天然气管道维修抢修技术.ppt

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1、天然气管道维修抢修技术第一页，共48页。2油气管道常用维修、抢修技术油气管道常用维修、抢修技术油气管道不停输带压开孔封堵技术油气管道不停输带压开孔封堵技术第二页，共48页。3油气管道在运行中除了进行有计划的维修和改造外，更避免不油气管道在运行中除了进行有计划的维修和改造外，更避免不了突发性事故的抢修（如带压抢修，更换腐蚀管段、加装装置、了突发性事故的抢修（如带压抢修，更换腐蚀管段、加装装置、分输改造等作业）。分输改造等作业）。对管道进行维修的一般情况有对管道进行维修的一般情况有：一是根据：一是根据外界环境等因素的需要对管道进行改线、连头；二是经检修后外界环境等因素的需要对管道进行改线、连头；二

2、是经检修后发现问题隐患，评估确认必须及时采取修补、或者更换管段等发现问题隐患，评估确认必须及时采取修补、或者更换管段等措施，以便消除事故隐患；三是管道发生突发事故，必须尽快措施，以便消除事故隐患；三是管道发生突发事故，必须尽快进行抢修，以便最大限度减少事故造成的损失，特别是给环境进行抢修，以便最大限度减少事故造成的损失，特别是给环境造成的严重危害。造成的严重危害。第三页，共48页。4中低压、小泄漏管道：中低压、小泄漏管道：焊接法焊接法(含补疤法含补疤法)打卡箍法打卡箍法丝堵堵漏法丝堵堵漏法密封剂堵漏法密封剂堵漏法ClockSPring复合胶带缠绕法等复合胶带缠绕法等高压、大面积泄漏管道：高压、

3、大面积泄漏管道：换管法（停输、不停输）换管法（停输、不停输）第四页，共48页。5第五页，共48页。6第六页，共48页。7第七页，共48页。8在役管道的焊接修复与抢修经常在管道不停输的情况下进行，在役管道的焊接修复与抢修经常在管道不停输的情况下进行，管道不停输焊接主要应避免两个问题：管道不停输焊接主要应避免两个问题：“烧穿烧穿”，也就是焊接电弧灼伤管壁造成破裂；，也就是焊接电弧灼伤管壁造成破裂；氢致裂纹氢致裂纹，主要是因流动介质增加管壁散热，致使焊接冷却速度过快。，主要是因流动介质增加管壁散热，致使焊接冷却速度过快。 第八页，共48页。9对于特定的管道和同一种焊接工艺，在影响管道焊接质量的问对于

4、特定的管道和同一种焊接工艺，在影响管道焊接质量的问题上，题上，氢致裂纹的产生主要受流速的影响（焊缝冷却速度过氢致裂纹的产生主要受流速的影响（焊缝冷却速度过快），与介质的压力无关快），与介质的压力无关 。常用的减少氢致裂纹产生的方法有常用的减少氢致裂纹产生的方法有预热、采用合理的焊道顺序预热、采用合理的焊道顺序和安装时的合理装配，以减少焊缝根部的应力集中和安装时的合理装配，以减少焊缝根部的应力集中。 第九页，共48页。10当钢管壁厚不低于当钢管壁厚不低于6.4 mm时，如果采用低氢焊条焊接，正常情时，如果采用低氢焊条焊接，正常情况下一般不会出现烧穿现象。而对于薄壁管道，通常需要采取况下一般不会出

5、现烧穿现象。而对于薄壁管道，通常需要采取特别措施，例如控制热输入量等，以防止烧穿。特别措施，例如控制热输入量等，以防止烧穿。在役管道焊接时为防止烧穿管壁，对焊条的直径、焊接电流、在役管道焊接时为防止烧穿管壁，对焊条的直径、焊接电流、电压、焊接速度及热输入等因素要严格控制，以防止烧穿管道电压、焊接速度及热输入等因素要严格控制，以防止烧穿管道造成人员伤亡和酿成火灾。造成人员伤亡和酿成火灾。 第十页，共48页。11对于特定的液体管道和同一种焊接工艺，在影响管道焊接质量对于特定的液体管道和同一种焊接工艺，在影响管道焊接质量的问题上，氢致裂纹的产生主要受流速的影响，与介质的压力的问题上，氢致裂纹的产生主

