长输管道换管抢修施工工艺

姜斌 胜利石油化工建设有限责任公司

长输管道换管抢修施工工艺

姜斌 胜利石油化工建设有限责任公司

不停输带压封堵换管技术及停输换管抢修技术两种施工方法各有利弊，在进行天然气换管抢修施工前首先要分析待抢修段长输管道地域的自然条件、储运介质有害因素、环境危险有害因素以及业主生产运行情况，根据不同的现场条件，综合安全、技术及经济等因素，选择最恰当的方式进行换管施工，可以有效提高抢修效率，节约施工成本。同时抢修部门还应具备良好的施工技术，合理的组织分工，完善的QHSE管理方法，以及完备的前期准备，在保质保量完成抢维修施工任务的前提下，减少施工成本，降低施工风险。

长输管道；抢修；换管施工；不停输带压封堵；氮气置换

前言

某天然气管道工程管径Ø508mm×11.9mm，设计压力7.5MPa，管道正常运行压力6.5MPa，沿途经8个乡镇居民密集生活区。2009年8月12日因当地村民在作业带内盲目取土，造成管道在109m范围内出现15处严重变形，部分受损管道内凹深度达20mm，直接危及到管道的安全运行。破损管段为某村人口密集区，周边不足30m内有数十家商户及住户，属于一级动火作业区域，该管道受损段上游3km处为截断阀室A，下游4km处有截断放空阀B。管道输配气流程见图1。

为保证管道安全稳定运行，需及时对变形管段进行换管抢修施工。

图1 管道输配气流程

1 施工方案

目前常用的换管抢修方法有不停输带压封堵换管技术和停输换管抢修技术，这两种方法各有利弊。停输换管抢修技术是将待作业段内天然气放空，在进行氮气置换施工后，实施改造或维抢修作业。这种施工方法对于高压管道抢修风险较小，对设备及施工技术要求较低，但可能因管道的停输对下游用户造成影响，同时又会损失大量的天然气，造成一定的经济损失。不停输换管法时间短、速度快，整个施工过程是在管线不停输情况下进行，不影响对下游用户的供气，同时又避免因作业段管道内天然气的放空造成浪费，但是这种施工方法对设备及施工技术要求较高，在对高压天然气管道抢修时安全隐患较大，抢修作业完成后，管道仍残留其他管件，给完工后的管道防腐作业带来极大不便，同时也留下了泄漏隐患。

本处抢修基于安全、经济、技术及对下游用户的影响等因素综合考虑，选用停输换管法进行破损段的换管施工。

2 停输换管法

（1）管段放空及氮气置换。首先关闭A、B切断阀并上锁，同时打开B阀门放空阀进行管道内天然气放空。当管道内压力降为常压时，打开A阀室预留阀门作为氮气注入口，进行氮气置换施工，打开B预留阀门，使用可燃气体探测仪对阀门出口进行定时检测，检测频率为5min/次。当连续检测3次可燃气体浓度均低于爆炸下限的1%，停止注氮，关闭阀门，氮气置换施工结束。

（2）施工段管沟开挖及管道预制。在进行放空及氮气置换的同时，进行测量放线、管沟开挖及更换管道的预制施工。作业坑开挖之前首先用可燃气体探测仪测量抢修段管道周边及坑内天然气的浓度，确定可燃气体浓度低于1%的安全要求时，方可进行作业坑开挖。为保证施工安全，避免施工时再次破坏管道，先进行换管处的管线人工开挖清理，再用机械进行管沟拓宽。开挖时做好放坡及支护，作业坑内预留好逃生通道。因受损管段在109m范围内受损达15处，为缩短施工工期，决定对109m受损管道进行一次性更换。在原管道上标记需更换管道的位置并精确测量更换长度，根据更换长度进行管段预制。

（3）管道切割。在确认已全部完成氮气置换程序之后开始进行管道切割施工。在管道切割前再次对操作坑内及管道受损处用可燃气体探测仪和含氧检测仪进行检测，确认安全后，在进行切管作业。对已标定好的位置剥离防腐层及割口位置划线定位，使用冷切割机进行管道切割。

（4）受损管道更换。将预制好的管段吊装至管道更换处，按照焊接工艺规程所要求的焊接材料及焊接参数进行焊接施工。

（5）焊口检测。根据《油气长输管道工程施工及验收规范 （GB50369-2006）》，未经试压的管道碰死口焊缝，应进行100%超声波检测和射线检测，管道连头的焊口经目测检验合格，待自然冷却后进行X光射线探伤及超声波探伤。当探伤评定等级满足设计要求之后进行管道防腐补口施工。

（6）管道防腐补口、电火花检漏。确认焊口合格后进行防腐补口施工。防腐补口施工应严格按照施工规范进行，防腐补口完毕进行电火花检漏。

（7）A、B阀之间管道天然气置换氮气，管线升压及管沟回填。管道抢修完毕后对A、B阀之间管道进行天然气置换氮气施工并升压。首先缓慢打开A阀室截断阀门，打开B放空阀门，进行气体置换。在放空阀门每间隔10min检测1次可燃气体浓度，当检测到混气头时，每间隔5min检测1次可燃气体浓度，当连续检测3次可燃气体浓度为100%时关闭放空阀门。再次使用可燃气体探测仪对换管处进行探测，确认无泄漏后进行管沟回填。当A、B阀之间管道压力接近其他系统压力时缓慢打开B截断阀门，至此整个施工过程结束。

3 注意事项

（1）施工前应办理动火报告，现场配备足够的消防设置，施工区域周围50m范围外拉设警戒线。

（2）管道采用冷切割机进行切割，不允许采用乙炔等带有明火的切割方式。切割机操作人员必须戴好空气呼吸器。

（3）在进行X射线及超声波检测施工中，除探伤施工专业人员外，均应撤到安全距离之外。

4 结语

不停输带压封堵换管技术及停输换管抢修技术两种施工方法各有利弊，在进行天然气换管抢修施工前首先要分析待抢修段长输管道地域的自然条件、储运介质有害因素、环境危险有害因素以及业主生产运行情况，根据不同的现场条件，综合安全、技术及经济等因素，选择最恰当的方式进行换管施工可有效提高抢修效率，节约施工成本。但无论选择何种施工工艺都应严格控制施工质量及进度。同时抢修部门还应具备良好的施工技术，合理的组织分工，完善的QHSE管理方法及完备前期准备，针对管道自身及周边环境的不同制定不同的应对措施，在保质保量完成抢维修施工任务的前提下，减少施工成本，降低施工风险。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.043

（栏目主持 焦晓梅）