大型油库工艺管线动火连头施工方法

2022-10-15■文/靳华

中国高新科技 2022年13期

■ 文/靳华

根据Q/SY 64.2-2012 《油气管道动火管理规范第2 部分：原油成品油管道部分》的规定及相关文件要求，本次动火评定级别为一级。动火地点在日照油库10 万方罐组区，管线规格为φ711×10.3mm，动火连头方式为关闭老管线停输，切换流程，关闭相应阀门，在低点进行收油清管后用机械坡口刀冷割环切，进行黄油墙封堵，检测合格后修坡口，动火连头。动火主要内容包括管线倒流程卸压、管线收油、机械断管、清理管壁、黄油墙封堵、安全检测、修口、组对焊接、焊口检测、后期处理、恢复流程。

1 主要施工方法及注意事项

1.1 施工方法

此次日照油库内动火连头施工主要包含24 台10 万方储罐的工艺管线改造，每台储罐2 道连头口，共计48 处一级动火。连头管线管径为φ711×8mm，采用管件连头，且每个连头口与10 万方储罐间通过控制阀相连，施工风险很高，动火难度相当大。如此量大且难度高的动火连头没有一个安全可行的施工方案是不行的，否则一旦发生事故，造成的损失将无法估量。本文通过总结分析以往原油罐区动火连头施工的优缺点，研究制定了针对本次油库改造的施工方案，具体施工方法如下：

（1）通过带压开孔的方法在拟改造管线上方开一个进气孔，下方开一个放油孔，并且每处安装一个控制阀门，管线开孔布置形式见图1。本次现场开孔直径为φ50，开孔完成后，将下方抽油口和收油车通过抽油管、抽油泵连接，通过连接好的抽油流程将拟改造管段内的原油尽可能抽干净；整个抽油过程进气孔控制阀门保证始终在开启状态。

图1 拟改造管线开孔布置形式示意图

（2）根据现场的连头位置，使用分瓣式管道坡口刀对该处原油管线进行无火焰切割（见图2和图3）。分瓣式管道坡口刀加工的管线切口带60°坡口，只需稍加打磨就可以进行管道组对作业，可有效节省管道坡口加工时间，为后续动火作业提供了时间保证。

图2 分瓣式管道坡口刀

图3 管线切口形式

图4 防爆铜刮板、防爆铜铲

（4）清理作业时进行监护及实时气体检测。本工程管道直径为φ711，清理长度较长，作业人员需钻进管内进行清理，因此作业人员必须配备防毒面罩，现场有专职监护人员，并每间隔30min 进行气体检测。

（5）管壁清理出金属光泽后，进行黄油墙砌筑。因原油具有易燃易爆的特点，用火作业环节风险较大。通常采用砌筑黄油墙的方法实现油气隔离，确保作业安全。黄油墙由黄油砖砌筑而成，黄油砖的制作方法为：将滑石粉与锂基润滑脂按照质量比为3 : 1 的比例进行混合（比例根据现场环境温度适当调整）；黄油泥一定要混合均匀，搅拌完成的黄油泥，外观应均匀，目视不得有明显可见的块状黄油或团状滑石粉；黄油泥应严格按照重量配合比进行计量，采用机械搅拌时，自投料完算起，搅拌时间一般不得低于30min，可根据设备和一次投料多少进行适当调整；黄油泥搅拌完成后使用模具制作成砖，模具尺寸为250mm×110mm×80mm；黄油砖需提前预制，保证作业现场可直接使用。

黄油墙应保证足够的强度和厚度。黄油墙砌筑时，黄油砖应逐层码放，层间应错开接缝，每层码放完毕后应使用防爆铜锤夯实，确保油泥密实、无缝隙。为保障本次动火作业安全，根据本次动火管道的规格，现场砌筑的黄油墙尺寸需满足底部的有效长度应不小于1.5 倍管线直径，顶部有效长度不小于1 倍管线直径，黄油墙与管线切口的距离不小于500mm 的要求，如图5所示。

图5 黄油墙砌筑尺寸示意图

（6）黄油墙砌筑完成后，进行第一次油气浓度检测，合格后方可进行管口修磨；管线开始组对前，肉眼观察黄油墙无缝隙，并进行第二次油气浓度检测。采用便携式可燃气体检测仪检测，现场油气浓度检测值低于爆炸下限的10%为合格，且确认黄油墙无渗漏，方可用火。动火作业应在黄油墙有效密封的时间内完成，作业时间宜控制在5h 内。

（7）根据制定的连头焊接工艺进行焊接，本工程采用焊接工艺如图6所示。管线连头完成后进行焊口无损检测、管线防腐保温。

图6 动火连头焊接工艺

1.2 注意事项

根据确定好的施工方法进行动火连头施工，同时施工过程中还应做好以下7 个注意事项：

（1）作业前对作业点进行勘查，确保现场条件（气候条件、进场道路、作业空间、周围环境）满足施工要求。阴雨天气不利于管线断开后的油气挥发，且极易造成泄露原油污染地面，增加施工难度，因此阴雨天气尽量避免安排收油工作，可安排其他预制工作。日照油库罐组区各储罐间均设有高度为1m 的防油堤，进场前必须修筑满足大型车辆通过的施工便道。合理选择作业点，以确保作业空间必须满足操作要求。动火作业对周围环境要求交高，确保将现场与施工无关的物品清理出现场。

