小口径管道带压封堵技术在双兰线密度计撬座搬迁中的应用

摘 要：运用小口径管道带压封堵技术实现双兰线密度计进出口管道封堵断管，从施工位置特点、施工前期准备、焊接工艺要求、作业流程及步骤等四个方面介绍了小口径管道带压封堵技术。指出了作业中应注意的问题，并提出解决措施。

关键词：小口径管道；封堵技术；应用

1 概述

乌鄯兰原油线、乌兰成品油线（简称双兰线）全长3986公里， 2006年底成品油管道建成投产，2007年原油管道建成投产，截止2014年累计运行9年。原油主管道管径为Φ813mm、成品油主管道管径为φ559mm。原油、成品油主管道材质为L450。辅助生产配套小口径管道Φ89mm以下各类规格有近10种，壁厚从2.9mm至4mm不等，材质全部为20#钢。部分小口径管道因材质、壁厚、防腐、埋地工艺等因素影响，导致该类管道较主管道容易发生腐蚀穿孔现象。2014年2月13日，瓜州输油站密度计出口管道腐蚀穿孔，管道规格为Φ33.4×3.4mm，由于密度计处于进站ESD阀门外侧，进出口管道和干线相连，抢险时干线油品压力无法完全泄放，给抢修工作带来很大难度。公司为消除管道运行安全隐患，于2014年11月-12月，采用小口径管道带压封堵技术在管道不停输的情况下对辖区5座密度计进出口管道封堵切除，将原密度计撬座搬迁至进站三通以内。此技术是在小口径管道上开封堵柱外径大小的孔（管道上下开通），用开孔机将封堵柱送进所开孔内，通过开孔机进刀使封堵柱压缩，紧贴孔壁，完成封堵。文章就将密度计进出口管道切除应用到的封堵断管技术做详细介绍。

2 小口径管道带压封堵技术工艺

2.1 作业地点、部位描述

作业地点位于进站超声波流量计与进站ESD阀门之间，密度计进出口管道与主干线连接部位（如图1所示）。

图1 密度计工艺流程图

2.2 作业前期准备工作

（1）准备配套堵漏封头-筒节组焊件（带圆弧）一个、配套两瓣四通一套、四通对焊夹子一套、四通与引压管环部密封卡具一套、密封卡具密封件胶条一副、内螺纹ZG21/2"硬密封手动球阀一个、开孔兼封堵连接管一根、铜堵柄一个、Ф48封堵柱一个、带压开孔器及配套工具一套、焊接配套机具一套。

（2）检查各主辅助机规格、型号、压力等级并确认尺寸相符、性能良好。

（3）现场“三通一平”工作完成，作业坑开挖以及逃生通道准备完毕、现场道路、场地、空间满足安全作业条件。

（4）在主管道上打磨出封堵四通底部与主管道焊接作业面，将小口径管道打磨出等同于封堵四通长度的作业面。

（5）封堵作业在管道不停输状态下进行，达到施焊条件后进行焊接作业。

原油管道封堵前焊接四通管内压力需小于施焊压力：施焊压力=管道允许工作压力×0.5；成品油管道封堵前焊接四通管内压力需小于施焊压力：施焊压力=管道允许工作压力×0.4。

2.3 焊接工艺要求

（1）四通焊接。完成焊接区域管道壁厚测量后将四通坡口加工成符合焊接工艺要求的坡口型式，再用磨光机将坡口内、外二侧各50mm打磨至见金属光泽，用全手工氩弧焊焊接四通。

（2）堵漏封头、筒节焊接。将坡口加工成符合焊接工艺要求的坡口型式，再用角向磨光机将坡口内、外二侧各150mm打磨至见金属光泽。用 E5015焊条，采用多层多道焊焊接方式焊接堵漏封头、筒节。

（3）焊接作业（动火焊接工艺规程见表1）。焊道的起弧或收弧处相互错开30mm以上，严禁在坡口以外的钢管表面起弧，在每层焊道全部完成后，用角向磨光机将焊道表面的熔渣、飞溅、缺陷等清除干净，打磨时不得伤及管道坡口形状。打磨完毕，为保证层间温度，立即进行下一层焊道的焊接。

表1 动火焊接工艺规程

3 作业流程及步骤

（1）将两瓣四通对好位置，先将上部对焊夹子卡在定位槽内，再将下部对焊夹子夹在下部四通外圆部，将两瓣四通上表面对齐后，均匀紧固上下对焊夹子的螺栓，使两瓣四通间隙均匀，直至无缝。将对焊夹子未包裹的部位，局部断续焊接后，将对焊夹子拆下（如图2所示）。

