带压封堵作业教程2012

管道带压开孔封堵技术教程冯洪臣2008年03月20日管道带压开孔与封堵简介1.带压开孔技术的应用2.带压开孔设备构成3.带压封堵设备构成4.带压开孔、封堵设备部件带压开孔技术的应用1.带压开孔技术是利用开孔设备，在无介质外泄的状态下，以机械切削方式在运营管道上加工出圆形孔的一种作业技术。2.管道封堵技术是利用封堵设备，从开孔处将封堵头送入管道并密封管道，从而阻止管道内介质流动的一种作业。它是在完全密闭的状态下，在需改造管段两侧，利用机械手段，将改造段从管线中隔离出来，进行维护、修理、更换等改造作业的一种特种技术。3.管道封堵技术是1884年诞生的，到现在已有一百多年的历史。至今，技术发展已相当成熟，并在国际管道领域得到广泛应用，解决了大量的生产难题。带压开孔技术的应用对于运营中的管线，根据生产需要，可进行不停输封堵改造和停输封堵改造两种方式的施工：1、不停输改造：通常采用管线不停输封堵技术与设备，先将改造段两端分别用旁通管线接通，以旁通线输送介质，然后封堵主管线，清空隔离段介质，主管线便可进行任意改造施工作业。待新管段恢复后，解除封堵，切换至新管段正常输送，最后将旁通管线拆除。2、停输改造：不需架设旁通管线，一般是在封堵前将管线停输，利用封堵方法将改造段与主管线堵断，清空隔离段介质，然后进行改造作业。改造作业完成后，解除封堵，管线便可恢复输油、气生产。带压开孔技术的应用带压开孔技术的应用带压开孔技术的应用带压开孔设备构成1.开孔机2.开孔结合器3.夹板阀4.中心钻、刀具结合器5.筒刀6.对开三通带压封堵设备构成1.封堵缸2.封堵结合器3.夹板阀4.对开三通5.封堵头开孔机用来进行开孔作业的机械设备开孔结合器容纳开孔刀、塞堵，用于夹板阀和开孔机之间密闭联接的装置。筒刀一端带有多个刀齿、另一端与开孔机相联的圆筒形铣刀。中心钻安装有U形卡环，用于定位、导向和取出鞍形板，辅助筒刀开孔的钻头刀具结合器将开孔机和刀具联接起来的装置。夹板阀在开孔、封堵作业中，用于连接三通（四通）与开孔及封堵装置的专用阀门。对开三通、四通1.用于管道开孔、封堵作业，法兰部位带有塞堵和卡环机构的全包围式特制三通，分为封堵三通和旁通三通。2.用于管道筒式封堵作业，法兰部位带有塞堵和卡环机构、下护板带有突出密封腔体的全包围式特制四通。对开三通、四通封堵器封堵缸、封堵结合器、封堵头组合在一起为封堵器。封堵结合器容纳封堵头，用于夹板阀和封堵器之间密闭联接的装置。液压站防胀圈、鞍形板塞饼、塞堵置于对开三通或对开四通的法兰孔内，带有O型密封圈、单向阀和卡环槽的圆柱体。塞饼、塞堵结合器将开孔机和塞堵联接起来的装置。卡环机构置于对开三通或对开四通的法兰内，用于固定、限制塞堵的可伸缩机构。封堵头由机械转动部分和密封部件组成、用于阻止管道内介质流动的装置，分为：1.悬挂式封堵头、2.折叠封堵头和3.筒式封堵头。悬挂式封堵封堵技术包括悬挂式封堵、桶式封堵和折叠式封堵等多种形式。根据封堵压力的分类，选择适用的设备和封堵头。悬挂式封堵可应用于多种介质的管道，可进行高压封堵筒式封堵宜应用于气态介质或混合介质的管道折叠封堵宜应用于大口径、低压力的管道带压开孔、封堵作业准备1.人员资质、设备2.封堵压力分类3.管道调查与现场踏勘4.管道施焊压力要求5.材料的复核6.工具设备检查7.焊接工艺及评定8.施工现场确定原则9.封堵作业坑示意图10.作业平台的搭建11.开孔、封堵作业点的选取人员资质、设备1.参与封堵设备操作的人员应经过专业培训，并持证上岗。2.管件应具有材质单、质量保证书、检验报告、产品合格证、标识。3.施工前，应编制施工组织设计(或技术方案)及质量、安全、健康和环境作业指导书，并报业主审批。4.开孔封堵设备满足管道开孔、封堵施工要求。封堵压力分类按封堵头可承受的压力分为低压封堵、中压封堵、高压封堵和超高压封堵。1.低压封堵指管道压力小于等于0.5MPa的封堵作业。2.中压封堵指管道压力大于0.5MPa小于等于2.5MPa的封堵作业。