南北两侧，主管线全长1884m，管径D529*12mm，采用螺旋缝焊接钢管PSL2 L290（加强级3OE防腐）。设计压力：1.6Mpa，设计管径：DN500mm，管线壁厚：7.1mm，输送介质：净化天然气。按照常规方法施工必须停输、停气、降压方可施工，会给业主带来很大的损失。据此情况，决定采用“管道不停输开孔封堵技术”，架设临时旁通管线，安全、可靠地进行管线封堵作业，不停输改线，从而最大程度的保证业主的经济利益，取得良好的社会效益。
2 不停输施工技术概况
管道不停输封堵改线：（1）在需改造管段焊接封堵四通管件，与母管抱合、焊接。（2）安装专用夹板阀、开孔机、开孔刀设备，将设备组成密闭空间，用氮气（不得用高压氧）试压检测管件设备各结合面、焊缝及阀门的密封性。（3）调整开孔转速、进深尺寸，在管线上不间断套料开孔，套料提起后，关闭夹板阀。（4）拆除开孔设备。（5）安装临时旁通管线并试压检测密封性。（6）安装专用封堵设备：封堵器、膨胀筒，封堵连箱设备。（7）打开阀门进行封堵，临时管线替代原管线运行。（8）进行封堵严密性检测，吹扫置换介质，合格后开始管线改线或阀门置换。（9）改线完成，下该处的完工堵塞。（10）平衡管线封堵点二侧压力，撤除膨胀筒等封堵设备，关闭夹板阀。（11）关闭临时旁通管线的阀门，拆除临时旁通管线。（12）安装专用下堵设备，下完堵塞。
不停输管道封堵改变了传统的停输、降压、放散、动用明火的作业方式，减少了经济损失和对环境的不良影响，并可避开夜间作业，减少了人力、物力的投入，提高工效、降低劳动强度和消耗，避免作业风险，提高安全性。
.png)
图1 开孔封堵示意图
3 开孔施工工艺
由于是管线带压焊接、开孔、封堵、下堵，所有工序均在不影响管线内介质正常输送的状态下进行。因此施工本身具有一定的风险性。
为使工作进行的从容不迫，安全可靠。需要从焊接、开孔施工的特点出发，为保证工程的顺利实施，做好充分的施工预案，严格控制现场的风险，将现场风险降至最低，处于随时受控状态。
3.1 施工流程
.png)
图2 施工流程图
3.2 管道允许带压施焊的压力要求
（《钢制管道封堵技术规程 第1部分：塞式、筒式封堵》SY/T6150.1-2003）
P=2σs（t-c）F/D
管道运行压力必须在管线允许带压施焊的压力范围内，方可进行焊接作业。
3.3 施工工艺
3.3.1 操作坑开挖
在管线上要进行开孔作业的地方画出作业坑四处的大小，长3.m*宽3m/底部离母管底部0.5m一处，然后开挖作业坑，将待施工的管道清理出来。
3.3.2 封堵定位、测量壁厚
封堵定位包括：封堵四通、平衡短节、新管线碰口定位等。
封堵定位时，应考虑连头、旧管线通球等诸多因素。
封堵定位由业主、监理及施工方三方共同确认。
剥防腐层，除去管线表面油污、底漆。
选点时应选择在直管段上，注意让开孔部位应尽量避开管道焊缝，无法避开时，对开孔刀切削部位的焊道应适量打磨。开孔刀中心钻不应落在焊缝上。开孔部位的管道圆度误差不得超过管外径的1%。
3.3.3 焊接四通、短节等
如图开孔封堵示意图所示，该工程需要焊接PFEX500封堵四通4件；焊接BF50平衡短节4件。本工程所用焊接四通、短节均由我单位特别制作，我单位压力容器制造许可资质手续附后。
