浅谈带压开孔的应用及操作步骤

宋新军 杨翼

摘 要：随着长输天然气管道的长足发展，原有的部分输气管道不能满足工作需求，需要改扩建施工。在施工中最常进行的是，在主管上增加支管设施即为动火作业。但是动火作业需要停输管网，并对施工段进行截断和放空，不仅增加企业的施工成本，还会对周围的居民造成一定影响。本文详细阐述了带压开孔的方法，为小口径施工提供详细、安全更优质施工方案。

关键词：天然气管道；管道开孔；带压开孔；降本增效

1.天然气管道扩改建现状分析

在天然气管线以及装置改扩建施工中，涉及到新旧管线连头、增加旁通支路等作业。此类管线打开及动火作业为了保证施工的安全，都需要对管网进行停输，切断施工段阀门，然后放空所有天然气，使用氮气吹扫置换管线，确保作业区无天然气后，方能进行动火施工，以此来保障施工过程中的作业安全。这种方法以管网停输、放空气体为前提，企业不但会因停输与放空造成巨大的经济损失，巨量的放空天然气对当地环境产生影响。

带压封堵两端气体然后动火施工，这一施工方法的出现解决了以上的问题，然而管封堵操作较为复杂，且精度要求高会产生庞大的封堵及施工费用，因此只适用比较大的施工。小规模的改扩增施工，如在干线加设取压点，增设气压检测压力表、远传信号检测点等，此时采用不停输带压开孔这一技术方法，既能够做到保证管网正常输气生产运行，降低停输的损失，提高施工效率，还确保了作业过程中的生产安全。

2.帶压开孔的优势与适用性

带压开孔的优势主要体现在不需要进行停气作业，增加了作业的灵活性，减少施工步骤提高了工作效率。由于气体被完全隔离，所以在焊接作业过程中不会接触到天然气，最大程度保护了操作人员的人身安全。零天然气放空，也保证了企业的经济效益不受到损失。

带压开孔有动力式和手动式两种方法。动力式主要适用于大口径管线，这种管线输气量大、管壁厚，因此需要适配液压动力源和传动机械做为动力输出；手动式主要适用于DN100mm以下的管线，以人力摇动开孔机手柄主轴下移实现开孔。

本文以阀室干线支路压力8mpa增添压力取压点施工为例，详细介绍了具体的施工步骤、开孔作业中常见问题、处理方法以及注意事项，为大家在以后的工作中提供参考。

3.带压开孔作业步骤

3.1准备工作

确定开孔位置，使用脱漆剂、钢丝刷等工具去掉开孔区域附近表面油污、油漆、锈迹。表面清理干净后，使用管道壁厚测量仪器，测量开孔管线壁厚，认真记录并留存测量数据。依据公式p=

P—管道允许带压施焊的最大压力，单位为兆帕MPa

—管材的最小屈服极限，单位为兆帕MPa

t—焊接处管道实际壁厚，单位为毫米（mm）

c—壁厚修正量，单位为毫米（mm）（通常取2.4mm）

D—管道外径，单位为毫米（mm）

F—安全系数（原油、成品油管道取0.6，天然气管道取0.5）

计算管道允许的施焊最大压力，如果管道允许实焊压力大于管道运行最大压力，则证明带压实焊可行，小于管道运行最大压力则不能焊接。

3.2焊接对开三通管

准备工作完成后，将预制好的对开三通组件放置在开孔位置，找正点焊将其初步固定。点焊固定好三通组件后，需要焊接前预热（焊接周围300mm范围内），冬季预热温度一般在150～200℃，夏季预热温度一般在100～150℃左右。预热后使用石棉布保温并起到保护邻近阀门、管道的作用。焊接前焊条需要烘干，焊接时温度控制在360℃-400℃之间。三通件焊接完成后，焊接加强圈，并做焊件保温处理。

3.3封堵试验

三通管焊接完成后需要对其进行封堵强度试验。试验前，需要确认封堵头丝头与封堵短接上的封堵内丝螺纹表面光滑。在三通组件上安装开孔阀门、封堵机即可开始封堵试验。试验时，摇动手柄，使主轴向下旋转移动，直到封堵丝头到位成功。检验封堵丝头封堵到位后，详细记录封堵试验过程中的技术参数、尺寸、主轴进刀量，退刀量等各项数据.封堵稳压试验十分重要，它可以为开孔后封堵工作是否成功提供数据依据。

