城镇燃气钢质管道清管球吹扫要求及卡阻位置的定位探讨

摘要：本文对城镇燃气钢质管道在清管球吹扫作业中所涉及的基本要求，从技术、安全、过程控制上进行阐述；就通球出现卡阻后的分析、定位、查找进行探讨；提出建议从根源上避免卡阻。

关键词：燃气；钢质管道；清管球；卡阻；定位

Abstract: in this paper, the town gas steel pipeline pigging ball in purging involved in the operation of the basic requirements, from technology, security, describes the process control; Can the ball appeared the analysis after jam, orientation, and discusses the search; Suggestions from the root of avoid jam.

Keywords: gas; Steel pipe; Pigging ball; Jam; positioning

中图分类号： TU996 文献标识码：A 文章编号：

燃气管道安装完后，应在试压前进行吹扫，将管内的杂物清理干净，以满足设计和规范要求。一般而言，管道吹扫主要采用压缩空气、清管球和清管器三种方式，根据管线长度、管径、材质、技术要求的不同，选择适宜的吹扫方式。对于城镇燃气钢质管道，由于长度短、压力低、地理环境的影响而较多采用压缩空气或清管球进行吹扫；压缩空气吹扫简单、但效果较差，除特殊情况外很少采用；目前主要选择清管球吹扫。同时，城镇燃气钢质管道经常使用5D 和1.5D曲率半径弯头，以及穿越地下障碍物时出现的门字弯、来回弯等特殊形式，这极大地限制了清管器的使用。接下来主要介绍，城镇燃气钢质管道在清管球吹扫中的基本要求，以及发生卡阻后如何定位查找进行分析与探讨。

1清管球吹扫基本要求

1.1技术要求

1.1.1管道必须为同一规格，不能有变径。

1.1.2直径小于100的清管球一般采用实心球，大于100mm的采用内腔注水的空心球。清管球充水后直径过盈量应为管内径的5%～8%。

1.1.3通球次数不得少于两次，确认管内无杂物排除为合格。

1.1.4压力表量程应满足使用要求，建议采用较高的精度等级，便于观察记录准确。

1.2安全要求

1.2.1管道必须全部回填完成才能进行通球作业，通球的最高压力不得超过管道设计压力。

1.2.2对参加通球的施工人员要进行书面安全技术交底和作业前安全教育，并签字归档。现场须设置专职安全员，确保通球全过程的安全管理到位，及时发现和消除安全隐患。

1.2.3接球装置应选择在地势较高且50m内没有建筑物和人口的区域内，并设置醒目的安全警示标志。

1.2.4排气管必须焊接牢固且直径合理，并与接球装置采用拉杆焊接，避免强大气流下摇动断裂。排气管烟囱角度导向科学合理，朝向空旷的安全区域。

1.3过程控制

1.3.1成立现场组织机构，明确岗位分工和人员职责。现场成员包括但不限于现场指挥、发球端责任人、接球端责任人、专职安全员、压力记录员、空压机操作员等。

1.3.2通球时必须保持信息畅通，确保发球端和接球端的信息对称，及时传达各项指令。

1.3.3发球端安排专人时刻观察压力表的压力变化情况，并做好数据记录。接球端密切注意观察排气管烟囱的排放情况，有效判断清管球的运行情况是否正常。

2清管球运行动态判断、卡阻情况分析

2.1清管球运行动态判断

2.1.1相关计算数据

管道内截面积A（）

管道长度L（m）

管内气体容积V（m³）

空压机送气量Q（m³/min）

空压机送气时间t（min）

压力表指针压力P（MPa）

补充压力（0.1MPa）：清管球后端视为无压真空状态，压力表指针不显示这个大气压力（约0.1MPa）。

2.1.2通球的各项准备工作完成后，即可开启空压机打压送气。发球端和接球端开始信息联络，发球端每分钟记录一次压力，接球端同步观察排气管烟囱情况，据此判断清管球运行状态。在正常运行情况下，可以每隔一个时间段（半小时或1小时），依据记录数据初步测算清管球的动态运行距离。