a、对管道螺旋焊缝进行适量打磨或打磨对开四通，以保证对开四通护板与管道间隙不大于2mm。
b、焊前管件组对：封堵四通法兰沿管道轴线方向的两端到管顶的距离差不应大于1mm，封堵四通法兰中轴线与其所在位置管道轴线间距不应大于1.5mm。
c、焊工数量：进行纵向直焊缝的焊接时，每道焊缝应至少两名焊工同时施焊；环向角焊缝的焊接时，每道焊缝应至少两名焊工同时施焊，且两电弧间应相距至少50mm。
.png)
图3 焊接示意图
d、焊接顺序
每道纵向直焊缝一名焊工焊接时，按下图所示焊接顺序同时焊接封堵四通的两道环向角焊缝不应同时焊接。当两名焊工同时焊接一道环向角焊缝时，应按照下图所示焊接顺序同时焊接。
.png)
图4 焊接顺序示意图
e、纵向直焊缝的焊接：封堵四通纵向直焊缝应氩弧焊打底电焊盖面的焊接方式。
.png)
图5 直焊缝示意图
f、环向角焊缝的焊接：
封堵四通护板与管道的环向角焊缝的焊接也应氩弧焊打底电焊堆焊的焊接方式，见下图：
由于封堵四通护板厚度小于两倍管壁厚度（管线壁厚δ=9mm），故焊角高度和宽度应与护板厚度一致，见下图：
.png)
图6 环向角焊缝示意图
g、管线材质为20＃和Q235-B钢，护板材质为Q345B根据焊接工艺评定采用手工电弧焊堆焊的焊接方法；焊条使用；J507 Φ3.2底焊 Φ4.0堆焊焊接。
h、焊条应密封包装，使用前必须按焊条说明书规定的烘干温度进行烘干，没有规定要求的，也要进行350-400℃的烘干，保温1-2小时后使用。焊接现场应设恒温干燥箱，温度控制在100-150℃，随用随取。当天未用完的焊条应收回，重新烘干后使用，但重新烘干次数不得超过两次。
i、焊接四通前，采用测厚仪测管壁实际厚度，尽量避开严重腐蚀区域。焊工艺上采用直流反接，降低母材的温度，焊接电流控制在90A-110A之间。
j、焊接质量检验：对所有焊道进行渗透探伤检查。
3.3.4 开孔作业
安装夹板阀前，在四通管底用千斤顶进行支撑，千斤顶下面需加垫枕木。
（1）夹板阀的安装：
a、夹板阀在关闭状态下吊装。
b、检查内旁通是否关闭，并记录。
c、测量夹板阀内孔与封堵四通法兰内孔的同轴度，同轴度误差不应超过1mm。
（2）刀具的安装：中心钻U形卡环应转动灵活，且每次开孔前应更换中心钻防松尼龙棒。刀具结合器与开孔机主轴之间的锥度联接不应有任何松动。测量筒刀与开孔结合器内孔的同轴度，控制在1mm以内。
（3）开孔机与开孔连箱应竖直安装和拆卸
（4）宜先开平衡孔、后开封堵孔。
（5）开孔前对焊接到管线上的管件和组装到管线上的阀门、开孔机等部件进行整体试压，试压介质为氮气，试验压力等于管道运行压力，检查其严密性：用肥皂水喷淋各部件结合面、焊缝，进行试漏，合格后（无气泡冒出、压力不降低）方可进行开孔作业，否则查找问题直到解决为止。
（6）预热液压站，调节开孔参数，进行开孔作业。
3.3.5 安装封堵器、进行封堵作业
安装要求：
（1）封堵器与封堵连箱应竖直安装和拆卸。
注意事项：
（2）封堵期间不应清管、调整管道运行参数。
（3）确定旁通管线已经运行
（4）在封堵连箱排气孔上安装压力表。下封堵时，应先下B2点封堵后下B1点封堵；封堵头到位后，应紧锁封堵器主轴。
3.3.6 封堵效果的验证
