长输管线干线动火碰头施工工法

1、长输管线干线动火碰头施工工法1工法特点1.1本工法在传统上动火施工流程的基础上，增加“油气隔离囊封堵”重要程序。1.2采用“油气隔离囊封堵技术”，解除了由于封堵不严介质溢流对动火碰头施工带来的致命的安全隐患；摆脱了环境温度、作业时间等因素对动火施工束缚；由于油气隔离囊能够承受一定压力，起到保护黄油强的严密性与完整性的作用。1.3采用“集中预制、集中开孔”的方法，简化施工流程，优化资源配备。2适用范围本工法适用于动火作业区域两侧已实现封堵前提下的管径为DN300DN1000的长输管道干线与站内管网的动火碰头施工。3 工艺原理4.1术语解释动火：在输油管道易燃易爆危险区域或在管道、输油设备上进行的

2、焊接施工作业。油气隔离囊：为了确保动火点油气隔离的严密性，防止黄油墙坍塌引发的油气泄漏，在砌筑黄油墙前设一个同等管径的封堵气囊，称为油气隔离囊。平衡孔：为防止外界环境气温或其他因素影响致使油气封闭空间发生膨胀或收缩，在压力管道上所开设的功能孔又名进气孔。引流孔：为了防止封堵不严，预先在压力管道上开的功能孔，以便随时观察和紧急抽油，该孔称为引流孔。3.2原理内容在动火区域两侧已实现封堵的前提下，在封堵点与动火点之间设置充满惰性气体的带压囊体即油气隔离囊，使得囊的外表与管内壁紧密接触切断介质与动火点之间的接触，利用黄油墙承受由油气隔离囊穿递过来的管道的轴向推力，从而实现阻隔油气的目的。与此同时，在

3、油气隔离囊外侧设置引流孔及平衡孔，以防止封堵不严溢流及温度、压力等因素对动火碰头施工所造成的影响。动火施工原理图工艺原理图4 施工工艺流程及操作要点4.1工艺流程施工准备现场预制动火工艺操作动火施工恢复输油系统4.2操作要点4.2.1施工准备1）动火施工区域应设立安全警示标志、安全围栏和风向标，摆放安全警示牌、区域提示牌、制作标志杆、工程展示牌，现场应列出施工工序大表。2）在现场条件允许的情况下，动火作业坑的底部宽度为沿管道两侧各2.0m，长度根据现场实际动火碰头的距离确定。3）排油作业坑的大小应根据现场的实际开孔数量确定，其底部最小宽度为：W=D+K式中：W-坑底最小宽度，m；D-管道外径，

4、m；K-坑底加宽系数，K=2.5m。4）两作业坑四周应留出1.5m宽的安全通道，安全通道上不应摆放任何施工机具、物件，两侧留有坡度不大于30°的安全踏步，宽度应不小于1m。5）作业坑内应设置排水坑，四周应根据需要加装安全防护措施。6）场地平整包括指挥部、施工车辆停车场、施工便道等。7）动火前施工现场机具摆放应规整合理，施工车辆、消防车、油槽车提前就位，并停放在上风向。8）进入现场的施工机具，应提前安装就位并进行检查，并对动火施工机具、设备进行完好性确认并试运转。4.2.2现场预制1）采用“集中预制、集中开孔”的方法进行现场的预制开孔作业。动火前应提前将动火点的连接管线、管件进行测量和

5、预制，降低动火当天的工作量和工作难度。在工艺条件允许情况下，宜将所有封堵孔、排油孔、平衡孔、引流孔等开完。2）法兰短接的检查与焊接（1）将法兰短节总成解体检查。用六角板手检查锁环螺栓是否灵活好用，锁环是否能全部收到锁环槽内；并将法兰短节表面擦拭干净；堵孔对号作好标记。（2）将每个法兰短节与其封堵孔塞堵对号作好标记。（3）彻底清除即将开孔、维修管道上的防腐层、底漆和污物等。（4）法兰短节焊接。a 法兰准备1）法兰短节的材质应符合有关规定，一般应选用20#钢或15MnII级锻件。该管件的设计压力应与管道的设计压力等级相等。2）对于压力管道的不停输焊接，焊接时管线的运转压力应不高于其允许的最高压力。