6、要受流速的影响，与介质的压力无关；而管道烧穿与否主要受压力的影响，与介质的流速无关。无关；而管道烧穿与否主要受压力的影响，与介质的流速无关。所以，所以，进行在役管道焊接工艺试验时，应将氢致裂纹和烧穿控进行在役管道焊接工艺试验时，应将氢致裂纹和烧穿控制分开进行模拟评定制分开进行模拟评定。在壁厚一定的情况下，水作为管输介质用于焊接工艺评定时产在壁厚一定的情况下，水作为管输介质用于焊接工艺评定时产生的焊接冷却速率大于任何介质条件下的焊接冷却速率。所以，生的焊接冷却速率大于任何介质条件下的焊接冷却速率。所以，焊接试验可采用水作为管输介质焊接试验可采用水作为管输介质，比用油特别是成品油更安全，比用油特别

7、是成品油更安全可靠，降低了试验的意外风险。可靠，降低了试验的意外风险。第十一页，共48页。12采用两阶段模拟试验法就能很好地弥补上述方法中的不足，即采用两阶段模拟试验法就能很好地弥补上述方法中的不足，即采用采用动态试验模拟管道有流量下的焊接动态试验模拟管道有流量下的焊接和采用和采用静态试验模拟管静态试验模拟管道带压情况下的焊接道带压情况下的焊接，以验证影响焊接质量的，以验证影响焊接质量的氢致裂纹问题氢致裂纹问题及及烧穿管道问题烧穿管道问题。这种方法很好地实现了在役管道运行条件下的。这种方法很好地实现了在役管道运行条件下的焊接模拟试验。焊接模拟试验。第十二页，共48页。13第十三页，共48页。1

8、4第十四页，共48页。15第十五页，共48页。16第十六页，共48页。17第十七页，共48页。18第十八页，共48页。19又叫又叫复合材料修复技术或碳纤维补强技术复合材料修复技术或碳纤维补强技术。 该技术该技术由专用修补剂、树脂基碳纤维复合材料和外保护层由专用修补剂、树脂基碳纤维复合材料和外保护层组成，利用手糊成型技术，将碳纤维片材和环氧树脂交互地铺组成，利用手糊成型技术，将碳纤维片材和环氧树脂交互地铺层粘结在一起层粘结在一起,形成树脂基纤维增强复合材料修补层形成树脂基纤维增强复合材料修补层。 树脂固化后生成碳纤维复合材料，具有较高的抗拉强度树脂固化后生成碳纤维复合材料，具有较高的抗拉强度(纤

9、纤维片材的抗拉强度维片材的抗拉强度3 500 MPa)和弹性模量和弹性模量(纤维片材弹性模量纤维片材弹性模量235 GPa)，它能够通过专用修补剂和自身与管道的粘接力传递，它能够通过专用修补剂和自身与管道的粘接力传递压力，分担管道内压并限制管道膨胀变形，降低缺陷处的拉伸压力，分担管道内压并限制管道膨胀变形，降低缺陷处的拉伸应力与应变，实现对管道缺陷的补强修复。应力与应变，实现对管道缺陷的补强修复。第十九页，共48页。20传统作法：传统作法：过去传统的做法必须停输，清空管线后才能进行。如天然气管道传统换过去传统的做法必须停输，清空管线后才能进行。如天然气管道传统换管、联头的方法步骤是：（管、联头

10、的方法步骤是：（1）管道停输；（）管道停输；（2）天然气放空；（）天然气放空；（3）氮）氮气置换天然气；（气置换天然气；（4）新旧管道连头；（）新旧管道连头；（5）天然气置换氮气。）天然气置换氮气。如果采用这种传统换管、联头的方法，不但投入人力多、施工周期长、如果采用这种传统换管、联头的方法，不但投入人力多、施工周期长、天然气与氮气的大量浪费及给用户带来停产等经济损失，还对环境和社天然气与氮气的大量浪费及给用户带来停产等经济损失，还对环境和社会产生较大的影响，尤其是还要花大量的精力与时间给沿线各用户作停会产生较大的影响，尤其是还要花大量的精力与时间给沿线各用户作停产工作、编制临时供气方案。产工

11、作、编制临时供气方案。第二十页，共48页。21不停输带压封堵技术是一种在不停气带压状态下进行换管、开不停输带压封堵技术是一种在不停气带压状态下进行换管、开孔、碰口、联头的新工艺。该技术作为一种先进、成熟的技术，孔、碰口、联头的新工艺。该技术作为一种先进、成熟的技术，被广泛应用于国内、外在役管道改造中。被广泛应用于国内、外在役管道改造中。无论是在管道上增加阀门、更换损坏管段、还是旧管道移位都无论是在管道上增加阀门、更换损坏管段、还是旧管道移位都可以适用带压封堵技术。可以适用带压封堵技术。第二十一页，共48页。22国内外应用现状：国内外应用现状：不停输带压封堵技术诞生于不停输带压封堵技术诞生于18

