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燃气管道橡胶球型清管的探讨

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燃气管道橡胶球型清管的探讨

发布日期:2019-05-21 作者: 点击:

燃气管道橡胶球型清管的探讨

1 燃气管道通球的必要性

① 管道施工过程中,管内不可避免地会有杂物和积水,这些都将给今后的运行带来隐患。对于管径大于DN 100mm的管道,一般吹扫不能达到理想的效果,因此,CJJ 33—2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》规定,当钢质管道公称直径大于等于100mm时,宜采用清管球进行清扫。

② 在管道强度试验中,高压、超过0.8MPa的次高压钢质管道不得采用压缩空气试验,而应采用水压试验。试压结束后管道中的水如何排净,通球[1~2]又成了不错的选择。

③ 新建管道投产过程中的置换,特别是管道较长时,如全部采用氮气,成本会很高。如果需要置换的管道两端设有收、发球装置,则可以考虑用两个清管球形成一个氮气隔离段的方法进行置换。这样可节省大量费用,有时仅用瓶供氮气就可完成置换。

④ 某些高压管道在设计中考虑了清管功能,是为了清除管道使用过程中产生的杂质和积水等。这样定期清管可保证管道的长期稳定运行,并能提高输送能力。

2 通球管道的设计和施工

① 阀门和管件的选择

通球管道必须是同一规格(管径相同),不同规格的管道应分别进行清扫。

通球管道中选用的阀门必须能够保证清管球顺利通过,宜采用全通径双面密封的球阀或闸板阀,严禁采用截止阀、蝶阀等清管球无法通过的阀门。

目前有些清管球已能通过曲率半径为1D(D为管道外径)的弯头。可选用曲率半径为5D的弯管,也可选用曲率半径为3D、1.5D的弯头。有些设计中考虑清管球的通过能力而全部采用曲率半径为5D的弯管,但在现场施工中,某些地方这种弯管无法使用,因为现场很难有足够的空间。

支管连接严禁采用机制管件三通,因机制管件三通极易造成卡球。如支管与母管管径相等或相近,采用机制管件三通则清管球无法通过,而必须在母管上直接开口连接支管。如母管管径较大而支管管径较小,可直接在母管上开口进行支管连接,但组焊过程中严禁采用支管穿入母管中的组对方式。在母管上开口时要留有挡球箅子,做法为在开口中间处保留1~2条宽10mm左右的母材。当母管管径较大(大于DN 200mm),支管管径与母管管径相等或相近时,挡球箅子应做成井字形。采用氧乙炔焰进行开口时,要注意切割废除物不要掉入管内,并清理好切割口,确保开口处平顺。当母管为焊接钢管时,开口要尽量避开母管焊缝,通球时支管阀门应处于关闭状态。

② 管道的组焊施工

通球管道回填土时要留出观测点,直管段应每隔200~300m设置1个观测点,弯头及地下障碍物多的地段宜加密设置观测点。为便于观测,观测点两侧3~5m范围内的管沟不要回填土,并在周围设警示标志,防止对行人造成意外伤害。

3 通球前的准备

当管道较长时应先分段通球,再全线通球,分段长度以2~3km为宜。采购清管球时可向生产厂商提供管道或弯头规格,由生产厂商确定过盈量。必要时可选用带有跟踪装置的清管球。

① 简易收发球装置的制作

a. 发球装置

分段通球时可制作简易的发球装置,可用一副盲法兰制作,为了方便清管球的装填,也可采用比母管大一个规格的异径管与一副盲法兰制作。发球装置见图1。进气阀根据所用空气压缩机的数量及排量进行确定。宜选用测量范围为0~0.6MPa的压力表,以便于通球时观察压力变化,如发生卡球需要高压解卡时,应根据情况更换相应量程的压力表。

 分段通球中的收球装置往往被人忽视,让清管球随意射出,这种做法相当危险,易造成人员伤亡。在城镇燃气管道分段通球中收球装置非常重要。收球装置制作方法为:在收球端管口加装挡球箅子,并在距收球端管口1m处的管道两侧开设观测口。为方便取出清管球,可采用比母管大1~2个规格的管道制作篮子的方法,篮子不密封,留出足够的排放空间,且保证清管球不会射出,制作好后焊接到收球端管口。

② 空气压缩机

在通球时,空气压缩机的排量越大越好,但对于城镇燃气管道施工来说,移动式空气压缩机排量大的很少,可选用多台小排量空气压缩机并联。如分段通球,可考虑采用相邻管段储气的方法进行通球。

