石油天然氣管道動(dòng)火連頭技術(shù)淺析
所謂動(dòng)火連頭,就是在石油、天然氣站內(nèi),進(jìn)行檢修以及擴(kuò)建的情況下,對(duì)管道進(jìn)行通油焊接,尤其是擴(kuò)建石油站的施工中,將原有的通油管道和新建的管道進(jìn)行焊接時(shí),必須采取嚴(yán)密的封堵措施,進(jìn)行管道的動(dòng)火作業(yè)。
動(dòng)火連頭涉及最為嚴(yán)格的技術(shù)流程是封堵,對(duì)于封堵,如果不嚴(yán)密,輕則產(chǎn)生油氣的泄露,重則導(dǎo)致動(dòng)火操作過(guò)程中的爆炸,嚴(yán)重威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。常常在動(dòng)火作業(yè)過(guò)程中,為了避免封堵不嚴(yán)密,有時(shí)候設(shè)置溢流孔,并制定出全面的應(yīng)急措施。在實(shí)際的動(dòng)火連頭操作中,通常配備完備的安全保護(hù)措施,以及醫(yī)療隊(duì)伍,對(duì)動(dòng)火連頭全程進(jìn)行有力的安全保護(hù)。石油、天然氣動(dòng)火連頭,必須從安全上著手,技術(shù)上嚴(yán)格把關(guān),任何影響安全的因素,都必須排除,一切從安全出發(fā)。
實(shí)際上,石油、天然氣管道動(dòng)火連頭,都必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件,動(dòng)火時(shí)間必須由現(xiàn)場(chǎng)安全以及技術(shù)準(zhǔn)備措施來(lái)決定。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng),必須加強(qiáng)安全隱患的檢查,對(duì)于所有有利于安全的措施以及相關(guān)規(guī)定,都必須嚴(yán)格遵守,對(duì)于一切不利于安全的操作,必須絕對(duì)避免。毋庸置疑,在我國(guó)高采天然氣管道施工過(guò)程中,動(dòng)火是最容易產(chǎn)生安全事故的工序,在施工現(xiàn)場(chǎng),必須做好以下準(zhǔn)備工作,才能進(jìn)行動(dòng)火連頭施工:(1)施工現(xiàn)場(chǎng)必須配備相關(guān)環(huán)保、安全措施。比如工程車、相關(guān)動(dòng)火設(shè)備以及醫(yī)療等服務(wù);(2)除技術(shù)措施準(zhǔn)備妥當(dāng)外,現(xiàn)場(chǎng)施工必須具備安全作業(yè)坑,作業(yè)坑具備檢查和逃生通道,距離一般為1.5m,保證通道順暢,無(wú)相關(guān)設(shè)備和工具擁堵逃生通道。
三、石油天然氣管道動(dòng)火連頭技術(shù)流程
常常在石油天然氣管道動(dòng)火連頭施工中,采用管道停輸、放空并進(jìn)行全段氨氣置換,檢測(cè)到純氨后進(jìn)行動(dòng)火連頭作業(yè),這樣能保證動(dòng)火連頭安全,動(dòng)火時(shí)間短,對(duì)下游用戶影響小。就全工藝流程而言,其順序?yàn)椋杭夹g(shù)準(zhǔn)備一預(yù)制段的管溝開(kāi)挖一管道安裝與附屬閥門設(shè)備安裝一陰極保護(hù)安裝一工藝裝置區(qū)管道整體吹掃、上水、試壓、排水、干燥一動(dòng)火前準(zhǔn)備一管道停輸一可燃?xì)夥趴找话睔庵脫Q一管道機(jī)械切割一氣體檢測(cè)一封堵工作一氣體檢測(cè)達(dá)到動(dòng)火條件一火焰切割主管道一管口修磨一管段精確下料一吊管下溝一組對(duì)連頭一焊接一無(wú)損檢測(cè)一防腐補(bǔ)口、回填一拆除站內(nèi)廢除管道及設(shè)備。
四、石油天然氣管道動(dòng)火連頭技術(shù)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)與難點(diǎn)
1.置換
能否保證作業(yè)安全,關(guān)鍵是置換。由于一期部分已經(jīng)生產(chǎn),管道、設(shè)備內(nèi)都有天然氣,甚至有輕質(zhì)油。如果置換不徹底,動(dòng)火過(guò)程中,天然氣串出,就會(huì)釀成火災(zāi)爆炸事故。而站內(nèi)管線儀表很多,為防止黃油堵塞儀表,所以不能用黃油墻進(jìn)行封堵。
2.放空
打開(kāi)裝置,匯管自動(dòng)放空閥門,點(diǎn)燃火炬,將裝置內(nèi)的天然氣全部放掉,壓力降到1.0MPa時(shí),關(guān)閉放空閥,打開(kāi)分離器、收發(fā)球筒和匯管排污閥進(jìn)行排污。排污結(jié)束后,繼續(xù)放空直到壓力降為0。然后打開(kāi)裝置所有自動(dòng)、手動(dòng)、就地放空和排污閥,做最后的放空。
要點(diǎn):放空期間,現(xiàn)場(chǎng)禁止一切作業(yè);就地放空期間,要設(shè)立警戒區(qū),人員不得隨意進(jìn)出;最后放空時(shí)間不得少于24小時(shí)。