12、84年，迄今已有年，迄今已有100多年的历史。在国外，该技术非常成熟，多年的历史。在国外，该技术非常成熟，在国际上已得到广泛应用。目前，美国在国际上已得到广泛应用。目前，美国T.D.Willimosn公司将这一技术不断改进、完善，并形成公司将这一技术不断改进、完善，并形成系列化、标准化，已成为世界上典型管道设备公司代表，并形成了带压封堵设备的系列产品，是世界上规模系列化、标准化，已成为世界上典型管道设备公司代表，并形成了带压封堵设备的系列产品，是世界上规模最大、实力最强、技术最精的企业。最大、实力最强、技术最精的企业。在国内，建立带压开孔封堵概念迄今已有近在国内，建立带压开孔封堵概念迄今已有近

13、30年。其带压开孔封堵专业公司已发展到年。其带压开孔封堵专业公司已发展到12家。其中家。其中廊坊管道局维修抢险中心（简称廊坊管道局维修抢险中心（简称MERCO）规模最大，从事不停输封堵技术施工已）规模最大，从事不停输封堵技术施工已有有20多年的历史。多年的历史。第二十二页，共48页。23该工艺可以不导致运输中断、不影响正常生产的状况下，对管段进行维修、抢险、加接旁通管线、更换或加该工艺可以不导致运输中断、不影响正常生产的状况下，对管段进行维修、抢险、加接旁通管线、更换或加设阀门仪表、更换管段、站区改造等。设阀门仪表、更换管段、站区改造等。 用途一：更换一段管道用途一：更换一段管道 第二十三页，

14、共48页。24用途二：管线永久性该线用途二：管线永久性该线 第二十四页，共48页。25用途三：管道需要加设阀门等设备用途三：管道需要加设阀门等设备第二十五页，共48页。26通过在管道事故段的两侧架设旁通管道，从旁通管道内侧封堵通过在管道事故段的两侧架设旁通管道，从旁通管道内侧封堵在用管道，使输送介质流经旁通管道的方法来完成不停输换管。在用管道，使输送介质流经旁通管道的方法来完成不停输换管。第二十六页，共48页。27开孔机开孔机第二十七页，共48页。28第二十八页，共48页。29三通三通第二十九页，共48页。30夹板阀第三十页，共48页。31封堵器第三十一页，共48页。32盘式封堵头第三十二页，

15、共48页。33可折叠式盘式封堵头第三十三页，共48页。34管道盘式封堵头管道盘式封堵头适用于管道标准而且管道内壁没有结垢、腐蚀适用于管道标准而且管道内壁没有结垢、腐蚀的长输管道，大多用于输送石油、天然气、成品油的长输管道，的长输管道，大多用于输送石油、天然气、成品油的长输管道，以及管道的抢修工作以及管道的抢修工作，具有封堵严密、承压高、施工快的特点。，具有封堵严密、承压高、施工快的特点。 第三十四页，共48页。35筒式封堵头第三十五页，共48页。36筒式封堵头施工现场第三十六页，共48页。37管道筒式封堵管道筒式封堵适用于管道内壁结垢、腐蚀的管线以及不规格变适用于管道内壁结垢、腐蚀的管线以及不

16、规格变形管道，一般用于油田、石化系统的生产管线形管道，一般用于油田、石化系统的生产管线。该工艺具有封。该工艺具有封堵严密，不受管道年限的限制。堵严密，不受管道年限的限制。 第三十七页，共48页。38应用于低压的管道封堵。应用于低压的管道封堵。 封堵囊第三十八页，共48页。39当发现输气管道出现泄漏事故而急需抢修时，调度部门要及时当发现输气管道出现泄漏事故而急需抢修时，调度部门要及时通知管理部门保护现场，疏散周围居民，方圆通知管理部门保护现场，疏散周围居民，方圆50m范围内严防范围内严防明火，组织抢修人员及施工机具。同时，对事故管道采取增大明火，组织抢修人员及施工机具。同时，对事故管道采取增大用

