一种自制简易封堵器在长输管道施工中的应用

姜 斌，杨延峰

（胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司，山东东营 257073）

一种自制简易封堵器在长输管道施工中的应用

姜 斌，杨延峰

（胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司，山东东营 257073）

在大口径长输管道施工过程中，受管道内穿堂风的影响，焊口常产生气孔、未熔合、根部成型较差等焊接缺陷，从而影响焊接质量。传统的临时管道封堵多是将预制好的盲板通过外力卡在管道外坡口之上，盲板的拆除及安装极不方便，同时也可能导致管道外坡口或防腐层损坏。文章介绍一种简易的管道封堵器，不仅可以在施工中有效降低甚至隔断管道内穿堂风，同时也能对已焊接管道进行辅助清管与测径施工。该简易封堵器在西气东输二线及福建LNG等工程中进行了推广应用，效果良好。

长输管道；焊接施工；管道封堵器

0 引言

在大口径长输管道施工过程中，因焊接组对管道较长，管道腔体内气体受外界气温变化的影响，由气体热胀冷缩的物理特性造成气流在管道内流动，从而在管道内产生穿堂风，该现象尤其在温差变化较大的高原地区表现得更为明显。管道焊接质量除了与焊接设备及焊工的技术水平有关外，还受诸多外部因素的影响[1]。在管道焊接过程中，受管道内穿堂风的影响，焊口常产生气孔、未熔合、根部成型较差等焊接缺陷，从而影响焊接质量。因此，当管腔内穿堂风较大时无法进行焊口焊接 （尤其对于低氢型焊条、自保护药芯焊丝等对风速要求较严格的焊材）。笔者在福建LNG工程第六标段曾做过测试，管道内穿堂风最大风速可达10 m/s，施工规范要求自保护药芯焊丝半自动焊在风速大于8 m/s时，如未采取有效保护措施，不得进行焊接[2]，因此若不采取有效方法减少管腔内风速，将会对管道焊接产生严重影响。传统的临时管道封堵多是将预制好的盲板通过外力卡在管道外坡口上，盲板的拆除及安装极不方便，同时也可能导致管道外坡口或防腐层损坏。在长输管道多批量分段预制施工中，防风盲板安装更费时费力。本文介绍一种简易的管道封堵器，不仅可以在施工中有效降低甚至隔断管道内穿堂风，同时也能对已焊接管道进行辅助清管与测径施工。

1 简易封堵器的组成及功能

简易封堵器的组成较为简单，主要结构为管道内对口器通过牵引绳连接后附自制清管器及测径板，如图1所示。

自制清管器内芯为压实度较高的海绵，外用胶皮包裹并用钢丝捆牢。自制清管器成品为圆柱体，圆柱体直径根据管道内径制作，通常自制清管器外径约为管道内径的105%～110%。特殊情况时可使用隔热胶皮予以保护。

该封堵器的原理是通过内对口器在管内自动行走带动自制清管器及测径板，清管器直径可根据管道内腐蚀及杂质情况进行制作。当清管器直径不小于管道内径时，清管器与管道内壁摩擦从而起到清管及屏蔽管内穿堂风的作用。测径板在管内行走，可直接进行管道测径。当对下一道焊口焊接时，清管器及测径板会随对口器的行走而前进。该封堵器主要功能如下：

（1）封堵作用。管道内对口器在运行过程中拖动清管器行走，清管器与管道内壁之间产生了良好的密闭效果，从而减少甚至隔断管腔内穿堂风，有效降低管道焊接时穿堂风对焊接的影响。

（2）辅助清管作用。扫线是长输管道施工中的关键工序之一[3]，通过清管，可以清除管道内部锈渣、硫化铁粉末以及施工过程遗留的焊渣、杂质[4]。长输管道施工常采取边清管边组对焊接的方式。当大量进行管道预制且施工周期较长时，常因管道本身质量或管道临时盲板封堵不善等原因，导致管道内壁产生铁锈或进入小动物及石块、泥沙等杂质，如果预制管道联头施焊时杂质未能及时清除，可能在管道通球吹扫过程中造成卡球，影响管道吹扫施工，严重时甚至需进行割口取球，从而影响了施工工期，并造成资源浪费。使用该简易封堵器时，管道清管器在内对口器牵引下行走，在运行过程中因清管器与管道内壁摩擦，可以有效地清除管道内壁铁锈及管内杂质，起到了辅助清管的作用，为后期的清管测径施工创造了良好的条件。

（3）辅助测径功能。管道通球测径施工是检验管道椭圆度等参数的最后一步重要测试，对于管道运营后通球扫线施工有着重要的意义，因此在施工过程中若能及时进行管道测径，则可有效避免因管道对口偏角或管道椭圆度不满足要求等原因造成管道后期测径结果不合格。本装置中，测径板在内对口器牵引下行走的同时对管道椭圆度进行了辅助测试。若测径板可以顺畅运行，则说明本段管道椭圆度能够满足规范要求；当测径板无法在内对口器牵引下行走时，则说明测径板所处位置可能存在椭圆度不符合要求的风险，可以提醒施工人员及时进行检查。

2 应用实例

中海福建LNG项目是经国家发改委核准的国家重点建设项目，第六标段的管道规格为D 711 mm×16 mm，设计压力7.5 MPa，管道采用3PE防腐。该项目施工过程中，在桩NS006至NS048间16 km管道进行了该封堵器的推广应用。以NS006桩位为例，在未进行临时封堵器安装时管道内穿堂风风速为8 m/s，安装简易封堵器后管内穿堂风风速小于1 m/s。在桩NS025至NS026间800 m分段预制管道焊接过程中清理铁锈、沙尘约1.5 kg。本工程最终清管测径一次成功。

[1]胡培海，张龚军，张莉芬，等.丘陵、山地管道半自动焊可能产生的缺陷及其预防[J].石油工程建设，2003，29（4）：36-37.

[2]GB 50369-2006，油气长输管道工程施工及验收规范[S].

[3]张吉坤，宗照峰，魏广起.长输管道扫线施工工艺[J].油气田地面工程,2002,21(1)：28.

[4]赵小川，南发学，刘振方，等.西气东输干线清管作业实践与建议[J].天然气与石油，2008，26（6）：1-6.

Self-made Simple Blocking Device Used in Long-distance Pipeline Construction

JIANG Bin（Shengli Petroleum&Chemical Construction Corporation,Dongying 257064,China）,YANG Yan-feng

In large diameter long-distance pipeline construction,welding defects such as air pores,unfusion and poor root formation often occur owing to through-draught influence,so that a blocking device is needed to prevent through-draught.A prefabrication blanking plate clamped to pipe bevel is traditionally used as the temporary pipeline blockage,but it is inconvenient to installation or dismantlement,and may cause damage to pipe bevel or anticorrosion coating.A new self-made simple blocking device is developed,which not only decreases through-draught effectively even stops it,but also carries out assistant pigging and callipering.This blocking device has applied in Second West to East Gas Pipeline Project,Fujian LNG Project,etc.and gained good results.

long-distance pipeline;welding construction;pipeline blocking device

TE973.3

B

1001－2206（2011）03－0065－02

姜 斌 （1984-），男，安徽萧县人，助理工程师，2007年毕业于武汉理工大学能源与动力工程学院油气储运工程专业，现从事长输管道施工管理工作。

2010-07-19