6、3）管道开工处采用等面积补强板材质应与管道材质相同，允许用管材作鞍状补强板，并将鞍板顶部一分为二，其坡口形式如下：b法兰短节的安装1）安装在管道上的法兰短节，其管件的轴线应与管道轴线相交，该管件必须与管道垂直，即法兰短节端面与管顶的平行度允差不超过1.5mm。2）在法兰短节与管道表面之间1.53.0mm的均匀间隙，如下图所示。以便于安装，可用线型垫塞入以保证间隙均匀适当，但在点焊后应将该垫拆除。如果与管道有偏差，可打磨管件以满足安装要求。c 焊接1）法兰短节在管道上采用内外焊。2）法兰短节及补强板的焊接顺序i 先完成法兰短节（与管道）的内焊缝，为避免开孔时发生困难，内焊缝尺寸应控制在4mm&#

7、215;5mm（宽×高）。ii 再完成法兰短节（与管道）的外焊缝，要将坡口焊透并填满。d 焊缝检查与试验1）经直观检查，焊缝不允许存在焊接裂纹、夹渣和咬边。2）应用手提式布氏硬度计测取焊缝的布氏硬度，最大值为2153）法兰短接焊接完成后（包括补强板），再将O型密封圈装到法兰端面的密封槽内，并进行水压试验。其试验压力值等于所在管段当时运行压力的1.25倍。e 夹板阀安装1）夹板阀安装前，应检查其阀杆、连通阀是否灵活；检查O型橡胶密封圈是否变形、老化、缺损等。2）夹板阀在法兰短节上安装就位时，应确认上下止口吻合后，均匀地连接好阀体上的螺栓。在夹板阀的上夹板体安装好O型密封圈、放空阀、压力

8、表和排油弯管。关闭放空阀，在管道开孔前，平衡阀应处于安全状态。3）夹板阀进行承压开启操作前，应通过连通阀的开启来平衡阀体上下腔压力平衡后，顺时针转动手摇把，打开夹板；关闭时，逆时针转动手摇把，使夹板回关闭位置，然后顺时针转动六角扳手，关闭连通阀。f 管道带压开孔1）开孔机得地面检查：检查孔的丝杠及转动机构是否灵活，开孔机上的放空阀应关闭；检查筒刀，中心钻及U形槽是否完好；顺时针转动手轮，将筒刀提到最高位置。2）将开孔机吊装到夹板阀上，均匀的拧紧法兰螺栓。接通电源，检查电机正反转。不同管径、壁厚的理论切削深度如下表：表1 不同管径、壁厚的理论切削深度 单位为mm管径*壁厚720*9720*863

9、0*8529*8426*7377*7开孔直径293293293293200200理论切削深度41.039.945.254.033.028.53）开孔操作时，手轮转动要均匀连续，从中心钻开始切削管壁，孔开通为止，时间以20min左右为宜。空开通后，将丝杠转到最低位置，反复转动手轮几次，以保证弧板完全被切下。4）开孔完成后，切断开孔机电源。顺时针转动手轮，手轮达到最高位置后，关闭夹板阀，并利用夹板阀的内螺纹截止阀泄放开孔机腔体内的压力和残夜，然后卸、吊下开孔机。5）利用手动开孔钻，DN100引流孔和DN50进气孔。4.2.3动火操作工艺在动火前，由业主单位负责根据现场的施工要求，进行相关的输量、压