图2 组对两瓣四通

（2）将两瓣四通包焊在小口径管道外（先焊纵焊缝，后焊根部与主管道部分）焊接前将铜堵在不带O型圈状态下，反复试装，焊接时不带铜堵，但要将四通右盖安上，防止焊接四通时将外螺纹破坏。将两瓣四通对焊后，冷却到正常工作温度后，再次将铜堵在不带O型圈状态下试装，检验是否由于焊接使螺纹部分变形（如图3所示）。

（3）对焊接部位采取着色渗透探伤。

（4）铜堵试装完成后，开始进行密封夹具的密封条安装，各处要尽量一样高。待四通冷却到正常工作温度后，将密封夹具对装在四通外，定位片对在四通槽内，用定位销找正，在两块密封夹具间对称装上3mm的垫片，均匀紧固4个内六角螺栓，直至压紧3mm的垫片为止。在夹具背面有泄压孔，安装接管、压力表、1/4″球阀（如图4所示）。

图4 安装密封夹具

组装开孔机、筒刀、中心钻、法兰式连接器、开孔阀门，并将其连接到四通上。然后将手动开孔机-法兰式连接器-阀门-密封夹具整体打压达7.0MPa。

具体方法：a.在开孔钻处打压。将打压泵、开孔钻、压力表、1/4″球阀接到一起，开孔阀保持全开状态。启动打压泵，打压液由手动开孔机头部接口处注入，液体经过开孔机-法兰式连接器-阀门-密封夹具（此时将泄压阀门关闭），逐渐升压到7.0MPa，保压30分钟，检查是否有漏点。b.如果不能稳压，可能是压力卸放到开孔阀阀腔内部，此时保持开孔阀半开状态，使压力进入到开孔阀阀腔，再进行稳压实验。c.进行上述步骤后如果还不能稳压，则关闭开孔阀，在开孔钻和密封夹具泄压孔处分别进行打压实验，可判断是由于开孔钻处存在泄漏还是在密封夹具处存在泄漏。针对具体泄漏点进行处理。如果稳压成功，进行下一步操作。

（5）用特制五齿筒刀将小口径管套断（如图5所示）。

用配套中心钻进行作业（具体作业尺寸数据见表2）。

表2 密度计进出口管道断管封堵相关作业数据

开孔机安装电动头前须接电试验转向，工作转向为顺时针。电动头带动主轴旋转，手动顺时针扳动上刀手柄可以实现上刀，每转一圈进刀4mm。

（6）管子套断后退刀，将断管带出，关闭阀门，将法兰中间螺栓拆开，手动开孔机和与之连接的法兰式连接器一同取下，不用拆开。

（7）手动开孔机更换上封堵柱，重新安装手动开孔机。打开开孔阀，开始用开孔机送进封堵柱（如图6所示），行程距离参考表2。将密封夹具上的阀门打开放空后，重新关闭。检查四通上压力表显示，如无压力显示，可确定完成封堵。否则继续压紧封堵柱或取出封堵柱更换新的封堵柱后重新操作。

图6 封堵作业

（8）确定封堵完好后，拆下密封夹具，将小口径管切断。用布将残留在封堵柱上部的液体粘擦干净，防止焊接上盖时出现蒸汽，并观察封堵柱是否漏油。如果漏油可再顺时针旋转手动开孔机后面扳手，压紧封堵柱。备好四通上盖（如图7所示）。

图7 封堵完成，实施断管作业

（9）焊接四通上盖（如图8所示）：将湿布围裹在封堵柱部位的四通处，为确保封堵效果，需不断往湿布上浇水，将封堵柱外部温度控制在≤100℃。

（10）退回主轴，拉出封堵柱，关闭开孔阀，拆下螺栓，卸下封堵柱。

（11）安装送铜堵杆及铜堵（如图8所示）。

图8 四通上盖焊接及下铜堵作业

（12）铜堵行程距离参考表2。下铜堵完成，扣上四通右盖。由于四通右盖与铜堵上的O型圈位置太近，此处不焊接（如图9所示）。

（13）完成堵漏封头焊接，并对焊接部位进行着色渗透检测（如图10所示）。

图10 封头焊接

4 技术特性及应用效果

（1）安全型高，运用小口径管道带压封堵技术成功实施了辖区5座密度计撬座9根进出口管道封堵断管作业（其中1根在管道腐蚀穿孔后进行抢修割除）。该技术也可用于小口径管道泄漏抢修作业。（2）操作简单，全过程运用一套开孔设备实现开孔、封堵、下铜堵作业。（3）封堵效果好，通过5座密度计撬座9根进出口管道封堵断管作业过程验证，可实现完全封堵，无泄漏。另外，在过程中可通过密封夹具上的压力表显示判断是否完全有效封堵。如无，则有相关处置方法进行进一步处置，最终实现成功封堵。

参考文献

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[2]李晓瑜，王学文，何欢.输气管道不停输封堵技术在鄯乌线上的应用[J].油气储运，2004，23（3）：42-45.