天然氣管道的維修搶修技術(shù)

1、1專題專題 油氣管道的維搶修技術(shù)油氣管道的維搶修技術(shù)2本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容油氣管道常用維修、搶修技術(shù)油氣管道常用維修、搶修技術(shù)油氣管道不停輸帶壓開孔封堵技術(shù)油氣管道不停輸帶壓開孔封堵技術(shù)3前言前言油氣管道在運行中除了進(jìn)行有計劃的維修和改造外，更避免油氣管道在運行中除了進(jìn)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)）。裝置、分輸改造等作業(yè)）。對管道進(jìn)行維修的一般情況有對管道進(jìn)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(jìn)行改線、連頭；二一是根據(jù)外界環(huán)境等因素的需要對管道進(jìn)行

2、改線、連頭；二是經(jīng)檢修后發(fā)現(xiàn)問題隱患，評估確認(rèn)必須及時采取修補(bǔ)、或是經(jīng)檢修后發(fā)現(xiàn)問題隱患，評估確認(rèn)必須及時采取修補(bǔ)、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)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(jìn)行搶修，以便最大限度減少事故造成的損事故，必須盡快進(jìn)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(yán)重危害。失，特別是給環(huán)境造成的嚴(yán)重危害。4一、油氣管道常用維修、搶修技術(shù)一、油氣管道常用維修、搶修技術(shù)中低壓、小泄漏管道：中低壓、小泄漏管道：焊接法焊接法(含補(bǔ)疤法含補(bǔ)疤法)打卡箍法打卡箍法絲堵堵漏法絲堵堵漏法密封劑堵漏法密封劑堵漏法ClockSPr

3、ing復(fù)合膠帶纏繞法等復(fù)合膠帶纏繞法等高壓、大面積泄漏管道：高壓、大面積泄漏管道：換管法（停輸、不停輸）換管法（停輸、不停輸）51、焊接法、焊接法(含補(bǔ)疤法含補(bǔ)疤法)61、焊接法、焊接法(含補(bǔ)疤法含補(bǔ)疤法)71、焊接法、焊接法(含補(bǔ)疤法含補(bǔ)疤法)8管道不停輸焊接注意事項管道不停輸焊接注意事項在役管道的焊接修復(fù)與搶修經(jīng)常在管道不停輸?shù)那闆r下進(jìn)行，在役管道的焊接修復(fù)與搶修經(jīng)常在管道不停輸?shù)那闆r下進(jìn)行，管道不停輸焊接主要應(yīng)避免兩個問題：管道不停輸焊接主要應(yīng)避免兩個問題：“燒穿燒穿”，也就是焊接電弧灼傷管壁造成破裂；，也就是焊接電弧灼傷管壁造成破裂；氫致裂紋氫致裂紋，主要是因流動介質(zhì)增加管壁散熱，致使

4、焊接冷，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。卻速度過快。 91）氫致裂紋的控制）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(zhì)量的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，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(guān)過快），與介質(zhì)的壓力無關(guān) 。常用的減少氫致裂紋產(chǎn)生的方法有常用的減少氫致裂紋產(chǎn)生的方法有預(yù)熱、采用合理的焊道順預(yù)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(yīng)力集中序和安裝時的合理裝配，以減少焊縫根部的應(yīng)力集中。 102）燒穿管壁的控制）燒穿管

5、壁的控制當(dāng)鋼管壁厚不低于當(dāng)鋼管壁厚不低于6.4 mm時，如果采用低氫焊條焊接，正常時，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。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、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(yán)格控制，以防止燒穿管電壓、焊接速度及熱輸入等因素要嚴(yán)格控制，以防止燒穿管道造成人員傷亡和釀成火災(zāi)。道造成人員傷亡和釀成火災(zāi)。 11管道不停輸焊接工藝評定

6、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(zhì)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(guān)；而管道燒穿與否主要受壓力的影響，與介質(zhì)的流壓力無關(guān)；而管道燒穿與否主要受壓力的影響，與介質(zhì)的流速無關(guān)。所以，速無關(guān)。所以，進(jìn)行在役管道焊接工藝試驗時，應(yīng)將氫致裂進(jìn)行在役管道焊接工藝試驗時，應(yīng)將氫致裂紋和燒穿控制分開進(jìn)行模擬評定紋和燒穿控制分開進(jìn)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