10、力调整操作。4.2.4动火施工1）封堵严密性确认利用封堵区得排油孔进行少量排油，通过封堵区的压力表观察排油后该区域管段压力是否明显下降，在观察封堵区两侧的压力表显示是否下降。认为封堵区域的压力明显下降而不会重新上升，同时封堵区两侧的压力没有下降即认为封堵成功。2）排油、进行作业（1）隔离排油在允许停输时间较短，要求尽快完成排油作业，可采取增设内侧囊式封堵的方式，隔离动火区域与中间废弃区域的油气空间，以减少动火区的排油量，达到快速具备切管、焊接动火条件。排油时打开预先开好的进气孔。（2）集中排油在废弃管段上位置较低且易于排油作业的管段区域，集中排油泵，采用一点或多点排油的方式，在最短的时间内尽量

11、排尽管内油品。（3）引流孔排油引流孔设置在封堵点（阀门）和油气隔离囊（动火点）之间，设专人观察，一旦需要引流时，将插入管插入到管底，启动排油泵抽油。引流孔也可以作为隔离管段的排油孔排油。（4）平衡孔进气平衡孔设置在囊的外侧或其它需要压力平衡位置，平衡孔设专人监护随时保证通畅。当平衡孔距离动火点较近时，应将其连接胶管引至动火点的下风向合适位置。3）切管（1）切管时应事先在管道上画好同轴圆线，保证允裕的切口缝隙，防止切管后夹刀。（2）当被切管段高差起伏或预计切管后应力释放较大时，增加刀口数量。4）油气隔离（1）油气隔离应根据现场气温和位置空间等实际条件，采取砌筑黄油墙、安装油气隔离囊的方式来进行，

12、黄油墙与管道切刀的距离不小于200mm，黄油墙应紧贴油气隔离囊来砌筑，之间不应有空隙。（2）油气隔离囊在安装前应进行试压，安装后囊的充气压力为0.1MPa，充气介质采用氮气。（3）油气隔离囊在安装完毕后，在囊外侧按规定砌筑黄油墙。黄油和滑石粉比例为1:2.5，并应均匀搅拌，黄油墙应保证足够的强度和厚度，黄油墙顶部的厚度不小于管道直径。（4）黄油墙砌筑完毕后，应用可燃气体报警仪进行油气浓度检测，合格后方可进行修口作业。在组对焊接作业前进行油气浓度复测，油气浓度现场检测指标应低于爆炸下限的25%，合格后方可施焊。5）组对焊接对于改线动火工程，组对焊接时应先焊接废弃管段的封闭盲板，再组对焊接待投用的

13、管线，相连通的管道动火施工时不应同时进行动火作业。组对焊接作业采用下向焊接工艺，按照ST/T6516执行或SY/T4071执行。6）防腐保温开孔短节、封堵三通、动火管段的防腐保温按照SY/T5918等相关标准执行。4.2.5恢复系统输油1）撤封堵：动火碰头结束后，按照动火工艺系统进行安排撤出封堵。2）充油排气：向新建管段内充油时应先固定好排气管，再开排气阀门，向污油坑中排放油气，见油后关闭排气阀门。3）恢复输油：排期结束后，安排系统恢复输油。5材料与设备5.1材料序号名称数量单位备注1610封堵囊6 个2711封堵囊6个3开孔短节8个4阀门8个5污油袋30个6封堵三通4个7黄油泥若干现场情况而

14、定5.2设备序号名称规格型号数量备注1发电机80KW4台发电2动力配电盘4台配电3电焊机16台焊接4焊条烘干箱4台烘干5手动开孔机DN100、DN504台焊接6吊车25t2台吊装7吊车16t28吊车8t29罗茨泵DN802排油10液压切管机DN7005切管11液压切管站5切管12气焊工具4套开孔13开孔钻DN100、DN50开孔14开孔机4台开孔15堵孔机4台堵孔16堵孔器液压站DN7002台动力17试压泵2台试压18货车10t3辆19货车27t4辆20客车2辆21指挥车2辆22灭火器10kg15台23抢修用照明设备2台246mm2临时电缆200m25排油胶管DN100100m26排气胶管DN10050m27可燃气体检测仪1台28金属测厚仪2台29潜水泵2台30焊口恒温加热器4台6质量控制6.1质量标准6.1.1长输管道工程施工及验收规范GB503692006；6.1.2现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50