2.1.3正常情况下，压力表指针的上下摆动应与排气管烟囱的间歇性出气、出尘相印证。接球端观察员应具备正确判断清管球运行情况的基本能力。

①通球过程中出现清管球漏气现象时，可以停机安全泄压后，再装入一个质量更好、过盈量较大的清管球继续进行作业，若两球相遇后继续漏气则应考虑找球。一般情况下，不提倡装入第三个清管球尝试，除非以创造卡阻为目的，并以此来定位找球。

②通球过程中出现第一个球卡阻或者后一个球卡阻（前一个球漏气后再装入的），而提高压力也不能解阻时，应考虑割断管道清除卡阻物，再行通球。严禁超过设计压力尝试解阻。

2.2清管球卡阻情况分析

造成卡阻的原因通常有：

2.2.1施工过程中，管内积水、泥土、渣石等杂物太多，管线过长，造成阻力太大，清管球推不动。

2.2.2管内焊条、修口切割料、木料等硬物或长物在管道弯头处卡住了，球无法通过。

3清管球卡堵的测算定位、查找

3.1清管球卡阻的测算定位

3.1.1清管球卡阻和漏气的本质区别在于空气输入量是否减少。卡阻情况出现时，空压机的送气量应等于卡阻段管内的气体容积量，据此分析，卡阻段管道的长度则可根据物理公式测算，并以此定位清管球。

3.1.2清管球从打压送气到判断卡阻出现时的时间点（t1），发球端记录的数据必然满足以下物理公式：

V1=Q×t1=A×L1×（P1＋0.1）

3.1.3清管球从打压送气到判断卡阻出现后继续增压到一定压力时的时间点（t2），发球端记录的数据同样满足以下物理公式：

V2=Q×t2=A×L2×（P2＋0.1）

3.1.4与此同时，从t1到t2时间段分析，打压送气增加量应和卡阻管道压力提高量有直接联系，也应满足以下物理公式：

V’=Q×（t2－t1）=A×L’×(P2－P1)

3.1.5以上3个公式中，其实还包含了一个重要信息，就是卡阻管道的长度L为一个固定值，也就意味着

L1=L2=L’

当然，由于时间记录、压力观察上的误差和绝对准确性问题，计算的L1、L2、L’之间只能是

L1≈L2≈L’

通过比较L1、L2、L’这三个数值，已能大致将清管球的卡阻位置定位到L=( L1+L2+L’)/3，其误差可以控制在30～50米内。笔者通过多年来诸多管线的通球卡阻测算，都快捷地找到了卡阻位置。如果再按此法继续测算出L3、L4、L’’、L’’’……，则定位越准，误差越小。

3.2清管球卡堵的查找

3.2.1通过测算定位来找到卡阻清管球，可以说是找到了开启大门的方法，但要真正拿钥匙开好门，还需做进一步的深入。由于城镇燃气钢质管道走廊经常会通过公路、人行道或者人口密度较大、建（构）筑物较近的位置，30～50米或者更短的距离内多点开挖、查找，都是不够经济、不宜操作的指导距离。

3.2.2正如前面所提到的，清管球卡阻位置基本上都在管道转角（急弯、门字弯、来回弯）、陡坡立管等比较显著的地方，若能在测算定位的距离范围内，再找到此类特殊位置，那开挖、查找就可以做到有的放矢。

4结语及建议

经过多年来工程建设实践，管线通球应认真按照基本要求作业，当出现卡阻后，可参照上述方法实现经济、快捷的定位查找，解决找球难问题。同时，还应深刻认识到，多数卡阻都源于人为因素：布管时进入了大量杂物，组焊前忽略了管内清污，收工后未封堵管口等不良习惯，都可能出现卡阻，造成经济和工期损失。防患于未然才是主要的。