3.高压封堵指管道压力大于2.5MPa小于等于5.0MPa的封堵作业。4.超高压封堵指管道压力大于5.0MPa的封堵作业。管道调查与现场踏勘对封堵作业管段的走向、埋深、高差、作业距离、土壤情况等进行现场调查。了解管道技术规格、输送介质参数、管道运行参数、防腐方式、清管情况、最低允许输送压力及管道允许的最长停输时间等。并填写管道调查表。管道施焊压力要求管道允许带压施焊的压力计算如下：式中：p——管道允许带压施焊的压力，（MPa）；σs—管材的最小屈服极限，（MPa）；t——焊接处管道实际壁厚，（mm）；c——因焊接引起的壁厚修正量参见表1（mm）；D——管道外径，单位为毫米（mm）；F——安全系数参见表2,单位为毫米（mm）。FDctps)(2管道施焊压力要求表1推荐修正量焊条直径mm＜2.02.53.24.0C1.41.62.02.8tt≥12.78.7≤t＜12.76.4≤t＜8.7t＜6.4F0.720.680.550.4表2推荐安全系数材料的复核1.对提供的管件进行复核。2.钢管及对开三通（对开四通）不应有磨损、裂纹、气孔、褶皱、重皮、夹渣等缺陷，无超过壁厚负偏差的锈蚀和凹陷。3.应检查对开三通（对开四通）卡环的伸出圈数，以保证安装塞堵位置准确。4.密封材料不应有气孔、杂质、飞边、毛刺、裂纹等缺陷，塞堵和封堵头用密封材料应满足管道介质和运行温度的要求。工具设备检查1.量具、仪表应经过检定或校准，并在有效期限内2.施工前所有机械设备应调试运转正常。3.模拟试验4.根据管道参数、介质参数、运行参数，施工单位无以往施工业绩时，施工前应先进行模拟实验。焊接工艺及评定1.根据管道材料、运行参数以及焊件材料编制焊接工艺指导书。2.按焊接工艺指导书施焊后进行工艺评定，按合格的焊接工艺评定编制焊接工艺规程。3.按照焊接工艺规程进行带压管道焊接。施工现场确定原则1.封堵作业点应考虑有足够的作业场地、操作空间、进出通道畅通无阻，还应避开工业、民用建筑、公共设施、电力电讯线路及与管道交叉或靠近的隐蔽物、管道严重腐蚀区。2.封堵作业坑尺寸的确定坑底宽度应按下式确定：B==D+K式中：B——坑底宽度，m；D——管道外径，m；K——坑底加宽系数，（K==2.5m）。每个封堵作业坑长度，按单、双封堵可分两种：单封堵5.0m，双封堵7.0m。施工现场确定原则1.封堵作业坑开挖应将管段暴露得足以测量直径，且便于在管段上预制安装和焊接作业。封堵作业坑两侧应有阶梯式上下安全通道，以便操作人员进出作业坑。2.平整坑边场地，将封堵集装设备及液压站放置在坑边,方便吊装和操作。3.封堵作业坑与管道碰头动火作业坑须隔墙居之，其坑间最短距离应不小于2.0m，4.封堵作业点应尽量选择在水平管段上，所选管段的椭圆度不得超过管外径的2%。管段若有内外腐蚀需测其壁厚（用超声波测厚仪测定）。5.法兰短节在管道上安装的位置宜避开管道螺旋焊缝、丁字焊缝及环形焊缝，其颈部外径与管道最近焊缝距离不小于150mm。封堵密封囊位置宜避开环形焊缝。施工现场确定原则1.作业坑分为封堵作业坑和动火作业坑，封堵作业坑和动火作业坑之间宜设隔墙，作业坑形式见图1。2.作业坑两侧应设有方便上下的安全通道；作业坑土质不稳定时，应有预防作业坑塌方的措施；地下水位较高的地段，应采取降水措施。3.设备应摆放在距离作业坑1米范围外。封堵作业坑作业平台的搭建1.在地上管道施工，对开三通（对开四通）的法兰端面高于地面1.3m时，应搭建作业平台。2.在埋地管道施工，对开三通（对开四通）的法兰端面高于作业坑底1.3m时，应搭建作业平台。3.作业平台搭建牢固，应有足够的操作空间，有护拦和上下行梯。开孔、封堵作业点的选取1.开孔、封堵作业点应选择在直管段上。开孔部位尽量避开管道焊缝，无法避开时，对开孔刀切削部位的焊道宜适量打磨。中心钻不应落在焊缝上。2.开孔封堵部位的管道圆度误差不得超过管外径的1%。3.测量施焊部位管道壁厚，满足施焊最小壁厚要求。管件的焊接1.