PAGE PAGE 2 长输天然气管道带压封堵施工工法 完成单位：中建七局安装工程有限公司 主要完成人：屈国庆 1. 前言 1.1 近年来，全国大力建设天然气管道工程，如西气东输，川气东送等相继施工完毕并投入到正常的使用中。各省也在持续不断的增加自己在天然气工程投入的规模。随着时下人们在生产生活方面对天然气需求的持续不断的增加，各地中小城市也相继开始接入天然气，这就需要对正在运行的天然气管道进行改建、扩建，天然气封堵施工相应而生。由于此工艺具有不影响下游用气，工期短，节省本金，适用各种各样的环境等特点，因此在天然气改扩建项目中慢慢的变多地得到推广、应用。 1.2 由我公司承建的内蒙古西部天然气工程有限公司长-呼天然气管道康巴什新区改线工程，就采用了此工艺施工。本工程改线.4Mpa。我公司在带压封堵施工中经过不断地研究、总结和实践，总结出了施工工程序合理、工效高、能确保工程质量和施工安全、不断降低实施工程的成本的一套施工方法。为便于统一管理，使“天然气管道带压封堵”施工工艺更趋规范化、标准化，特制定本工法。 2. 特点及适合使用的范围 带压封堵施工具有施工周期短，施工工艺复杂，压力等级要求严，施工难度大，危险性高，具备极高的技术上的含金量。由于天然气为易燃易爆气体，在施工中每一道工序开始前都要进行可燃气体浓度检测。全长常见打压封堵施工大部分都在压力小于3.0Mpa施工，但是本次带压封堵压力为4.1Mpa。本施工工法工艺流程合理、工效高、能确保工程质量和施工安全、能大大降低工程施工成本、适用范围广。 3. 适用范围 该工法可广泛应用于有设计要求的改建、扩建的天然气管道工程。 4. 工艺原理及工艺流程 4.1 工艺原理 首先根据管道的材质、壁厚和管径等确定管道所允许带压施工的最高压力，保证限压后不影响下游用户的正常生产生活，选择开孔封堵点清理干净后进行三通焊接作业。依次安装夹板阀、开孔机，压力试验合格后开始封堵空和旁通孔的钻孔作业，安装旁通管路，对旧管线封堵后开始切管和新旧管道的连接安装，对新接管道进行检验合格后，开启封堵阀门通气运行。拆除旁通管、夹板阀等，并对旁通阀加装盲板封堵，进行防腐等处理。 4.2 总体施工工艺流程 选择封堵点 选择封堵点 开挖工作坑 管道剥防腐层 焊接封堵专用三通，旁路三通，下球三通及平衡短节 安装夹板阀 安装开孔机 对专用三通，夹板阀，开孔机连接后形成密室注入氮气进行压力复测，并置换。 确认无泄漏点 开封堵孔 开旁路孔 安装旁路管道 新旧管道连接 切管 放散置换 封堵 焊缝检测 提封堵 贯通 卸旁路管道 盖盲板 卸夹板阀 下塞饼 卸封堵机 防腐 报废管段处理 回填 图4.2.1 5. 操作要点 5.1 不停输带压封堵压力计算 5.1.1 P=2σs（t-c）F/D p:管线允许带压施焊的压力，单位（MPa） σs：管材的最小屈服极限，单位（MPa）（按照L360材质计算） t：焊接处管道实际壁厚，单位（mm）（此处取8.0mm） c：因焊接引起的壁厚修正量，单位（mm，通常取2.4） D：管线外径，单位（mm） F：安全系数，单位（mm）（此处取0.5） 经过计算：p=2*335*（8.0-2.4）*0.5/457=4.1，此处计算焊接管道的实际壁厚按照8.0mm计算，所以要求焊接时管线MPa，才能进行焊接。如果在4.1MPa工况下封堵不成功，可考虑降压至3.0MPa再次封堵。（施工流程同上） 5.2 不停输开孔作业 5.2.1 5.2.2 三通焊接：φ457 PN6.4MPa对开全包等径三通4组；φ457 1、对管道螺旋焊缝进行适量打磨以保证加强板和管线、焊工数量：进行纵向直焊缝的焊接时，每道焊缝应至少两名焊工同时施焊；环向角焊缝的焊接时，每道焊缝应至少两名焊工同时施焊，且两电弧应间距至少50mm。 3、焊接顺序 每道纵向直焊缝一名焊工焊接时，按下图所示焊接顺序同时焊接 纵向直焊缝（右）纵向直焊缝（左） 纵向直焊缝（右） 纵向直焊缝（左） 焊工B 焊工B 焊工B 每道纵向直焊缝两名焊工焊接时，按下图所示焊接顺序同时焊接 纵向直焊缝（左）纵向直焊缝（左） 纵向直焊缝（左） 纵向直焊缝（左） 焊工B 两道环向角焊缝不应同时焊接。护板与管道的环向角焊缝采用堆焊形式。 护板 管壁 5. 1、由于护板厚度16mm，管道壁厚9.5mm，故焊角的高度不小于管道壁厚。焊缝外观无咬肉、飞渐，药皮清理干净。 所有焊缝进行着色探伤合格。 2、管线Mn根据焊接工艺评定采用下向焊焊接方法；焊条使用E6010 打底、E8010填充盖面。 