天然气管道的维修抢修技术

1本节主要内容油气管道常用维修、抢修技术油气管道不停输带压开孔封堵技术第1页/共49页2前言油气管道在运行中除了进行有计划的维修和改造外，更避免不了突发性事故的抢修（如带压抢修，更换腐蚀管段、加装装置、分输改造等作业）。对管道进行维修的一般情况有：一是根据外界环境等因素的需要对管道进行改线、连头；二是经检修后发现问题隐患，评估确认必须及时采取修补、或者更换管段等措施，以便消除事故隐患；三是管道发生突发事故，必须尽快进行抢修，以便最大限度减少事故造成的损失，特别是给环境造成的严重危害。第2页/共49页3一、油气管道常用维修、抢修技术中低压、小泄漏管道：焊接法(含补疤法)打卡箍法丝堵堵漏法密封剂堵漏法ClockSPring复合胶带缠绕法等高压、大面积泄漏管道：换管法（停输、不停输）第3页/共49页41、焊接法(含补疤法)第4页/共49页51、焊接法(含补疤法)第5页/共49页61、焊接法(含补疤法)第6页/共49页7管道不停输焊接注意事项在役管道的焊接修复与抢修经常在管道不停输的情况下进行，管道不停输焊接主要应避免两个问题：“烧穿”，也就是焊接电弧灼伤管壁造成破裂；氢致裂纹，主要是因流动介质增加管壁散热，致使焊接冷却速度过快。第7页/共49页81）氢致裂纹的控制对于特定的管道和同一种焊接工艺，在影响管道焊接质量的问题上，氢致裂纹的产生主要受流速的影响（焊缝冷却速度过快），与介质的压力无关 。常用的减少氢致裂纹产生的方法有预热、采用合理的焊道顺序和安装时的合理装配，以减少焊缝根部的应力集中。第8页/共49页92）烧穿管壁的控制当钢管壁厚不低于6.4 mm时，如果采用低氢焊条焊接，正常情况下一般不会出现烧穿现象。而对于薄壁管道，通常需要采取特别措施，例如控制热输入量等，以防止烧穿。在役管道焊接时为防止烧穿管壁，对焊条的直径、焊接电流、电压、焊接速度及热输入等因素要严格控制，以防止烧穿管道造成人员伤亡和酿成火灾。第9页/共49页10管道不停输焊接工艺评定对于特定的液体管道和同一种焊接工艺，在影响管道焊接质量的问题上，氢致裂纹的产生主要受流速的影响，与介质的压力无关；而管道烧穿与否主要受压力的影响，与介质的流速无关。所以，进行在役管道焊接工艺试验时，应将氢致裂纹和烧穿控制分开进行模拟评定。在壁厚一定的情况下，水作为管输介质用于焊接工艺评定时产生的焊接冷却速率大于任何介质条件下的焊接冷却速率。所以，焊接试验可采用水作为管输介质，比用油特别是成品油更安全可靠，降低了试验的意外风险。第10页/共49页11采用两阶段模拟试验法就能很好地弥补上述方法中的不足，即采用动态试验模拟管道有流量下的焊接和采用静态试验模拟管道带压情况下的焊接，以验证影响焊接质量的氢致裂纹问题及烧穿管道问题。这种方法很好地实现了在役管道运行条件下的焊接模拟试验。管道不停输焊接工艺评定第11页/共49页12管道不停输焊接工艺评定第12页/共49页132、打卡箍法用于对管道点腐蚀所造成的穿孔进行短时间内的快速抢修用于对管道点腐蚀所造成的穿孔进行短时间内的快速抢修 。第13页/共49页142、打卡箍法用于对管道出现裂纹、较大面积腐蚀穿孔等造成的泄漏用于对管道出现裂纹、较大面积腐蚀穿孔等造成的泄漏进行抢修。进行抢修。第14页/共49页152、打卡箍法第15页/共49页162、打卡箍法第16页/共49页173、密封剂+丝堵堵漏法第17页/共49页184、Clock SPring复合胶带缠绕法又叫复合材料修复技术或碳纤维补强技术。该技术由专用修补剂、树脂基碳纤维复合材料和外保护层组成，利用手糊成型技术，将碳纤维片材和环氧树脂交互地铺层粘结在一起,形成树脂基纤维增强复合材料修补层。树脂固化后生成碳纤维复合材料，具有较高的抗拉强度(纤维片材的抗拉强度3 500 MPa)和弹性模量(纤维片材弹性模量235 GPa)，它能够通过专用修补剂和自身与管道的粘接力传递压力，分担管道内压并限制管道膨胀变形，降低缺陷处的拉伸应力与应变，实现对管道缺陷的补强修复。第18页/共49页195、停输换管传统作法：过去传统的做法必须停输，清空管线后才能进行。如天然气管道传统换管、联头的方法步骤是：（1）管道停输；（2）天然气放空；（3）氮气置换天然气；（4）新旧管道连头；（5）天然气置换氮气。如果采用这种传统换管、联头的方法，不但投入人力多、施工周期长、天然气与氮气的大量浪费及给用户带来停产等经济损失，还对环境和社会产生较大的影响，尤其是还要花大量的精力与时间给沿线各用户作停产工作、编制临时供气方案。第19页/共49页206、不停输带压封堵技术不停输带压封堵技术是一种在不停气带压状态下进行换管、开孔、碰口、联头的新工艺。该技术作为一种先进、成熟的技术，被广泛应用于国内、外在役管道改造中。无论是在管道上增加阀门、更换损坏管段、还是旧管道移位都可以适用带压封堵技术。第20页/共49页21国内外应用现状：不停输带压封堵技术诞生于1884年，迄今已有100多年的历史。在国外，该技术非常成熟，在国际上已得到广泛应用。目前，美国T.D.Willimosn 公司将这一技术不断改进、完善，并形成系列化、标准化，已成为世界上典型管道设备公司代表，并形成了带压封堵设备的系列产品，是世界上规模最大、实力最强、技术最精的企业。