潘蛟

中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司

摘要：為降低油氣管道動火連頭作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省投資，在某輸油管道維修改造中，采用了“單側(cè)封堵+氣囊隔離”工藝，巧妙利用常用管件三通下隔離囊，完成了換管作業(yè)。改造后的管件三通具有實(shí)用性強(qiáng)、安全性高、操作簡單、施工便捷、節(jié)約成本、提升焊接質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于城鎮(zhèn)燃?xì)獯胃邏汗芫�、成品油管線動火連頭中。

關(guān)鍵詞：動火連頭；管件三通；下囊隔離；安全性

某輸油公司在役成品油管線在一處鋼結(jié)構(gòu)制造廠附近，受土壤酸堿度、雜散電流等因素影響，造成155米管段較為嚴(yán)重的外腐蝕，為消除管段腐蝕穿孔風(fēng)險(xiǎn)，需對腐蝕管段進(jìn)行更換。該輸油管道全長18.8公里，設(shè)計(jì)壓力6.4 Mpa，全線高程差265米，腐蝕管段距離輸油首站約1.8公里，距離全線最高點(diǎn)約5.2公里，為降低新舊管線動火連頭安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省投資，經(jīng)方案對比論證，決定在停輸狀態(tài)下，采用“單側(cè)封堵+氣囊隔離”工藝完成換管作業(yè)。

1  “單側(cè)封堵+氣囊隔離”施工工藝

該工藝是在輸油管道停輸狀態(tài)下，打開油庫出站閥門，利用油品靜壓進(jìn)行泄壓回油，隨后關(guān)閉1號閥室閥門，從碼頭油庫啟動真空泵充分回油，待管道內(nèi)壓力穩(wěn)定后，進(jìn)行下封堵作業(yè)并關(guān)閉油庫出站閥門，通過封堵端2寸平衡孔安裝無泵排油裝置，一邊注氮一邊排出低點(diǎn)殘油，最后檢測管內(nèi)油氣濃度，合格后進(jìn)行機(jī)械斷管作業(yè)。在動火連頭時(shí)，因動火連頭上游點(diǎn)（靠近油庫端）為常壓，存在管壁殘油揮發(fā)，導(dǎo)致油氣濃度增大的風(fēng)險(xiǎn)，為縮短工期、節(jié)約成本，可通過巧妙應(yīng)用管件三通，加裝氮?dú)饽业姆绞竭M(jìn)行動火隔離。連頭點(diǎn)下游因高程差較大、地勢起伏等原因，所以采用了封堵隔離。

2  動火隔離常用工藝

在油氣管道運(yùn)行中，會有更換管段、接駁、增加閥門、場站改造等需求，可在停輸或不停輸狀態(tài)下完成管道動火連頭作業(yè)。為確保動火連頭安全，會采取工藝截?cái)喾绞竭M(jìn)行介質(zhì)隔離，通常采用閥門、封堵、隔離囊（球）、盲板、黃油墻等方式將易燃易爆介質(zhì)（包括LNG、原油、成品油、天然氣以及其他可燃?xì)怏w）以及其他有害氣體與動火作業(yè)區(qū)域進(jìn)行有效隔斷（圖 1）。動火連頭作業(yè)參照的主要規(guī)范有GB/T 28055―2023《鋼質(zhì)管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范》、QSYGD 0309―2018《油氣管道動火規(guī)范》等。

圖 1 更換管段工藝示意圖

不停輸帶壓封堵，是在不影響介質(zhì)正常輸送的狀態(tài)下，帶壓焊接旁通三通、封堵三通、下囊三通、平衡短節(jié)并帶壓開孔，導(dǎo)通旁通管線后，完成帶壓封堵作業(yè)。在排空封堵段介質(zhì)后，氮?dú)庵脫Q改造管段可燃?xì)怏w，通過下囊三通放置隔離氣囊，起到多重保護(hù)作用。隨著封堵工藝升級，液壓主動封堵、雙級密封封堵技術(shù)得到應(yīng)用，減少了下囊隔離步驟。

對于可停輸?shù)挠蜌夤艿�，大多通過閥門、隔離囊（球）、盲板、黃油墻實(shí)現(xiàn)油氣濃度隔離，但施工中會出現(xiàn)動火連頭點(diǎn)上下游閥門泄漏，放置隔離囊（球）需要焊接下囊三通并開下囊孔，盲板隔離后會存在法蘭連接，高溫下黃油墻有融化坍塌的風(fēng)險(xiǎn)等問題。

3  管件三通應(yīng)用

管件三通在油氣管道動火連頭中的應(yīng)用，是對常規(guī)的隔離囊應(yīng)用的創(chuàng)新，減少了在管線上焊接下囊三通和開孔的步驟，實(shí)現(xiàn)了氣囊隔離的目的，有效把控動火連頭焊口的質(zhì)量，提升了動火連頭作業(yè)的安全性。

動火連頭所用的三通為管道接駁常用的管件（圖 2），通過在三通一端內(nèi)側(cè)焊接一片螺栓孔為內(nèi)絲的法蘭，并配置一片高溫密封墊片和一片盲板，再安裝螺栓固定法蘭與盲板，為焊接封頭創(chuàng)造隔離條件。

圖 2 三通動火連頭現(xiàn)場應(yīng)用

在油氣管道機(jī)械斷管后打磨管口前，距離舊管線管口適當(dāng)位置放置一個與管徑相匹配的氮?dú)飧綦x囊，隔離囊的充氣壓力不小于0.02 MPa。檢測油氣濃度和氧含量合格后，預(yù)制三通與舊管線對接口，在組對焊接作業(yè)過程中應(yīng)進(jìn)行油氣濃度和含氧量實(shí)時(shí)監(jiān)測，每次間隔時(shí)間不大于10分鐘。

動火連頭一般采用氬電聯(lián)焊工藝，可通過三通法蘭端觀察連頭口根焊質(zhì)量。當(dāng)完成舊管線與三通連頭口后，組對新管線與三通對接口。若新管線一端明顯出現(xiàn)過堂風(fēng)、積液及含氧量不達(dá)標(biāo)等情況時(shí)，仍可通過三通法蘭端放置氮?dú)飧綦x氣囊。

完成管道動火連頭后，從三通法蘭端撤出隔離氣囊，安裝耐高溫密封墊片，加裝盲板，焊接對應(yīng)的封頭。為避免因橫焊造成焊接熔池受重力影響而下墜，影響射線探傷的準(zhǔn)確性，可在安裝三通時(shí)，將法蘭端放置于側(cè)向位。

對于需要清管檢測的油氣管道，應(yīng)選擇清管三通。對于大口徑管道動火連頭，可選擇異徑三通，通過小口徑段安裝和撤出氮?dú)飧綦x囊。

4  結(jié)語

對于油氣管道動火連頭作業(yè)，改造后的常用管件三通具有實(shí)用性強(qiáng)、安全性高、操作簡單、施工便捷、節(jié)約成本、提升焊接質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于城鎮(zhèn)燃?xì)獯胃邏汗芫�、成品油管線動火連頭作業(yè)。但管件三通在改進(jìn)封堵工藝的同時(shí)，增加了一個封頭焊接的工作量，增多了一道焊縫。油氣管道企業(yè)可結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際合理選擇。

作者簡介：潘蛟，1984年生，工程師、一級建造師，就職于中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司，從事油氣管道應(yīng)急搶險(xiǎn)、帶壓開孔封堵技術(shù)工作15年，聯(lián)系方式：15902879988，277285416@qq.com。