5.3 设备安装 5.3.1 5.3.2 5.4 不停输封堵作业 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4 5.5 拆除切割段的管道 5.5 5. 5.6 进行碰头作业 按施工作业要求依次进行割管、打破口、管道组对、焊接、检查、无损检测等施工。均合格后为止。 5.6 1、 组对前应对管子进行清扫，管内不应有异物。 2、 管道组对采用外对口器，撤离外对口器前根焊道必须焊完50%以上，根焊道每段长度应相近且均匀分布。为防止焊缝出现裂纹及减小内应力，不得采取任何方式的强行组对。 3、 直管段两相邻环焊缝的间距不得小于0.7米。 5.6 1、焊接位置和焊接方法 焊接位置采用水平固定，焊接方法采用下向焊打底，半自动焊填充和盖面，均采用下向焊，每层焊道由两名焊工从两侧同时施焊。 2、接头及坡口形式 采用对接接头，开V型坡口，接头、焊道层及焊接要求如下： 钝边：1.6±0.4mm 坡口角度：60°±5° 坡口间隙：1.6±0.4mm 错边：小于1.6mm 焊缝余高以0.5—1.6mm为宜，个别部位（指管底部处于时钟5-7时位置）不得超过3mm，且长度不超过50mm。 焊缝宽度：按坡口宽度每侧加0.5-2mm。 3、使用火焰对坡口两侧各大于50mm范围内预热，预热温度大于100-150℃，该范围内的预热温度应均匀一致，预热温度可采用测温笔或表面温度计在距焊缝中心线、对焊条使用前应按照说明书进行烘干，如说明书规定不明确，按照下述规定烘干：低氢型下向焊条烘干温度为350-400℃，纤维素下向焊条烘干温度70-80 5、根焊与填充焊间隔应小于5分钟，层间温度大于预热的温度。每相邻两层焊道更换焊条时，接头不得重叠，应错开20-30mm。 6、施焊时，若遇下列环境下施工，采取的防护措施如下： 1）、如遇雨天时搭建遮雨棚。 2）、大气相对湿度超过90%，采用火焰进行加热处理。 3）、手工焊接时，风速超过8m/s；药芯焊丝自保护焊时，风速超过11m/s，立即使用挡风棚。 4.6.3焊道检查 1、每焊接1层由检测单位做一次渗透试验，焊道进行超声检测和X光拍片100%检查。 2、表面不得有裂纹、未融合、气孔和夹杂等缺陷。咬边深度不的大于0.5mm，在任何长300mm焊缝中两侧咬边累计长度不得大于50mm。 3、母材上的伤疤、擦伤等缺陷应打磨平滑，其深度大于0.5mm时应修补。 5.7 管材和焊材 管材：新管为直缝埋弧焊钢管，材质L360，旧管为直缝钢管，材质L415。 焊材：使用焊材规格如下 序号 焊道名称 药皮类型 牌 号 1 根焊 纤维素型 E6010 φ3.2 2 填充焊 低氢型 NR207 φ2.0 3 盖面焊 低氢型 NR207 φ2.0 5.8 对新连接段管道进行氮气置换。 5.8 5.8.2 打开带压开孔处平衡阀，使天然气缓慢地进入改造后的管道，控制天然气流速在 5.9 恢复 5.9 管道碰接后解除封堵按以下顺序进行： 1、 解除上游干线封堵，关闭平衡阀及夹板阀。 2、 解除干线下游封堵，关闭平衡阀及夹板阀。 3、 拆除所有封堵器。 4、 安装堵饼作业 安装Φ457堵饼，确认无误后，拆除开孔机、夹板阀，安装盲板。 5. 对旁通管道的管内天然气进行氮气置换，合格后将管线堵饼，拆除阀门，安装盲板。 5.10 防腐回填 将开孔封堵管件进行防腐，采用环氧煤沥青漆特加强防腐，合格后砖砌（24）高1.5米、长1.0米、宽1.0米池子，1：2水泥砂浆抹面，然后石油沥青浇筑。最后回填，恢复原地貌。 6 机具设备 6.1施工主要机具设备及材料 序号 名称 单位 数量 一 管线 4 铲车 台 2 5 打底焊条 E6010 φ3.2 kg 5 6 盖帽焊丝 NR207 φ2.0 kg 30 7 发电机组 台 2 8 半自动焊机 台 6 9 液压千斤顶30T 台 4 10 焊条保温箱2kg 个 2 11 超声探伤仪 个 1 12 X射线 外对口器 个 3 15 割管机 台 6 16 潜水泵 台 4 17 倒链、三角架 套 3 18 含氧检测仪 个 2 19 可燃气体检测仪 个 2 20 遮雨棚 个 2 21 挡风棚 个 2 22 0-0.25MPa精密压力表 只 2 23 对讲机 套 16 24 组分分析仪 套 4 25 红外测温仪 套 4 26 可燃气体报警仪 套 4 27 开孔机Φ426×720 台 2 28 开孔机Φ159×377 台 1 29 封堵器Φ426 台 4 30 液压站16HP 