在国内，建立带压开孔封堵概念迄今已有近30年。其带压开孔封堵专业公司已发展到12家。其中廊坊管道局维修抢险中心（简称MERCO）规模最大，从事不停输封堵技术施工已有20多年的历史。第21页/共49页22该工艺可以不导致运输中断、不影响正常生产的状况下，对管段进行维修、抢险、加接旁通管线、更换或加设阀门仪表、更换管段、站区改造等。用途一：更换一段管道 第22页/共49页23用途二：管线永久性该线 第23页/共49页24用途三：管道需要加设阀门等设备第24页/共49页251）技术原理通过在管道事故段的两侧架设旁通管道，从旁通管道内侧封堵在用管道，使输送介质流经旁通管道的方法来完成不停输换管。第25页/共49页26开孔机第26页/共49页272）主要设备和配件第27页/共49页282）主要设备和配件三通第28页/共49页292）主要设备和配件夹板阀第29页/共49页302）主要设备和配件封堵器第30页/共49页312）主要设备和配件盘式封堵头盘式封堵头第31页/共49页322）主要设备和配件可折叠式盘可折叠式盘式封堵头式封堵头第32页/共49页332）主要设备和配件管道盘式封堵头适用于管道标准而且管道内壁没有结垢、腐蚀的长输管道，大多用于输送石油、天然气、成品油的长输管道，以及管道的抢修工作，具有封堵严密、承压高、施工快的特点。第33页/共49页342）主要设备和配件筒式封堵头筒式封堵头第34页/共49页352）主要设备和配件筒式封堵头施工现场筒式封堵头施工现场第35页/共49页362）主要设备和配件管道筒式封堵适用于管道内壁结垢、腐蚀的管线以及不规格变形管道，一般用于油田、石化系统的生产管线。该工艺具有封堵严密，不受管道年限的限制。第36页/共49页372）主要设备和配件应用于低压的管道封堵。封堵囊封堵囊第37页/共49页383）不停输换管作业程序 当发现输气管道出现泄漏事故而急需抢修时，调度部门要及时通知管理部门保护现场，疏散周围居民，方圆50m范围内严防明火，组织抢修人员及施工机具。同时，对事故管道采取增大用气量、减少进气量、调整泄漏点上游截断阀开度等降压运行措施，使管道压力尽量保持在0.4MPa以下，然后按以下程序进行操作：第38页/共49页393）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。根据管道破裂情况，采用合适的方法对泄漏点进行预处理，防止天然气外漏。现场一般选用提前预制好的管道卡箍对泄漏点进行打卡处理。检查预处理措施是否得当，泄漏点有无大量天然气泄漏，若有，则应调整预处理方案。第39页/共49页403）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。作业坑的长度要视现场需换管道长度而定，一般比换管长度长4m。第40页/共49页413）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。检查开孔机、封堵机、堵孔机、切管机、液压站、发电机及相关车辆的准备情况，并进行调试。检查各类辅助材料(对开三通、异径三通、均衡器、夹板阀)是否备齐，夹板阀是否开关到位、操作是否灵活。确定封堵位置，焊接预制件，并检查焊接是否合格。安装夹板阀、开孔机，并进行调试。第41页/共49页423）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。开孔前要提前测量并计算开孔、安装封堵头及堵塞作业的操作距离。第42页/共49页433）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。(5)旁路管道投用。在开孔的同时，组织技术人员根据现场情况进行旁路管道的预制、焊接，其规格可视管道的流量而定。开孔结束后，连接旁路管道至旁路孔并投运。第43页/共49页443）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。(5)旁路管道投用。(6)安装封堵器。先安装管道下游封堵器，再安装上游封堵器。同时，检查封堵器的封堵效果，若封堵失败，则予以调整。另外，根据用户的用气情况，调度中心确定管道是否提压运行。如果提压运行，则最高运行压力不应超过封堵器的最高承压能力。一般封堵器承压能力不小于2.5MPa，适用温度不低于600C。利用压力均衡器来平衡封堵器前后压力，以利于封堵器的提升。先提升上游封堵器，再提升下游封堵器。第44页/共49页453）不停输换管作业程序(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。(5)旁路管道投用。(6)安装封堵器。（7）换管（8）关闭旁路夹板阀，拆除旁路管道。（9）拆卸夹板阀，安装封堵孔及旁路孔的盲板。至此，换管工作结束。最后对施工管段进行防腐、回填。第45页/共49页不停气带压封堵施工演示第46页/共49页第47页/共49页知识回顾Knowledge Review第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页