姜 斌，楊延峰

（勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司，山東東營 257073）

一種自制簡易封堵器在長輸管道施工中的應(yīng)用

姜 斌，楊延峰

（勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司，山東東營 257073）

在大口徑長輸管道施工過程中，受管道內(nèi)穿堂風(fēng)的影響，焊口常產(chǎn)生氣孔、未熔合、根部成型較差等焊接缺陷，從而影響焊接質(zhì)量。傳統(tǒng)的臨時(shí)管道封堵多是將預(yù)制好的盲板通過外力卡在管道外坡口之上，盲板的拆除及安裝極不方便，同時(shí)也可能導(dǎo)致管道外坡口或防腐層損壞。文章介紹一種簡易的管道封堵器，不僅可以在施工中有效降低甚至隔斷管道內(nèi)穿堂風(fēng)，同時(shí)也能對(duì)已焊接管道進(jìn)行輔助清管與測徑施工。該簡易封堵器在西氣東輸二線及福建LNG等工程中進(jìn)行了推廣應(yīng)用，效果良好。

長輸管道；焊接施工；管道封堵器

0 引言

在大口徑長輸管道施工過程中，因焊接組對(duì)管道較長，管道腔體內(nèi)氣體受外界氣溫變化的影響，由氣體熱脹冷縮的物理特性造成氣流在管道內(nèi)流動(dòng)，從而在管道內(nèi)產(chǎn)生穿堂風(fēng)，該現(xiàn)象尤其在溫差變化較大的高原地區(qū)表現(xiàn)得更為明顯。管道焊接質(zhì)量除了與焊接設(shè)備及焊工的技術(shù)水平有關(guān)外，還受諸多外部因素的影響[1]。在管道焊接過程中，受管道內(nèi)穿堂風(fēng)的影響，焊口常產(chǎn)生氣孔、未熔合、根部成型較差等焊接缺陷，從而影響焊接質(zhì)量。因此，當(dāng)管腔內(nèi)穿堂風(fēng)較大時(shí)無法進(jìn)行焊口焊接 （尤其對(duì)于低氫型焊條、自保護(hù)藥芯焊絲等對(duì)風(fēng)速要求較嚴(yán)格的焊材）。筆者在福建LNG工程第六標(biāo)段曾做過測試，管道內(nèi)穿堂風(fēng)最大風(fēng)速可達(dá)10 m/s，施工規(guī)范要求自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊在風(fēng)速大于8 m/s時(shí)，如未采取有效保護(hù)措施，不得進(jìn)行焊接[2]，因此若不采取有效方法減少管腔內(nèi)風(fēng)速，將會(huì)對(duì)管道焊接產(chǎn)生嚴(yán)重影響。傳統(tǒng)的臨時(shí)管道封堵多是將預(yù)制好的盲板通過外力卡在管道外坡口上，盲板的拆除及安裝極不方便，同時(shí)也可能導(dǎo)致管道外坡口或防腐層損壞。在長輸管道多批量分段預(yù)制施工中，防風(fēng)盲板安裝更費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本文介紹一種簡易的管道封堵器，不僅可以在施工中有效降低甚至隔斷管道內(nèi)穿堂風(fēng)，同時(shí)也能對(duì)已焊接管道進(jìn)行輔助清管與測徑施工。

1 簡易封堵器的組成及功能

簡易封堵器的組成較為簡單，主要結(jié)構(gòu)為管道內(nèi)對(duì)口器通過牽引繩連接后附自制清管器及測徑板，如圖1所示。

自制清管器內(nèi)芯為壓實(shí)度較高的海綿，外用膠皮包裹并用鋼絲捆牢。自制清管器成品為圓柱體，圓柱體直徑根據(jù)管道內(nèi)徑制作，通常自制清管器外徑約為管道內(nèi)徑的105%～110%。特殊情況時(shí)可使用隔熱膠皮予以保護(hù)。

該封堵器的原理是通過內(nèi)對(duì)口器在管內(nèi)自動(dòng)行走帶動(dòng)自制清管器及測徑板，清管器直徑可根據(jù)管道內(nèi)腐蝕及雜質(zhì)情況進(jìn)行制作。當(dāng)清管器直徑不小于管道內(nèi)徑時(shí)，清管器與管道內(nèi)壁摩擦從而起到清管及屏蔽管內(nèi)穿堂風(fēng)的作用。測徑板在管內(nèi)行走，可直接進(jìn)行管道測徑。當(dāng)對(duì)下一道焊口焊接時(shí)，清管器及測徑板會(huì)隨對(duì)口器的行走而前進(jìn)。該封堵器主要功能如下：

（1）封堵作用。管道內(nèi)對(duì)口器在運(yùn)行過程中拖動(dòng)清管器行走，清管器與管道內(nèi)壁之間產(chǎn)生了良好的密閉效果，從而減少甚至隔斷管腔內(nèi)穿堂風(fēng)，有效降低管道焊接時(shí)穿堂風(fēng)對(duì)焊接的影響。