7、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。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，所以，焊接試驗可采用水作為管輸介質(zhì)焊接試驗可采用水作為管輸介質(zhì)，比用油特別是成品，比用油特別是成品油更安全可靠，降低了試驗的意外風(fēng)險。油更安全可靠，降低了試驗的意外風(fēng)險。12采用兩階段模擬試驗法就能很好地彌補(bǔ)上述方法中的不足，采用兩階段模擬試驗法就能很好地彌補(bǔ)上述方法中的不足，即采用即采用動態(tài)試驗?zāi)M管道有流量下的焊接動態(tài)試驗?zāi)M管道有流量下的焊接和采用和采用靜態(tài)試驗?zāi)ｌo態(tài)試驗?zāi)M管道帶壓情況下的焊接擬管道帶壓情況下的焊接，以驗證影響焊接質(zhì)量的，以驗證影響焊接質(zhì)量的氫致裂紋氫致裂紋問題

8、問題及及燒穿管道問題燒穿管道問題。這種方法很好地實現(xiàn)了在役管道運行。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。條件下的焊接模擬試驗。管道不停輸焊接工藝評定管道不停輸焊接工藝評定13管道不停輸焊接工藝評定管道不停輸焊接工藝評定142、打卡箍法、打卡箍法152、打卡箍法、打卡箍法162、打卡箍法、打卡箍法172、打卡箍法、打卡箍法183、密封劑、密封劑+絲堵堵漏法絲堵堵漏法194、Clock SPring復(fù)合膠帶纏繞法復(fù)合膠帶纏繞法又叫又叫復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)或碳纖維補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)或碳纖維補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。 該技術(shù)該技術(shù)由專用修補(bǔ)劑、樹脂基碳纖維復(fù)合材料和外保護(hù)由專用修補(bǔ)劑、樹脂基碳纖維

9、復(fù)合材料和外保護(hù)層組成，利用手糊成型技術(shù)，將碳纖維片材和環(huán)氧樹脂交互層組成，利用手糊成型技術(shù)，將碳纖維片材和環(huán)氧樹脂交互地鋪層粘結(jié)在一起地鋪層粘結(jié)在一起,形成樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料修補(bǔ)層形成樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料修補(bǔ)層。 樹脂固化后生成碳纖維復(fù)合材料，具有較高的抗拉強(qiáng)度樹脂固化后生成碳纖維復(fù)合材料，具有較高的抗拉強(qiáng)度(纖維片材的抗拉強(qiáng)度纖維片材的抗拉強(qiáng)度3 500 MPa)和彈性模量和彈性模量(纖維片材彈性纖維片材彈性模量模量235 GPa)，它能夠通過專用修補(bǔ)劑和自身與管道的粘接，它能夠通過專用修補(bǔ)劑和自身與管道的粘接力傳遞壓力，分擔(dān)管道內(nèi)壓并限制管道膨脹變形，降低缺陷力傳遞壓力，分擔(dān)管道內(nèi)

10、壓并限制管道膨脹變形，降低缺陷處的拉伸應(yīng)力與應(yīng)變，實現(xiàn)對管道缺陷的補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。處的拉伸應(yīng)力與應(yīng)變，實現(xiàn)對管道缺陷的補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。205、停輸換管、停輸換管傳統(tǒng)作法：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(jìn)行。如天然氣管道傳統(tǒng)過去傳統(tǒng)的做法必須停輸，清空管線后才能進(jìn)行。如天然氣管道傳統(tǒng)換管、聯(lián)頭的方法步驟是：（換管、聯(lián)頭的方法步驟是：（1）管道停輸；（）管道停輸；（2）天然氣放空；（）天然氣放空；（3）氮氣置換天然氣；（氮氣置換天然氣；（4）新舊管道連頭；（）新舊管道連頭；（5）天然氣置換氮氣。）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、如果采用這種傳統(tǒng)換

