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山区抢修设备运输及天然气管道焊缝开裂抢险方法介绍西气东输管道公司2012年3月目录1前言2山区抢修进场方式3山区抢修施工方法4沁水断管抢修介绍5结束语1前言——山区管道抢修课题研究的背景目前，我国石油天然气管道建设正处于快速发展时期，山区管道的长度不断增加，而管道途经地区各种复杂的地质条件多样性、气象条件的复杂性以及管道附近的国家基础设施建设的增多，都对管道造成不同形式的威胁，管道腐蚀穿孔、应力集中释放造成开裂、第三方破坏等等险情时有发生，而山区地质环境又制约了管道事故的快速抢修。1前言——山区管道抢修课题研究的背景一些抢修单位也在对山区管道抢修机具运输和专用设备进行了研制，并有针对性进行抢修演练，以期完善和改进。西气东输所辖的管道沿途地形地貌复杂多样，在陕晋地区，管道通过黄土高原，吕梁、太行和太岳山脉，华中地区崇山峻岭也很多，河谷山台众多、地形破碎，陡坡、冲沟分布密集，一些地段地形最大高差为950m，最大坡度近70°，是西气东输管道山地抢修的重点和难点地段之一。1前言——西气东输工程山区段管道概况由于管道抢修的作业具有其特殊性，有别于正常的长输管道的施工敷设，在时间、质量、施工条件和手段等各方面有诸多限制，研究出一套针对性强的山区抢修势在必行。为确保山区管道抢修工作的顺利进行，我们公司根据不同的地形地貌和地质条件，因地制宜地制定了不同的施工方法，研制相应的专用山地抢修机具，并努力在从实践中检验和改进完善山区管道抢修的方法和措施，不断地积累山区抢修经验。1前言——西气东输工程山区段管道概况2山区抢修进场方式——施工难点首先，需要解决的是抢修车辆、机具等进场问题。针对一般管线抢修，我们各抢修单位主要是由吊车、工程抢修车、随车吊、货运车辆等抢修车辆参与，采取修筑便道来使抢修设备机具进入现场，完成抢修任务。但对于有些山区地段高落差，坡角大，作业带修建受限，难度大，运布管段、设备停放困难，导致一些施工车辆设备无法顺利进入现场。2山区抢修进场方式——施工难点其次，抢修作业所必需的切管机、电焊机、发电机等较大型设备同样受到山区地形的影响，无法顺利运输到现场，或是运输到现场附近，由于管沟、作业坑等地形限制，无法一次性到位。所以，一套便捷、实用、有效的山区抢修机具的集装化、小型化的改造是必不可少的。所以，针对山区管道抢修的重点就在于：抢修特种车辆的进场，抢修机具设备的运输，管材的吊装组对等三个方面是我们必须考虑、重点解决的首要问题。2山区抢修进场方式——机具措施正常的山区管道施工，一般都采用吊管机和履带式挖掘机作为主要的现场施工机具，通过修筑便道（填方、挖方、修筑牵引锚墩、悬索安装以及石方爆破等方式，时间要求紧迫，手段措施比较到位的情况下进行的。2山区抢修进场方式——机具措施坡度＜20º时，吊管机可以行走利用吊管机运输。坡度≥20º时，吊管机无法行走，采用挖掘机、推土机相互配合，在坡顶设置卷扬机牵引，采取先开挖管沟，后在沟底铺设轻轨运管的方法。一些较深沟壑采用吊索运送管段、沟下安装，甚至可以采用流管的方式进行运送管段、组对焊接安装。2山区抢修进场方式——西气东输机具研制西气东输在此基础上，组织各维抢修单位根据山区抢修的特点，开展课题研究，制定出了多种抢修施工方法，并根据施工方案研制出了各类抢修机具，以保证在不同山地环境下抢修作业的顺利实施。西气东输抢修机具包括:（1）配置适于山地抢修设备，轻型化、快装化的山地抢修集装化工装，减少设备、机具的单体重量，提高快速抢险速度，提高机具的可操作性；2山区抢修进场方式——西气东输机具研制（2）研制爬坡能力优越的履带式山地抢修车，可单独完成物资设备运输和管段吊装作业；（3）山地运管小车，配合固定山体轨道、卷扬机和山地抢修车牵引，完成山坡运送管段物资和吊装对口作业，适用于坡度较大的山区地段；（4）货运索道，设计了牵引动力卷扬机及临时龙门吊，通过动定滑轮、悬索等设施，牵引管件、机具就位以及完成组对焊接作业。