长输管道换管抢修作业工艺研究

孙艳彬　朱奕霖

【摘要】在天然气长输管道行业中，换管抢修施工是重要的環节之一。因此，与之有关的工作人员应综合斟酌安全、环境、经济等条件，选择最合适的方案；同时，还要采用适合的施工技术，以达到提高抢修水平的效果。因此，本文对长输管道换管抢修施工方法的问题进行了探讨，以期为同行提供参考与借鉴。

【关键词】长输管道；抢修；换管施工

某地的天然气管道尺寸为Φ426mm×7mm。设计的压力是4.0Mpa，某日因为当地的居民在作业带上盲目的取土，造成了管道在小范围出现严重变形，部分的受损管道凹陷程度较严重，直接影响了管道的安全运行。

为保证管道安全平稳输气，需及时对变形管进行换管抢修施工。

1.施工方案分析

目前，常用的换管方式为停输换管抢修技术和不停输带压封堵换管技术两种。所谓的停输换管抢修技术是把待作业管段的天然气放空，再对作业管道进行了氮气完全置换之后，实施抢修作业。这种施工的方法对于高压管道的抢修风险比较小，对设备和施工技术要求比较低，但是作业时间长，可能因为管道的停输对下游用户供气造成影响，同时也会损失大量的天然气。不停输换管法时间短，整个施工过程是在管线不停输的情况下进行操作的，不影响对下游用户的正常供气，同时又避免因为作业的管道天然气的放空造成的浪费，但是这种施工的方法对于设备和技术的要求较高，在施工过程中具有一定的风险。在施工作业完成以后，管道还留有其他的管件，给施工的防腐作业带来了很大的不便，同时也会留下安全隐患。根据两种作业方法在实际应用中的效果，现就最常用的停输换管抢修技术进行深入的探讨。

2.关于停输换管法的介绍

停输换管作业需对管道内天然气完全放空、氮气完全置换、施工现场打孔检测合格后方可施工。作业管段放空、氮气置换的同时开挖作业管沟并预制新更换管道，做好现场的各项准备工作。现场施工结束，待作业管段自然冷却后需对焊口进行探伤，确认拍片结果合格后方可对作业管道进行天然气，同时置换对作业管道进行防腐、回填。

2.1作业管段放空

首先应该关闭作业管道上下游场站或阀室线路截断阀，开启干线放空阀对作业管段内天然气进行完全放空，同时在放空立管处点火，通过放空阀控制火焰大小，火焰以不扰民为原则。当压力表显示为零时更换小量程压力表，当放空火焰熄灭或呈微弱状态时认为放空作业结束，关闭干线放空阀。

2.2作业氮气置换

当管道内天然气完全放空后，开始对作业管道进行氮气置换，置换过程中严格控制氮气注入速度、温度，保证注氮温度不低于5℃。当作业现场当检测到可燃气体含量小于25%LEL，氧气含量小于2%VOL，且持续20分钟无波动即认为作业管段氮气置换合格，现场打孔检测合格后现场具备施工条件。

2.3管沟开挖及管道预制

在进行作业管段放空和氮气置换的同时，开挖作业坑、对新更换管道进行预制。作业坑开挖之前，首先使用可燃气体探测仪和含量检测仪对抢修管道周边的可燃气体浓度和氧气含量进行检测，确定现场施工条件符合安全规定后，方可进行作业坑开挖。为了保证施工作业安全，避免再次破坏管道，现场需进行人工开挖，确认管位后再使用机械进行管沟拓宽。作业坑坡度要符合相关安全规定，并提前做好阶梯式逃生通道。精确测量管道长度，提前做好新更换管道的预制，在施工条件有限的情况下要遵循“宁长勿短”的原则。

2.4现场施工

在确认作业管道氮气置换完成，且作业现场打孔检测合格后，确认作业管道符合动火施工条件，方可进行施工作业。施工过程中需安排专职安全员在作业现场进行持续气质检测，一旦发现可燃气体含量上升或氧含量下降时要立即停止作业，再次确认现场具备施工条件后方可施工。

2.5对焊口进行检测

根据《油气长输管道工程施工及验收规范》，待焊口自然冷却后，需对焊口进行超声波检测和射线检测。确认拍片结果合格后，对作业管道进行天然气置换，同时进行防腐、回填。

2.6天然气置换

确认作业管段两端线路截断阀关闭，开启一端场站或阀室的线路截断阀连通阀，通过线路截断阀连通阀控制置换速度不高于0.2MPa，开启另一端场站或阀室干线放空阀，在放空阀上游合适位置拆卸压力表进行检测。当检测到管道内甲烷含量高于90%VOL、氧气含量小于2%VOL，且20分钟无变化视为天然气置换合格。通过线路截断阀连通阀平压，当线路截断阀上下游压力平衡后开启线路截断阀，关闭线路截断阀连通阀。

2.7管道防腐及管沟回填

天然气置换的同时开始对作业管道进行防腐处理，防腐过程需严格按照《埋地钢质管道聚乙烯防腐层标准》要求进行，防腐补口完成了之后，再进行电火花检测工作，最后进行管沟回填。

3.安全监护措施

为保证施工作业安全、顺利的进行，需做好现场的各项安全监护措施。

（1）放空区域、作业区域、注氮点设置安全警戒范围。

（2）检查作业点周围环境，确认无杂物、无易燃物。

（3）施工区域实施全过程警戒，严禁无关人员、车辆靠近，工程车辆必须配带防火帽方可进入。

（4）现场作业人员应穿戴防静电服，配戴安全帽。

（5）施工现场配备消防器材。

（6）施工现场，每隔15分钟检测作业环境气体性质、含量并如实记录。

（7）作业过程中必须有专职安全员全程监护、跟踪，作业完成，待工完、料净、场地清后，安全员方可撤离现场。

4.小结

停输换管抢修技术和不停输带压封堵换管技术两种作业方式各有利弊，在处理天然气换管抢修问题时，首先要了解待抢修管段的地理位置以及停输作业对沿线用户的影响。根据不同的现场条件、施工技术、经济条件等因素，选择最为恰当的施工方式，最大限度的节约成本、缩短作业时间、提高施工质量。同时，还应要求抢险单位具备良好的施工技术、规范化的操作流程、恰当的操作方式、合理组织机构、完善管理方法以及前期准备工作。针对管道自身和周围环境的不同，从而制定不同的措施，努力寻找适合的解决方案，在保证质量的情况下，以最快的速度完成抢险作业。

参考文献

[1]易志群，杨盟.我国长输管道焊接施工工艺与焊接施工的发展前景[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（06）：249.

[2]徐继利，朱延良.西气东输二线管道维抢修设计[J].石油工程建设，2010（S1）：81-82.

[3]张漪，任斌.不停输抢修技术在长输管道中的应用[J].江汉石油职工大学学报，2010，23（06）：41-44.