11、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(jì)損失，還對環(huán)境和天然氣與氮氣的大量浪費及給用戶帶來停產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)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。作停產(chǎn)工作、編制臨時供氣方案。216、不停輸帶壓封堵技術(shù)、不停輸帶壓封堵技術(shù)不停輸帶壓封堵技術(shù)是一種在不停氣帶壓狀態(tài)下進(jìn)行換管、不停輸帶壓封堵技術(shù)是一種在不停氣帶壓狀態(tài)下進(jìn)行換管、開孔、碰口、聯(lián)頭的新工藝。該技術(shù)作為一種先進(jìn)、成熟的開孔、碰口、聯(lián)頭的新工藝。該技術(shù)作為一種先進(jìn)、成熟的技

12、術(shù)，被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)、外在役管道改造中。技術(shù)，被廣泛應(yīng)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(shù)。都可以適用帶壓封堵技術(shù)。22國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀：國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀：不停輸帶壓封堵技術(shù)誕生于不停輸帶壓封堵技術(shù)誕生于1884年，迄今已有年，迄今已有100多年的歷史。在國外，多年的歷史。在國外，該技術(shù)非常成熟，在國際上已得到廣泛應(yīng)用。目前，美國該技術(shù)非常成熟，在國際上已得到廣泛應(yīng)用。目前，美國T.D.Willimosn公司將這一技術(shù)不斷改進(jìn)、完善，并形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，已成為世界上公司將這一技術(shù)

13、不斷改進(jìn)、完善，并形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，已成為世界上典型管道設(shè)備公司代表，并形成了帶壓封堵設(shè)備的系列產(chǎn)品，是世界上規(guī)典型管道設(shè)備公司代表，并形成了帶壓封堵設(shè)備的系列產(chǎn)品，是世界上規(guī)模最大、實力最強(qiáng)、技術(shù)最精的企業(yè)。模最大、實力最強(qiáng)、技術(shù)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)公年。其帶壓開孔封堵專業(yè)公司已發(fā)展到司已發(fā)展到12家。其中廊坊管道局維修搶險中心（簡稱家。其中廊坊管道局維修搶險中心（簡稱MERCO）規(guī)模最）規(guī)模最大，從事不停輸封堵技術(shù)施工已有大，從事不停輸封堵技術(shù)施工已有20多年的歷史。多年的歷史。23該工藝可以不

14、導(dǎo)致運輸中斷、不影響正常生產(chǎn)的狀況下，對管段進(jìn)行維修、該工藝可以不導(dǎo)致運輸中斷、不影響正常生產(chǎn)的狀況下，對管段進(jìn)行維修、搶險、加接旁通管線、更換或加設(shè)閥門儀表、更換管段、站區(qū)改造等。搶險、加接旁通管線、更換或加設(shè)閥門儀表、更換管段、站區(qū)改造等。 用途一：更換一段管道用途一：更換一段管道 24用途二：管線永久性該線用途二：管線永久性該線 25用途三：管道需要加設(shè)閥門等設(shè)備用途三：管道需要加設(shè)閥門等設(shè)備261）技術(shù)原理）技術(shù)原理通過在管道事故段的兩側(cè)架設(shè)旁通管道，從旁通管道內(nèi)側(cè)封通過在管道事故段的兩側(cè)架設(shè)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堵在用管道，使輸

15、送介質(zhì)流經(jīng)旁通管道的方法來完成不停輸換管。換管。27開孔機(jī)開孔機(jī)282）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件292）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件三通三通302）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件夾板閥夾板閥312）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件封堵器封堵器322）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件盤式封堵頭盤式封堵頭332）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件可折疊式盤可折疊式盤式封堵頭式封堵頭342）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件管道盤式封堵頭管道盤式封堵頭適用于管道標(biāo)準(zhǔn)而且管道內(nèi)壁沒有結(jié)垢、腐適用于管道標(biāo)準(zhǔn)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、成品油的長輸蝕的長輸管道，大多用于輸送

16、石油、天然氣、成品油的長輸管道，以及管道的搶修工作管道，以及管道的搶修工作，具有封堵嚴(yán)密、承壓高、施工，具有封堵嚴(yán)密、承壓高、施工快的特點?？斓奶攸c。 352）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件筒式封堵頭筒式封堵頭362）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件筒式封堵頭施工現(xiàn)場筒式封堵頭施工現(xiàn)場372）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件管道筒式封堵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。該工藝具有封堵嚴(yán)密，不受管道年限的限制。有封堵嚴(yán)密，不受管道年限的限制。 38