（2）拟更换管线开抽油孔前应进行管线停输、切换流程，关闭相应阀门等工序，为避免阀门内漏可能造成的黄油墙坍塌、火灾和爆炸事故，必须采取以下预防措施：动火前必须由业主协调阀门生产厂家进行技术指导，对相关的阀门进行注脂保养和内漏检测，登记相关阀门编号，动火作业时必须要求阀门厂家技术人员必须在场，以便及时处理阀门内漏等突发状况。抽油孔位置尽量选择在管线低点，先开下抽油孔，后开上进气孔。

（3）抽油孔通过抽油管、抽油泵与收油车相连，为保证在动火票有效时间内完成连头作业，应尽量缩短抽油时间，除选择功率较大的抽油泵外，抽油时尽量选择在一天中温度较高的时间段，必要时从进气孔通入蒸汽加热管线，防止管线内原油过于粘稠抽取困难。抽油时要做好防原油渗漏污染地面等措施，同时应进行气体检测，防止造成人员硫化氢等有害气体中毒。

另一个影响种苗生长的关键因素就是杂草的情况，为了给种苗提供更好的生长环境，管理人员应该及时进行除草活动。具体操作可以结合松土一起进行，需要注意的是，如果要使用化学药剂进行除草，必须保证种苗的高度已经超过30cm，并且杂草距离种苗根系距离足够远。如果不满足上述条件，则需要进行人工除草，减少杂草与种苗争夺养分的情况。

（4）抽油完成后进行管线无火焰切割作业，切割点应避开原管线焊缝等应力集中位置。分瓣式管道坡口刀安装过程中应尽量保证其与管线的同轴度，以缩短断管时间。切割过程中严格控制切割速度并密切观察断管情况，防止因切削进给量过大或管线存在弹性变形而造成卡刀、断刀。

（5）管线完全断开后，必须将管内的油泥和管内壁上的的残油清理干净后才可以进行黄油墙封堵。清理油泥及管内壁残油时必须使用防爆工具，现场设计制作了木质刮油板和铜铲。用刮油板刮除油泥后向管内撒滑石粉，然后用铜铲将管内壁清理干净，清理长度距管口的距离必须满足动火安全要求，内壁清理出金属光泽。

（6）安全监督人员确认管内壁清理合格后进行黄油墙封堵作业。封堵前应预制好黄油砖，黄油砖制作成长方体状，由滑石粉和黄油按照3 : 1 的比例搅拌配置而成。黄油砖在管线内摆放整齐，每摆放一层必须用铜锤夯实，黄油墙厚度为管径的1～1.5 倍，最后在封堵面上再摸一层滑石粉，以减少后续焊接时黄油受热冒烟。封堵后不得在封堵部位敲打震动，以防止黄油墙与管壁产生缝隙。

（7）封堵完成后清除动火点周围的油污，然后由安全监督人员用可燃气体检测仪进行管壁结合处、黄油砖砌体结合处可燃气体检测，经检测合格后进行修口、组对焊接作业。在高温环境中用火作业时，可使用冷水浸泡过的毛毡包裹在黄油墙砌筑位置进行降温处理，焊接过程中，还应不断给毛毡浇水，防止黄油墙融化坍塌，造成油气泄漏。连头点焊接工作为动火作业的重要工序，焊接作业的焊工除具有焊接资质外还必须连头施工经验优秀，以保证焊口合格率，避免二次返口。

2 HSE 防护措施

本次施工为原油罐区动火连头，全部为一级动火，施工难度大且危险性高，同时截断阀的严密性、管段内原油回收、黄油墙封堵是否牢固可靠是动火施工安全保障的关键，为保证动火连头施工的安全有序进行，必须做好相应的HSE 防护措施。通过本次施工，需做好以下防护措施：

（1）在油库内进行动火连头作业，做好防静电措施尤为重要。防护措施如下：现场作业人员，应穿棉布或抗静电衣服，严禁穿化纤衣服，人员配备防静电（导电）鞋，以防止人体带电；采用喷雾、洒水等方法，使环境相对湿度提高到60%～70%，以抑制静电的产生。

（2）阀门内漏会造成动火管段压力升高将封堵墙冲塌，造成火灾、爆炸事故。采取防护措施为与动火管线相连的所有阀门在动火前必须进行注脂保养和内漏检测，登记相关阀门编号；阀门如果存在微漏，通过阀门排污口将漏油排出。

（3）黄油墙坍塌预防措施为滑石粉应符合GB/T 15342–2012 的三级品通用滑石粉标准；黄油应符合GB/T 7324–2010的3 号锂基润滑脂标准；所采购的原材料进场后应对外观质量进行验收，应提供相应的质量证明材料（如：合格证、质量证明书、检验报告等）；滑石粉与黄油均应在保质期内使用；滑石粉和黄油必须按照一定比例配置黄油砖，每铺一层黄油砖都要用铜锤夯实；封堵后不得在管线上敲打震动，以防止封堵材料与管壁产生缝隙；气焊修口和焊接施工期间封堵部位用湿毛毡包裹并间隔浇水冷却，防止黄油墙受热强度降低。

（4）防止储罐爆炸措施为随时进行可燃气体检测，一旦检测到爆炸气体混合物或爆炸气体浓度超过爆炸下限的25%，必须停止作业，查找并排出危险后方可继续作业；动火点严禁交叉作业，同时，施焊焊机数量不能超过3 台；施焊管线必须可靠接地，接地电阻经检测需小于4Ω；施工设备必须可靠接地且佩带防火罩；动火前储罐液位必须达到安全液位。

（5）火灾预防措施为动火点周围清除易燃及可燃物；通知业主，保证动火期间油罐区内固定消防设施完好备用；现场灭火器具和消防车配备齐全、摆放到位；动火点附近的排污井、电缆沟等进行可靠封堵。