台 3 31 液压站20HP 台 2 32 开孔机2〞 台 4 33 平衡阀2〞 个 4 34 三明治阀Φ457 台 4 35 三明治阀Φ426 台 4 36 三明治阀Φ273 台 2 37 球阀Φ50 个 8 38 爬管机 台 2 39 泥浆泵 台 2 二 带压封堵施工 1 下球三通Φ457×Φ273 套 2 2 封堵三通Φ457×Φ457 套 4 3 旁路三通Φ457×Φ426 套 4 4 2寸短节Φ50 套 8 5 封堵皮碗Φ457 个 8 6 柴油0# 公升 400 7 汽油93# 公升 200 8 手套 付 80 9 棉纱 公斤 120 10 黄油墙 公斤 300 11 焊条J506 公斤 100 12 封头Φ457 件 2 13 气囊Φ457 件 4 14 法兰DN400 件 4 15 旁通管Φ426 米 60 16 弯管Φ426 5D 个 8 注明：对含氧检测仪、可燃气体检测仪、压力表、温度计等检测设备进行校验，保证其精确度。 6.2 消防、急救设备及材料 序号 名称 单位 数量 1 消防毡 条 100 2 消防锹 把 10 3 消防车 辆 2 4 ABC干粉灭火器 MFTZL35型 手推式 台 20 5 空气呼吸机RHZKF 6.8—30Mpa 个 10 6 压缩空气填充泵（充气量每分钟100L）MCH6 台 2 7 防毒面罩 个 20 8 急救箱 个 10 9 避火隔热服1000 套 20 7 质量控制 相关标准、规范主要包括： 《油气长输管道工程项目施工及验收规范》 GB50369-2006 《石油建设工程质量检验评定标准 输油输气管道线； 《石油天然气金属管道焊接工艺评定》 SY/T0452-2002 《管道下向焊接工艺规程》 SY/T4071-93 《钢质管道焊接及验收》 SY/T4103-2006 《石油天然气钢质管道不伤害原有设备的检测》 SY/T4109-2005 《钢制管道焊接及验收》 SY/T4103-2006 《钢制管道封堵技术规程》 SY/T6150.1-2003 《常用钢质焊接储罐及管道渗透检测技术标准》 SY/T0443-98 8 施工安全措施 8.1 需请当地政府对施工现场采取以下安全措施，以保证施工作业的顺利进行。 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.1.5 在进行氮气置换过程中，置换点周围 8.2 实施工程单位采取的安全措施： 8.2.1指定地点停放作业机具，如氧气瓶、乙炔瓶、电焊机、发电设备等，应放在距离施工点上风处20米 8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.2.5 8.2.6 8.2.7 8.2.8 8.3成立施工及安全领导小组 8.3.1 施工领导小组 组长由建筑设计企业负责人担任，副组长分别由建筑设计企业、运行单位、实施工程单位及监理单位分管负责人担任，成员由以上各个单位派人组成，职责如下： （1）在建筑设计企业的领导下，全面负责本次施工的组织和应急事件处理； （2）协调参与施工及相关单位的关系； （3）负责编制整体方案，并组织实施； （4）负责施工现场警界区的安全； 8.3.2 运行现场调度组 主要职责为： （1）负责施工中运行的指挥，保证施工期间按方案要求供气； （2）负责处理突发问题，并对施工期间工艺流程调整做出决定； （3）负责本次施工中一并要解决问题的处理； 8.3.3运行监护操作组 职责： （1）负责检查线路截断阀的检修，确保不出现天然气内漏； （2）负责置换前放空气量的控制工作； （3）负责对7#、8#阀室流程的操作； （4）负责气质检测工作； （5）负责施工全套工艺流程中对管道全线 负责带压封堵的全过程施工，严格安施工程序施工，每道工序要有交接记录，确保安全、正点施工。 8.3.5安全警戒组（需由地方政府组织并提供名单） 主要职责为： （1）负责7#、8#阀室和两动火点警戒区的设立，安全警示牌的设立； （2）放空期间，7#、8#阀室周围500米放空安全区域内人员疏散与警戒； (3)负责施工期间的安全警戒工作；要求在施工期间保证24小时值班警戒； (4)协调和负责操作消防器材，监管行人不要进入动火区，监督各项安全工作的的实施； (5)配消防车2辆，交通车1辆。在两动火区，动火施工合适地点戒备。 (6)
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