天然气管道不停输带压封堵施工技术要点

张强（山东省天然气管道有限责任公司）

一、前言

随着我国天然气需求快速增长， 天然气长输管道进入建设高峰期，主干线、支干线、城市管网建设不断推进，新建管线与既有场站、既有管线连接，管道改线等情况越来越多。 传统改造施工需要将所涉及连接的管线流程截断，对管线进行泄压、排(放)空、吹扫置换等作业，再用火焊、锯、钻等开孔方法实施工程作业。 该施工方法虽然比较成熟，但是必须停输，清空管线后才能进行，给管线的运行带来了极大的隐患，经济上也造成很大的损失。 利用能够在管道不停输的前提下安全、高效地完成新旧管线的连接，并减少管道放空的损失，减少污染。 因此这项技术在天然气管道工程建设中有极大的应用推广价值。 本文主要介绍该技术在天然气管道施工中应用的施工步骤及技术要点。

二、技术简介

我国从1984 年开始使用带压封堵技术，在借鉴国外技术的基础上，通过科研攻关，实现了多项技术工艺的自主创新，封堵设备日趋完善，封堵能力、规格、种类不断提高，业务范围也不断扩大，封堵口径从25 毫米到1020 毫米多种管径，封堵压力最高达10 兆帕。

三、主要施工步骤与技术要点

1.不停输开孔作业。（1）开孔作业点应选取在直管段上，避开管道焊缝， 无法避开时， 对开孔刀切削部位的焊道进行适量打磨。开孔刀中心钻不应落在焊缝上。（2）测量管线的壁厚，避开管道严重腐蚀区域。 开孔封堵部位的管道圆度误差不应超过管外径的1%。 焊接对开全包等径封堵三通1 组，焊接平衡短节1 组。

焊接采用手工电弧焊， 焊接材料应根据管道和三通材质进行选择，焊接工艺应经过评定合格。 焊接完成后焊缝应根据设计要求的渗透检测合格。 夹板阀的安装。 （1）开孔机的安装。 安装前测量开孔钻行程的关联尺寸，计算钻头行程，通过标尺杆确认钻头行程与计算结果一致。 开孔联箱与夹板阀的同轴度误差不超过1mm。 开孔机安装好后，进行压力试验，试验压力等于管道运行压力。 （2）开孔作业。 开孔前则应对开孔设备密封腔体内充入氮气进行置换，使氧含量降到2%以下。 在管段合适位置开平衡孔并安装对应球阀和压力表， 打开夹板阀时须连接平衡管使阀板上下压力保持平衡。

2. 旁通管道的安装。 根据下游用气量确定旁通管线管径，管线材质壁厚应满足输送压力要求。应按要求进行试压。低点安装排污阀，并安装压力表。旁通管道应固定。投入运行前，应进行氮气置换。

3.封堵头的安装。 应对折叠板拉杆进行调节，封堵皮碗压板螺栓应均匀紧固，封堵皮碗不应重复使用，封堵器与封堵结合器应竖直安装和拆卸。

4. 封堵作业。 打开旁通管线上的临时流程给下游用户继续供气，封堵作业时管道内的气体流速应不大于5m/s。 下封堵时，先下下游封堵头，后下上游封堵头。 封堵头到位后，应紧锁封堵器主轴。 封堵时要仔细观看开孔时切割下来的鞍形板，根据管道内壁结垢和腐蚀情况判定封堵头皮碗的挤压程度。 封堵完成后，对封堵管段进行封堵效果的验证。 缓慢打开放空阀放气，将封堵段管道压力缓慢降至0.5MPa，观察30min，确认封堵严密后，方可进行后续作业。

5.机械割管。确认封堵严密后打开放空阀放空封堵管段内的天然气。 关闭放空阀门，从一侧平衡阀充入氮气，从另外一侧平衡阀放空，检测可燃气体含量合格后，可以开始切管。 切管采用机械切管机,切管过程中应持续充入氮气直至割管结束。

6.打黄油腻子墙。 拆除掉切割段管道，对封堵管道内进行清理，并打黄油腻子墙，厚度为500mm，然后用可燃气体检测仪进行检测，合格后，方可进行后续施工。

7.连头施工.按照图纸完成新旧管道连头施工。

8.管道氮气置换。 进行新管道氮气置换时，宜从上游平衡阀注入氮气，下游平衡阀放空，置换管道内的混合气体，并检测含氧量小于2%为合格。 合格后，停止注入氮气。 连接上游平衡管，打开上游平衡阀，使天然气缓慢的进入改造后的管道，控制天然气流速在5m/s 以内，检测天然气含量，以大于90%以上时为合格。

9.解除封堵。连接所有封堵器平衡管，打开相应平衡阀，进行压力平衡。 必须在保证封堵头两侧压力平衡后， 方可提取封堵头。 先提上游封堵头，再提下游封堵头；关闭夹板阀及平衡阀，拆除所有封堵器.

10.拆除旁通管线。关闭旁通管线与主管道连接的阀门；放空旁通管线内的介质。 然后拆除旁通管线。

11.下塞堵作业。再次安装开孔机进行下塞堵作业，下塞堵作业前应调整塞堵结合器内中心顶杆的伸出长度， 检查塞堵的方向，确保鞍形板的方向与管道方向一致。 塞堵安装完成后，开孔机主轴应全部收回。 开孔时切下的鞍形板应随塞堵装回管道，鞍形板装回管道前应清边， 清边后鞍形板外径宜比开孔孔径小10mm～20mm。 计算核对相关尺寸，确保下塞堵后不影响管线日后的清管工作。

12.防腐。 封堵作业完成后，将更改的管道（阀门）、三通等按要求进行防腐。4 对于异型三通和短节的防腐可采用黏弹体防腐膏，此种材料易使用、黏结力强、抗阴极剥离性能好。

四、实践中的应用

1.榆林-济南输气管道齐河末站和宣章分输站带压封堵工程

2009 年11 月中国石化天然气分公司榆林-济南输气管道建成后，进行安济线和榆济线切换时，为了不影响下游居民、工业的使用， 在齐河末站和宣章分输站采用了不停输带压封堵施工技术，顺利完成了管道的连头切换施工。整个施工工期20 天。安济线进出站管线压力最高（设计压力为6.0MPa），管径最大（直径为Φ711mm），管线材质为：L360。

2. 济-淄输气管道接支线带压封堵工程

济南分公司天然气综合利用项目通过采用不停输带压封堵技术，在不影响管线内介质输送的前提下，实现在原有济-淄主管线上加装三通（带挡球篦子）并完成与新建4.95km D273×13.0/9.5 管线的连通。 管线规格为Φ508×7.9mm 螺旋埋弧焊钢管材质为：L390，设计输送压力 为6.3MPa，封堵点压力：4.1MPa。

五、结 束 语

在不停输带压封堵施工过程中只要严格按程序、 规范要求操作、控制好技术要点，就能够大大提高施工的成功率、保障管道安全。 随着新的开孔、封堵工艺和关键设备的研发，这项技术的可靠性和安全性不断提高， 我们相信这项技术一定有广阔的发展前景。

[1] 蔡彪，李敬恩.带压封堵技术在冀东油气管道上的应用-机械研究与应用-2012 年 第4 期(4)

[2] 国家能源局. 钢制管道封堵技术规程 第一部分：塞式、筒式封堵SY/T6150.1-2011 6.2.1