缓慢打开C1或C2处的夹板阀，降低管道压力至原压力的70%左右，关闭放空夹板阀，15min内发现报废段管道压力无上升，则封堵成功，如压力上升则需要更换皮碗，重新进行封堵作业。
采用液压封堵器作业，封堵成功后，拆除封堵器上的液压管。
3.3.7 放散、断管
（1）对封堵管段进行放散前，应提前清理现场，确保安全距离范围内无明火或产生火花作业。
（2）机械断管前应对割管部位进行定位测量，防止连头时，弯管距离不够。
（3）使用检测仪器检测大气中可燃气体及硫化物的含量。只有在检测合格的情况下方能继续施工，否则采取轴流风机进行强制通风，直至达到施工条件为止。
（4）采用爬管机进行断管作业。
（5）从一侧平衡阀充入氮气，从另外一侧平衡阀放空；准备机械断管，充入氮气直至断管结束。
（6）机械断管过程中不断用喷壶注水冷却直至割管完成。
（7）为防止挤刀，应及时用钎子塞住切口。
3.3.8 改建管道与主干线连头作业
3.3.9 解除封堵
（1）无损检测合格后，方可进行解除封堵作业。
（2）连接下游封堵器平衡管，打开平衡阀，向已注氮气置换的新管线注气置换，从上游压力平衡孔处观察排气情况，检测天然气含量，合格后关闭上游平衡阀。
（3）连接封堵器平衡管，打开相应平衡阀，进行压力平衡。
（4）必须在保证封堵头两侧压力平衡后，方可提取封堵头。
（5）提取封堵头时。
（6）关闭夹板阀。
（7）拆除封堵器。
（8）关闭旁夹板阀。
3.3.10 下堵塞作业
安装要求：
堵塞的安装：
调整下堵连箱内中心顶杆的伸出长度
开孔时切下的鞍形板应随堵塞装回管道，鞍形板装回管道前应清边，清边后鞍形板外径宜比开孔孔径小10mm～20mm。将鞍型板根据计算深度尺寸焊接在堵塞底部，随堵塞恢复钻孔原位，以确保封堵后能正常清管通球。
检查堵塞的方向，确保鞍形板的方向与管道方向一致。堵塞安装完成后，下堵器主轴应全部收回。
下堵塞作业：
安装下堵器，下堵塞，确认无误后，拆除下堵器、夹板阀，安装盲板。
4 施工注意事项
（1）施工中所用管件、弯头、焊条等必须有合格证书及材质单，焊条使用前必须经烘干处理，阀门经检验，打压并合格。
（2）管件焊接必须符合SY/T6150.1 -2003 《钢制管道封堵技术规程第一部分：塞式、筒式封堵》“四通焊接”的要求，对焊口进行着色探伤检验。
（3）开孔作业严格按SY/T6150.1-2003 《钢制管道封堵技术规程第1部分：塞式、筒式封堵》。
5 结束语
燃气管道不停输驳接在城市燃气管线迁改作业中起到了积极作用，目前施工工艺已相对成熟，在市政工程建设中，极大的缩短工期，保证管道驳接的施工安全与质量。通过对本工程主干线次高压燃气管道双侧双封开孔封堵不停输驳接施工分析，在施工中应严格按照规范进行施工，科学合理的进行施工组织，做好应急处置预案才能确保施工的安全与质量，进而保证工程的工期与成本。
参考文献：
[1]崔强. 天然气管道不停输带压封堵工艺技术研究[J]. 石化技术，2017，024（002）：296-296.
[2]李超. 天然气管道不停输带压改线焊接研究[D]. 2011.
[3]朱建华，邵建，史业腾. 高压天然气管道不停输带压焊接可靠性研究[J]. 煤气与热力，2017（37）：21-26.
[4]秦华. 浅谈带压封堵技术在天然气管道改线中的应用[J]. 石油化工应用，2009，028（001）：58-61.