（5）直升飞机吊运。2山区抢修进场方式——山地抢修车履带式山地抢修车。主要技术参数：爬坡能力小于30°，越障能力0.6m高障碍及1.6m×1m的深沟，运输能力3T，吊装能力5T，牵引力30T。优点：（1）较强的越障能力及机动性，遇到湿滑坡路，配备履带防滑锥，提高行驶稳定性；（2）当山体坡度小于25°时,山地抢修车能够独立完成运输抢修物资及吊装对口的工作；（3）配备清障功能，可作地锚及为其它设备提供动力。2山区抢修进场方式——山地抢修车2山区抢修进场方式——山地抢修车缺点：（1）当山体坡度大于25°时，山地抢修车无法独立完成作业，需要在其能够迂回到事故地的情况下，采用山地抢修车牵引山地运管小车，将抢修物资运送到位，相互配合，完成作业；（2）山地抢修车的运输和承载能力、大角度地段抢修制约其作用的发挥。2山区抢修进场方式——运管小车黄土塬山区固定轨道式运管车。主要技术参数：适用坡度30°—50°，运输能力：3T。优点：（1）适用坡度较大，可完成陡坡段管道抢修作业；（2）自带起吊机构，可完成吊装对口作业。2山区抢修进场方式——运管小车缺点：（1）配套设备设施过多，需要预先铺设固定轨道，需要山地抢修车牵引；（2）固定轨道的搭建、卷扬机等临时锚固的设置都需要时间，即使提前根据预埋了锚固基础，也需要运输就位安装等并根据具体抢修方案来定，耗时过长，延误抢修；2山区抢修进场方式——货运索道货运索道。主要技术参数：适用坡度大于25°，架设时间24h，运输能力3.5T，运输速度0—4m/s。优点：（1）索道架设完成后，可以分批次多次进行抢修物资的运输，提高了物资货运量。（2）除运送物资外，还可利用索道进行管段的吊装对口。2山区抢修进场方式——货运索道缺点：（1）索道前期架设,临时龙门架的搭建时间过长，延误抢修。（2）索道运输过程中,存在机具物资掉落的风险，安全隐患较大。2山区抢修进场方式——直升飞机对于山体坡度过高，山地抢修车、运管小车、货运索道均无法实现物资运输的时候，则采取直升飞机运送抢修人员、吊运机具和抢修管件等方法来快速抢修。2山区抢修进场方式——直升飞机优点：直升飞机运输速度较快，可提高物资运送效率。缺点：（1）费用过高，航空管制，申请周期较长；（2）因在山体地段，缺少可降落平台；（3）直升机完成管道吊装对口作业难度较大。2山区抢修进场方式——机具措施实际抢修作业时，由于抢修时间限制在最短时间内完成，调用吊管机或临时埋设地锚时间不允许，管道安全属性又限制大型作业，只能采取人工和机械配合的方式一点一点地尝试着进行开挖作业，甚至还需要辅助设备进行配合强制通风来降低油气爆炸风险。一般情况下是人工来完成初步泄露点的确认，采取一定措施后，由多台挖掘机、铲车、推土机联合作业，来打开作业面，形成具备抢修作业条件。2山区抢修进场方式——机具措施挖掘机其爬坡能力为35度，配合挖斗开挖支撑可以到达45度；最大挖掘深度为4.2米，具有分布广泛、征用调集方便，优越的爬坡能力和越野性能以及自救能力强、作业高效的特点，利用其特点，修筑上山通道，修筑平台、相互配合倒运以及物资吊装，甚至可以参与组对焊接作业。3山区抢修施工方法——施工要求山区抢修作业，地形由于高落差，坡角大造成物资运输困难，作业面受限制，作业风险大，抢修耗时过长的特点，因此山区抢修施工具有以下要求:(1)对泄漏点必须在第一时间迅速而准确地判断管道破损情况，通过工艺判断、人工开挖确认破损点，初步确定抢修方案；找出破损点后根据管道破坏程度，请示并最终确定抢修方案。(2)现场地形地貌勘查应准确，包括山体坡度，地质情况，特别是要充分考虑地质承载力，调度或申请调集相应的抢修设备机具。所装载的设备基本包括切割、组对、焊接、电气、起重几个主要部分。