（2）輔助清管作用。掃線是長輸管道施工中的關(guān)鍵工序之一[3]，通過清管，可以清除管道內(nèi)部銹渣、硫化鐵粉末以及施工過程遺留的焊渣、雜質(zhì)[4]。長輸管道施工常采取邊清管邊組對(duì)焊接的方式。當(dāng)大量進(jìn)行管道預(yù)制且施工周期較長時(shí)，常因管道本身質(zhì)量或管道臨時(shí)盲板封堵不善等原因，導(dǎo)致管道內(nèi)壁產(chǎn)生鐵銹或進(jìn)入小動(dòng)物及石塊、泥沙等雜質(zhì)，如果預(yù)制管道聯(lián)頭施焊時(shí)雜質(zhì)未能及時(shí)清除，可能在管道通球吹掃過程中造成卡球，影響管道吹掃施工，嚴(yán)重時(shí)甚至需進(jìn)行割口取球，從而影響了施工工期，并造成資源浪費(fèi)。使用該簡易封堵器時(shí)，管道清管器在內(nèi)對(duì)口器牽引下行走，在運(yùn)行過程中因清管器與管道內(nèi)壁摩擦，可以有效地清除管道內(nèi)壁鐵銹及管內(nèi)雜質(zhì)，起到了輔助清管的作用，為后期的清管測徑施工創(chuàng)造了良好的條件。

（3）輔助測徑功能。管道通球測徑施工是檢驗(yàn)管道橢圓度等參數(shù)的最后一步重要測試，對(duì)于管道運(yùn)營后通球掃線施工有著重要的意義，因此在施工過程中若能及時(shí)進(jìn)行管道測徑，則可有效避免因管道對(duì)口偏角或管道橢圓度不滿足要求等原因造成管道后期測徑結(jié)果不合格。本裝置中，測徑板在內(nèi)對(duì)口器牽引下行走的同時(shí)對(duì)管道橢圓度進(jìn)行了輔助測試。若測徑板可以順暢運(yùn)行，則說明本段管道橢圓度能夠滿足規(guī)范要求；當(dāng)測徑板無法在內(nèi)對(duì)口器牽引下行走時(shí)，則說明測徑板所處位置可能存在橢圓度不符合要求的風(fēng)險(xiǎn)，可以提醒施工人員及時(shí)進(jìn)行檢查。

2 應(yīng)用實(shí)例

中海福建LNG項(xiàng)目是經(jīng)國家發(fā)改委核準(zhǔn)的國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，第六標(biāo)段的管道規(guī)格為D 711 mm×16 mm，設(shè)計(jì)壓力7.5 MPa，管道采用3PE防腐。該項(xiàng)目施工過程中，在樁NS006至NS048間16 km管道進(jìn)行了該封堵器的推廣應(yīng)用。以NS006樁位為例，在未進(jìn)行臨時(shí)封堵器安裝時(shí)管道內(nèi)穿堂風(fēng)風(fēng)速為8 m/s，安裝簡易封堵器后管內(nèi)穿堂風(fēng)風(fēng)速小于1 m/s。在樁NS025至NS026間800 m分段預(yù)制管道焊接過程中清理鐵銹、沙塵約1.5 kg。本工程最終清管測徑一次成功。

[1]胡培海，張龔軍，張莉芬，等.丘陵、山地管道半自動(dòng)焊可能產(chǎn)生的缺陷及其預(yù)防[J].石油工程建設(shè)，2003，29（4）：36-37.

[2]GB 50369-2006，油氣長輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]張吉坤，宗照峰，魏廣起.長輸管道掃線施工工藝[J].油氣田地面工程,2002,21(1)：28.

[4]趙小川，南發(fā)學(xué)，劉振方，等.西氣東輸干線清管作業(yè)實(shí)踐與建議[J].天然氣與石油，2008，26（6）：1-6.

Self-made Simple Blocking Device Used in Long-distance Pipeline Construction

JIANG Bin（Shengli Petroleum&Chemical Construction Corporation,Dongying 257064,China）,YANG Yan-feng

In large diameter long-distance pipeline construction,welding defects such as air pores,unfusion and poor root formation often occur owing to through-draught influence,so that a blocking device is needed to prevent through-draught.A prefabrication blanking plate clamped to pipe bevel is traditionally used as the temporary pipeline blockage,but it is inconvenient to installation or dismantlement,and may cause damage to pipe bevel or anticorrosion coating.A new self-made simple blocking device is developed,which not only decreases through-draught effectively even stops it,but also carries out assistant pigging and callipering.This blocking device has applied in Second West to East Gas Pipeline Project,Fujian LNG Project,etc.and gained good results.

long-distance pipeline;welding construction;pipeline blocking device

TE973.3

B

1001－2206（2011）03－0065－02

姜 斌 （1984-），男，安徽蕭縣人，助理工程師，2007年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，現(xiàn)從事長輸管道施工管理工作。

2010-07-19