三通的组对2.焊工数量3.对开三通（对开四通）焊接顺序4.开孔短节焊接5.焊接质量检验三通的组对管道介质流速要求封堵管件焊接时，管道内液体流速不应大于5m/s，气体流速不应大于10m/s。管件组对对开三通（对开四通）法兰沿管道轴线方向的两端到管顶的距离差小于1mm，对开三通（对开四通）法兰轴线与其所在位置管道轴线间距不应大于1.5mm。焊接要求按焊接工艺规程施焊。管道螺旋焊缝和直焊缝的处理宜对焊接三通部位的管道螺旋焊缝和直焊缝进行适量打磨。焊工数量1.对护板长度大于或等于750mm的对开三通（对开四通）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。2.在管道外径大于或等于Ф325mm的管道上进行对开三通（对开四通）环向角焊缝的焊接时，每道焊缝应至少两名焊工同时施焊，且两电弧间应相距至少50mm。对开三通（对开四通）焊接顺序1.确定工作所需要三通的类型，应先同时焊接两侧直焊缝，再焊接环焊缝。2.每道纵向直焊缝一名焊工焊接时，应按图2A所示焊接顺序同时焊接。3.每道纵向直焊缝两名焊工焊接时，应按图2B所示焊接顺序同时焊接。4.对开三通（对开四通）的两道环向角焊缝的焊接，应先焊接完成一侧环向角焊缝后，再焊接另一侧环向角焊缝。当两名焊工同时焊接一道环向角焊缝时，应按图3所示焊接顺序同时焊接说明：在使用前检查所有的LOCK-O-RING三通是否有运输损坏。不使用过大的力量，完全伸出和缩回所有的LOCK-O-RING卡环以检查其运行。记录伸出卡环所需要的转数。将卡环留在缩回的位置上。检查三通法兰表面并清除所有的灰尘和杂质。纵向直焊缝的焊接对开三通(对开四通)纵向直焊缝宜加垫板。焊工BA两名焊工同时焊接纵向直焊缝（左）纵向直焊缝（右）焊工A焊工DB四名焊工同时焊接纵向直焊缝（左）焊工C纵向直焊缝（右）焊工A焊工B环向角焊缝的焊接对开三通（对开四通）护板与管道的环向角焊缝的焊接宜采用多道堆焊形式，见图4。92对开三通（对开四通）护板管壁651810734A1B2A2B1环向角焊缝的焊接1.对开三通（对开四通）护板厚度小于或等于1.4倍管壁厚度时，焊角高度和宽度应与护板厚度一致，见图5。2.对开三通（对开四通）护板厚度大于1.4倍管壁厚度时，焊角高度和宽度应等于1.4倍管壁厚度，见图6。3.开孔孔径大于DN500，宜加防胀圈。1.41.4ttt2＞1t2t2对开三通（对开四通）护板管壁管壁2t2t1.4≤1t2对开三通（对开四通）护板11t45°t1.41.41.4ttt2＞1t2t2对开三通（对开四通）护板管壁管壁2t2t1.4≤1t2对开三通（对开四通）护板11t45°t1.4开孔短节焊接1.应按焊接工艺规程施焊。2.补强圈的尺寸应执行JB/T4736规定，并进行计算和校核。3.带补强圈开孔短节的焊道顺序见图，焊接顺序见图。4.不带补强圈的开孔短节焊接顺序见图。开孔短节焊接2“短节是用来连接平衡管路，用以平衡结合器和管道内压力的。焊接质量检验1.焊缝检验的方法可采用渗透探伤、磁粉探伤或超声波探伤或两种方法的组合。2.焊接接头的检验应执行SY/T4103的规定。3.缺陷的清除和翻修应执行SY/T4103的规定。管道开孔作业1.安装2”开孔机2.开2”平衡孔3.开孔结合器组装4.筒刀的安装5.中心钻的安装6.夹板阀的安装7.开孔测量8.开孔机的安装9.压力试验10.开孔作业11.拆除开孔机12.设备复位安装2”开孔机安装2“短节的作用1.当把封堵头从管线内提出时，用来平衡封堵头两侧的压力。2.当安装或拆卸（L-O-R）塞柄时，用于平衡（L-O-R）塞柄上下间的压力。3.隔离管段的放空,新管段的压力平衡2”短节的安装1.检查短节配件并擦拭干净，用手将螺纹塞堵拧进去检查螺纹丝扣，拆除塞堵，2.在短节上安装2”的阀门并保持阀门打开，3.测量阀顶到管顶的距离，测量阀顶到短节内螺纹上端的距离，4.把开孔结合器安装到2”开孔机上，安装刀具结合器与中心钻5.