17、气量、减少进气量、调整泄漏点上游截断阀开度等降压运行用气量、减少进气量、调整泄漏点上游截断阀开度等降压运行措施，使管道压力尽量保持在措施，使管道压力尽量保持在0.4MPa以下，然后按以下程序进以下，然后按以下程序进行操作：行操作：第三十九页，共48页。40(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。 根据管道破裂情况，采用合适的方法对泄漏点进行预处理，根据管道破裂情况，采用合适的方法对泄漏点进行预处理，防止天然气外漏。防止天然气外漏。现场一般选用提前预制好的管道卡箍对泄漏现场一般选用提前预制好的管道卡箍对泄漏点进行打卡处理。点进行打卡处理。检查

18、预处理措施是否得当，泄漏点有无大量检查预处理措施是否得当，泄漏点有无大量天然气泄漏，若有，则应调整预处理方案。天然气泄漏，若有，则应调整预处理方案。第四十页，共48页。41(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。开挖带压开孔、封堵作业坑道。 作业坑的长度要视现场需换管道长度而定，一般比换管长作业坑的长度要视现场需换管道长度而定，一般比换管长度长度长4m。第四十一页，共48页。42(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。开

19、挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。封堵准备。 检查开孔机、封堵机、堵孔机、切管机、液压站、发电机及相关车辆的准备情况，并进行调试。检查检查开孔机、封堵机、堵孔机、切管机、液压站、发电机及相关车辆的准备情况，并进行调试。检查各类辅助材料各类辅助材料(对开三通、异径三通、均衡器、夹板阀对开三通、异径三通、均衡器、夹板阀)是否备齐，夹板阀是否开关到位、操是否备齐，夹板阀是否开关到位、操作是否灵活。确定封堵位置，焊接预制件，并检查焊接是否合格。安装夹板阀、开孔作是否灵活。确定封堵位置，焊接预制件，并检查焊接是否合格。安装夹板阀、开孔机，并进行调试。机，并进行调试。第四十二页，共48页。43(1

20、)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。封堵准备。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。 开孔前要提前测量并计算开孔、安装封堵头及堵塞作业的操开孔前要提前测量并计算开孔、安装封堵头及堵塞作业的操作距离。作距离。第四十三页，共48页。44(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。封堵准备

21、。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。(5)旁路管道投用。旁路管道投用。 在开孔的同时，组织技术人员根据现场情况进行旁路管道在开孔的同时，组织技术人员根据现场情况进行旁路管道的预制、焊接，其规格可视管道的流量而定。开孔结束后，连的预制、焊接，其规格可视管道的流量而定。开孔结束后，连接旁路管道至旁路孔并投运。接旁路管道至旁路孔并投运。第四十四页，共48页。45(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。封堵准备。

22、(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。(5)旁路管道投用。旁路管道投用。(6)安装封堵器。安装封堵器。 先安装管道下游封堵器，再安装上游封堵器。先安装管道下游封堵器，再安装上游封堵器。同时，检查同时，检查封堵器的封堵效果，若封堵失败，则予以调整。另外，根据用封堵器的封堵效果，若封堵失败，则予以调整。另外，根据用户的用气情况，调度中心确定管道是否提压运行。如果提压运户的用气情况，调度中心确定管道是否提压运行。如果提压运行，则最高运行压力不应超过封堵器的最高承压能力。一般封行，则最高运行压力不应超过封堵器的最高承压能力。一般封堵器承压能力不小

23、于堵器承压能力不小于2.5MPa，适用温度不低于，适用温度不低于600C。利用压力。利用压力均衡器来平衡封堵器前后压力，以利于封堵器的提升。均衡器来平衡封堵器前后压力，以利于封堵器的提升。先提升先提升上游封堵器，再提升下游封堵器上游封堵器，再提升下游封堵器。第四十五页，共48页。46(1)组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。组织施工人员开挖管道事故段，查找具体泄漏点。(2)开挖带压开孔、封堵作业坑道。开挖带压开孔、封堵作业坑道。(3)封堵准备。封堵准备。(4)带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。带压开孔，主要包括旁路孔、封堵孔及均衡器孔。(5)旁路管道投用。旁路管道投用。(6)安装封堵器。安装封堵器。（7）换管）换管（8）关闭旁路夹板阀，拆除旁路管道。）关闭旁路夹板阀，拆除旁路管道。（9）拆卸夹板阀，安装封堵孔及旁路孔的盲板。至此，换管工）拆卸夹板阀，安装封堵孔及旁路孔的盲板。至此，换管工作结束。最后对施工管段进行防腐、回填。作结束。最后对施工管段进行防腐、回填。第四十六页，共48页。第四十七页，共48页。谢谢第四十八页，共48页。