3.4组件承压试验

封堵试验完成后，取下封堵机，在球阀上装上短接、管帽，然后安装压力平衡阀组，对组件以及管线上三通焊道进行强度试验。试验时首先打开阀组进口软管阀门，注入洁净的水，启动打压机进行打压。本次试验压力应为工作压力的1.25倍，即10MPA，稳压15分钟后观察焊道管材、护板、管帽有无渗漏，确认无渗漏后，压降至工作压力继续稳压观察15分钟。升压过程要平缓，总体分为三步：第一步，升压到试验压力的三分之一（约3.3MPA），稳压5分钟；第二步，继续升压至试验压力的三分之二（约6.6MPA），稳压5分钟；第三步，升压至试验压力（10MPA）稳压15分钟。

3.5带压开孔

组件承压试验合格后，将试验用水排净，检查开孔钻是否锋利完好。开孔球阀、开孔机安装在三通上，确认紧固开始开孔。开孔时顺时针摇动开孔机手柄，使主轴向下进给，等到开孔机钻头下降到开孔管壁管顶时（可感受到阻力加强），继续转动十几圈，然后停止操作逆时针转动手柄提起主轴，卸下开孔机观察钻头在管顶位置，判断开孔钻头与三通件管壁是否在同一垂直度。合格后，重新安装开孔机、平衡阀组，打开平衡阀组阀门，启动打压泵，升压到管网内压力开始开孔。

主轴进刀有气动进刀和手动进刀两种形式，无论选择哪种方式都应缓慢进行。当管壁钻通后，应减缓进刀速度，因为此时是最容易损坏钻头刃角。当感觉进刀完全没有阻力时，用铜棒轻敲几下三通组件，以防止铁屑阻塞平衡阀组及泄放阀。

然后，使用开孔机上的快速提升装置使主轴匀速升起，当主轴上钻头顶端超过开孔球阀时（保证球阀可以自由关闭）关闭球阀，缓慢打开平衡阀组泄放阀，观察平衡阀组上的压力表，使用气体检测仪检测气体含量。当检测到天然气时，表明主管与阀组完全相通，开孔成功。

3.6带压封堵

检查封堵丝堵丝扣螺纹平整光滑，密封完好，连接丝扣上的生料带要缠绕饱满，以防封堵时泄漏。准备完成后依次安装封堵机、平衡阀组，缓慢打开封堵机上的压力平衡阀组缓慢升压到管网压力。待压力平衡时关闭平衡阀门，打开球阀，开始封堵操作。顺时针摇动手柄，主轴螺旋下移，封堵头完全下到封堵位置时，停止操作。比对3.3封堵稳压试验时记录下来的主轴进刀尺寸等技术参数，判断封堵是否到位。

封堵到位后，缓慢打开平衡阀组泄放阀，泄放压力，观察压力表压力，直到表显示压力为零，证明封堵成功，拆除封堵机，开孔球阀，安装三通管封堵帽并旋紧。

封堵完成后，再次进行泄露检测。确定无泄漏后，及时对三通各部分进行防腐处理，防腐标准与原管线施工标准应相符。

4.带压开孔及封堵的注意事项

a.三通组件焊接完毕后，开孔前要仔细检查开孔钻头以及各处密封情况，然后模拟开孔后的开孔球阀的开关情况，避免开孔后钻头过长，无法关闭开孔球阀。

b.管线开孔前，要检查开孔短节与开孔机钻头的轴线，防止出现偏心导致开孔孔心不正，影响封堵工作。

c.开孔时要让开孔机的进刀量控制在10mm/30min范围内。

d.封堵头在开孔前需要确认丝扣没有断丝，乱丝和毛刺，旋紧封堵头过程流畅，咬合完好。

e.封堵不严时，应根据泄漏量大小判断封堵是否失效。确认失效后，开孔球阀不能取下，应在球阀外端增加封堵头和封帽处理。确保安全且泄露量细微时可打开球阀1/5，使用内窥镜探头伸到球阀前端观察丝堵配合状态，确认无断扣，不歪斜时，方可拆除阀门，用扳手拧紧丝扣，上紧管帽。

结束语：带压开孔操作相对简单，使用的人力物力远低于常规的完全放空法以及封堵法。不仅如此，带压开孔需求的工器具也相对易于掌握，放宽了对于操作人员技术水平要求，因此具有很强的应用前景以及推广价值。尤其对于生产规模较小，管线较细的施工作业，使用带压开孔可以降低企业施工成本，实现降本增效安全生产的目的。