17、2）主要設(shè)備和配件）主要設(shè)備和配件應(yīng)用于低壓的管道封堵。應(yīng)用于低壓的管道封堵。 封堵囊封堵囊393）不停輸換管作業(yè)程序）不停輸換管作業(yè)程序 當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸氣管道出現(xiàn)泄漏事故而急需搶修時，調(diào)度部門要及當(dāng)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(hù)現(xiàn)場，疏散周圍居民，方圓時通知管理部門保護(hù)現(xiàn)場，疏散周圍居民，方圓50m范圍內(nèi)范圍內(nèi)嚴(yán)防明火，組織搶修人員及施工機(jī)具。同時，對事故管道采嚴(yán)防明火，組織搶修人員及施工機(jī)具。同時，對事故管道采取增大用氣量、減少進(jìn)氣量、調(diào)整泄漏點上游截斷閥開度等取增大用氣量、減少進(jìn)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降壓運行措施

18、，使管道壓力盡量保持在0.4MPa以下，然后按以下，然后按以下程序進(jìn)行操作：以下程序進(jìn)行操作：403）不停輸換管作業(yè)程序）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。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(jìn)行預(yù)處根據(jù)管道破裂情況，采用合適的方法對泄漏點進(jìn)行預(yù)處理，防止天然氣外漏。理，防止天然氣外漏?，F(xiàn)場一般選用提前預(yù)制好的管道卡箍現(xiàn)場一般選用提前預(yù)制好的管道卡箍對泄漏點進(jìn)行打卡處理。對泄漏點進(jìn)行打卡處理。檢查預(yù)處理措施是否得當(dāng)，泄漏點檢查預(yù)處理措施是否得當(dāng)，泄漏點有無大量天然氣泄漏，若有，則應(yīng)調(diào)整預(yù)處理方案。有無大量天然

19、氣泄漏，若有，則應(yīng)調(diào)整預(yù)處理方案。413）不停輸換管作業(yè)程序）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。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。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，一般比換管長度長長度長4m。423）不停輸換管作業(yè)程序）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。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。開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。(3)封堵準(zhǔn)備。封堵準(zhǔn)備。 檢查開孔機(jī)、封

20、堵機(jī)、堵孔機(jī)、切管機(jī)、液壓站、發(fā)電機(jī)及相關(guān)車檢查開孔機(jī)、封堵機(jī)、堵孔機(jī)、切管機(jī)、液壓站、發(fā)電機(jī)及相關(guān)車輛的準(zhǔn)備情況，并進(jìn)行調(diào)試。檢查各類輔助材料輛的準(zhǔn)備情況，并進(jìn)行調(diào)試。檢查各類輔助材料(對開三通、異徑三通、對開三通、異徑三通、均衡器、夾板閥均衡器、夾板閥)是否備齊，夾板閥是否開關(guān)到位、操作是否靈活。確定是否備齊，夾板閥是否開關(guān)到位、操作是否靈活。確定封堵位置，焊接預(yù)制件，并檢查焊接是否合格。安裝夾板閥、開孔機(jī)，并封堵位置，焊接預(yù)制件，并檢查焊接是否合格。安裝夾板閥、開孔機(jī)，并進(jìn)行調(diào)試。進(jìn)行調(diào)試。433）不停輸換管作業(yè)程序）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。

21、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。開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。(3)封堵準(zhǔn)備。封堵準(zhǔn)備。(4)帶壓開孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。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。操作距離。443）不停輸換管作業(yè)程序）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。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。開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。(3)封堵準(zhǔn)備。封堵準(zhǔn)備。(4)帶壓開孔，主要包

22、括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。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。旁路管道投用。 在開孔的同時，組織技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行旁路管在開孔的同時，組織技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行旁路管道的預(yù)制、焊接，其規(guī)格可視管道的流量而定。開孔結(jié)束后，道的預(yù)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。連接旁路管道至旁路孔并投運。453）不停輸換管作業(yè)程序）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。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。開挖帶壓開孔、封堵作業(yè)坑道。(3)封堵準(zhǔn)備。封堵準(zhǔn)備。(4)帶壓開孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。帶壓開孔，主要包括旁路孔、封堵孔