4 通球操作

① 安装清管球

安装清管球前要检查清管球是否完好,并测量其过盈量是否符合要求。安装困难时可采用加长盲法兰螺栓压入清管球的方式,甚至可用螺旋千斤顶(油压千斤顶不能水平使用)顶入清管球。采用上述方法时宜在清管球后垫木板,防止清管球损坏,安装好后取出木板。连接空气压缩机,安装好压力表后即可通球。

② 通球

通球时一般安排通球指挥1人、中间观测点处3~4人、末端观测点处1人,末端还要设警示标志及划出危险区域,防止行人入内,所有人员通球前应就位。设置值班车1辆,跟踪清管球。每人配备移动电话1部,通球时保持联系。

管道清管球发出后,发球端压力表的压力应有明显变化,其规律是由低到高,水平管道一般达到0.1~0.2MPa时又逐渐降低(高程差大的管道,清管球爬坡时会因清管球前端的积水压力较大,清管球爬过坡后压力降低);清管球因压差小暂停前行时,压力会逐渐升高。如果压力按照这样的规律变化,说明清管球运行正常。如长时间压力无明显变化,则有卡球的可能,这时可与中间观测点联系,并对清管球的运行区间加强监测。如清管球带有跟踪装置,则可根据跟踪装置判断是否卡球。

燃气管道清管球清管的探讨

清管球通过观测点时很容易被发现,因为清管球与管壁之间会发出摩擦声,有时伴有清管球前端的积水及杂物声。清管球通过后应立即向通球指挥报告,并向下一个观测点通报。从末端观测点来看,清管球运行时,管口风量很大。清管球暂停前行时会无风或风量很小。如长时间无风量变化且一直有少量空气排出,则有卡球的可能。末端观测点除观测清管球运行外,安全监护的任务也很重要。管口端严禁站人,观测时一定要站在侧面,并严禁行人进入危险区域。清管球快到达末端时,要通知末端观测人员注意安全。

5 卡球的原因及处理方法

5.1 卡球的原因

清管球是依靠前后空气压力差前行的,通常卡球是由管内杂物造成的,也可能因为进风量不足或清管球漏风。

对于水平管道,清管球的清扫时间一般为充入相应管道0.1MPa空气所需时间的2~3倍。如果时间过长,且发球端压力表长时间无变化,管道末端一直有少量空气排出,则可以判断为卡球。

5.2 卡球的处理方法

① 如因清管球漏风造成卡球,可放入第2个清管球进行通球。但若放入第2个清管球仍不能解卡,一般情况下不要放入第3个清管球。如:胜利油田正理庄-樊家Φ273×7长20km的输气管道全线通球中,因通球指挥失误放入了5个清管球,结果清管球卡在两个位置,给找球带来很大困难。

② 分段通球如现场无大排量空气压缩机,因风量小而卡球时,可考虑在相邻管段储存压缩空气进行解卡。如:岳阳市门站-城陵矶Φ219×6的输气管道,在分段清管过程中,现场只有两台排量为2.3m3/min的小型空气压缩机。首段通球成功,但在第二段通球过程中发生卡球,最终采用储存在首段管道的压缩空气成功解卡。

③ 收球端加装爆破板或安装大管径放空阀解卡。加装爆破板的方法过去在油田集输管道中曾经采用过,但在城镇燃气管道施工中应根据现场情况来确定。因爆破板的爆破时间不好确定,城镇行人较多,用这种方法较危险。因此,加装放空阀的方式更加合理。为防止清管球及杂物意外射出,且考虑到成本及开启方便,放空阀直径应小于母管直径,以公称直径为100~200mm的闸板阀为宜。当发球端压缩空气压力升到0.2MPa以上时,突然打开收球端的放空阀,清管球前后形成较大压差,使清管球运动。如不成功可适当提高打开放空阀时的管内压力,但最高不得大于清管球和管道的强度试验压力。

④ 若上述方法均不能解卡,则应考虑反向通球。因该情况下的卡球通常是由于管道内的杂物较大或较长(可能是管内有棍棒或施工工具),造成清管球无法通过。

⑤ 如反向通球仍不能将清管球取出,则只有根据通球过程情况判断出卡球的区间。如清管球带有跟踪装置,则可将管道卡球处切割,取出清管球及杂物后再连接,重新进行清管。如清管球不带跟踪装置,考虑易卡球的位置管件、阀门处,如卡球发生在直管段,则要考虑直管段连接死口处有无斜口,施工过程中有无变形较大的管段。分段找球时应利用发球端的空气压缩机,根据切割口处的风量判断清管球在切割口的上游或下游。

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关键词:管道清管球,清管球,管道清管设备

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