3山区抢修施工方法——施工要求（3）根据管道走向和破坏程度，确定抢修机具的进场路由和方式，确定开挖范围，考虑好土方堆放区、后续抢修设备车辆进场道路和停放区域，抢修设备机具的摆放区域、吊装作业区和管件预制区域等；（4）管沟开挖先人工，安全条件具备后上机械；一般管沟两端有安全疏散通道，沟两侧1～1.5米，管底0.5米；最好将破损点两侧最近的环形焊缝之间开挖出来进行检验是否受损。有山控水的管沟还要有排水沟和集水坑；抢修设备的摆放还要考虑抢修机具设备的操作和排布线，便于现场作业。3山区抢修施工方法——施工要求（5）一些特殊的地段，需要统筹考虑整体施工工序。维抢修配合单位应预先处置，防止进一步发生次生危害，如支护管道、压重稳管、预设牵引锚、铺设轨道、安装索道支架等等。可山上山下同步开展作业。（6）管道的组对焊接作业需要参照相应的油气长输管道施工验收规范。对于其中的坡口角度、钝边长度、焊缝间隙、错口余量等尺寸都要依照标准执行。焊接作业需要有具备符合施工要求的焊接工艺评定，并在焊接前对每名焊工进行技术交底，确认焊接规程，施焊工艺，以保证施工质量合格。3山区抢修施工方法——施工要求（7）合理调配人员，统一指挥，一方面要满足整体抢修需要，二是要充分考虑各种可能出现的风险因素，做好职能分工，分清主次，分头进行，并做好抢修人员和设备的后勤保障工作。3山区抢修施工方法——组对焊接要求组对焊接作为施工作业过程中的关键工序，必须严格按照施工标准执行，在此特别对相关要求加以说明。针对天然气管道抢修，由于辖区管径不同，管口组对一般采用外对口器进行组对并且应是可调节式的。管道焊接前后应注意预热和缓冷，防风防潮，以确保焊接质量。焊接设备林肯氩弧焊机或DC-400焊机，可满足氩弧焊、半自动焊接及手工焊接。3山区抢修施工方法——施工方案针对天然气管道焊缝开裂抢修，可采取以下三种方案：1）焊接套袖；2）安装卡具；3）更换管段。3山区抢修施工方法——施工方案（焊接套袖）当管道焊缝存在缺陷或泄漏量较小时，可采取焊接套袖，包管方案。作业步骤如下：（1）放空并进行氮气置换。（2）剥防腐层，处理焊接面。（3）焊接套袖。（4）检测焊道合格后恢复输气。3山区抢修施工方法——施工方案（焊接套袖）鉴于运行中需把套袖连接到管道上，为了使套袖与钢管之间得到可靠的连接，因此需要仔细认真地考虑焊接技术，做好焊接前的准备工作。3山区抢修施工方法——施工方案（焊接套袖）焊接前的准备工作（1）检查环周坡口的厚度，必须与管壁厚相配合并能承受管道压力。（2）在进行安装套袖至管道上时要检查缝隙，若缝隙超过3㎜时，建议通过改变位置或是改进套袖把缝隙降至最小。（3）清洁将要焊接的坡口，清洁坡口表面的油漆、锈蚀等。（4）借助链条卡具，沿管子把上下两个护板紧固好。并在局部位置采取点焊方式进一步固定，等正式焊接时需要把这些焊点去除。3山区抢修施工方法——施工方案（焊接套袖）对于在役焊接用套袖，有两种不同的焊缝：纵向和环向焊缝。焊接顺序是：两条纵向焊缝同时焊接，完成后先对一侧环向焊缝焊接，随后是另一侧环焊缝的焊接。3山区抢修施工方法——施工方案（焊接套袖）注意：盖面焊接需由管线至套袖进行，需注意焊接顺序。3山区抢修施工方——施工方案（可焊耦合式卡具）如果泄露量较小，抢险人员能够靠近作业，则无需放空，可直接打卡具；如果泄露量较大人员无法靠近，则需降压至泄露量较小，人员可以作业为止。作业步骤如下：（1）根据情况确定是否需降压；（2）剥防腐层；（3）在管道上安装卡具；（4）确认夹具无泄漏后，保压30分钟,方可实施焊接；（5）密封焊接侧面；（6）扭紧螺栓、螺母；（7）密封焊接螺母与侧面钢梁；（8）密封焊接螺栓、螺母。管道准备工作（1）在管道上安装卡具的圆形密封垫前，要除去管道表面防护层、铁锈等异物。（2）在安装前，为方便螺栓自由转动，需要清洁、润滑所有的螺栓螺母。3山区抢修施工方——施工方案（可焊耦合式卡具）安装（1）卡具在管道上安装时，需要将卡具尽量置于管道漏点的中心。有时候，先将卡具放松置于管道漏点一侧，然后移到破坏点中心较为便捷。（2）所有的螺栓、螺母都应一致扭转。在固定好螺栓时，最好能保持侧面钢梁缝隙相同。3山区抢修施工方