3.切割
由于已建管線是“盲腸”,用封頭封堵,所以需要先將封頭切割。具體程序如下:
氮?dú)庵脫Q合格后一在需要切割管線上方開(kāi)孔一氮?dú)獯祾咭挥每扇細(xì)怏w檢測(cè)儀檢測(cè)(合格后)—切割管線。
要點(diǎn):為了防止“盲腸”內(nèi)遺留天然氣造成事故,開(kāi)孑L必須用帶壓開(kāi)孔機(jī)進(jìn)行;開(kāi)孔后,用氮?dú)舛啻未祾?;切割要用冷切割技術(shù)。
難點(diǎn):切割過(guò)程操作不當(dāng)會(huì)損壞刀具,所以要多準(zhǔn)備幾套;切割后,管道里面可能有存液或冰柱,給操作帶來(lái)不便。
4.對(duì)接
對(duì)接是確保連頭施工質(zhì)量的關(guān)鍵工序,也是技術(shù)要求最高、難度最大的作業(yè),具體要求如下:①管子、管件及閥門按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行核對(duì)驗(yàn)收,內(nèi)部清理干凈,不存雜物。②管子、管件組對(duì)時(shí),應(yīng)將坡口表面及坡口邊緣內(nèi)外側(cè)不小于20mm范圍內(nèi)的油漆、污垢、鐵銹、毛刺清除干凈,并不得有裂紋、夾層等缺陷。③管道連接時(shí),不得用強(qiáng)力對(duì)口、加偏墊或多層墊等方法來(lái)消除接口端面的空隙、偏斜、錯(cuò)口或不同心等缺陷。④接引弧應(yīng)在坡口內(nèi)進(jìn)行,嚴(yán)禁在管壁上引弧。每條焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完,相鄰兩層焊道起弧點(diǎn)位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。若因故被迫中途停焊應(yīng)根據(jù)工藝要求采取措施防止裂紋,再焊前必須檢查,確認(rèn)無(wú)裂紋,方可按原工藝?yán)^續(xù)施焊。⑤焊接工藝規(guī)程中要求預(yù)熱的管口,預(yù)熱采用環(huán)形火焰加熱的方法進(jìn)行,應(yīng)保障在預(yù)熱范圍內(nèi)溫度均勻,預(yù)熱要求按焊接工藝規(guī)程的有關(guān)要求執(zhí)行。預(yù)熱寬度以坡口兩側(cè)寬度各大于75mm為宜。⑥管道焊接采用多層焊接時(shí),層問(wèn)熔渣應(yīng)清除干凈,并進(jìn)行外觀檢查,合格后方可進(jìn)行下一步焊接。
五、石油天然氣管道動(dòng)火連頭應(yīng)急安全施工技術(shù)
為了保證大型連頭一次成功,還要想到連頭時(shí)可能發(fā)生的各類突發(fā)事件,所以動(dòng)火之前要編制《動(dòng)火連頭應(yīng)急安全預(yù)案》,對(duì)動(dòng)火連頭時(shí)存在的危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別,然后一一排除。
1.火勢(shì)控制技術(shù)
動(dòng)火過(guò)程中,無(wú)論站內(nèi)還是站外在生產(chǎn)區(qū)都有可能引起大的火勢(shì),導(dǎo)致根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而無(wú)法處理,特別是在有限空間作業(yè),火勢(shì)不容易控制。所以在預(yù)案內(nèi)要認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),并提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備:備用的消防車、水龍帶、滅火器等等,還包括人員安全撤離方案。
2.閥門關(guān)閉不嚴(yán)
在老站連頭時(shí)經(jīng)常遇到,舊閥門關(guān)閉不嚴(yán),使管線內(nèi)油、水、氣不能完全停住,導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行連頭焊接。油田經(jīng)常使用的方法有:開(kāi)天窗、栽絲頭、用膨潤(rùn)土或粘土封堵等。
?。ㄒ唬╅_(kāi)天窗:在管線連頭時(shí)經(jīng)常遇到閥門關(guān)閉不嚴(yán),使管線內(nèi)水或油停不住,導(dǎo)致無(wú)法焊接。這時(shí)我們經(jīng)常在焊道正上方開(kāi)一個(gè)天窗,尺寸根據(jù)管徑大小確定,大約為250×300mIIl,然后管道兩側(cè)塞粘土,粘土的數(shù)量根據(jù)水流的大小確定,目的就是阻擋水流過(guò)快的淹沒(méi)焊道。當(dāng)把底部焊道焊接完畢再把割掉的天窗重新焊接好。
?。ǘ┰越z頭:也是由于閥¨關(guān)閉不嚴(yán),使管線內(nèi)水或油停不住,就在焊道一側(cè)斜向下3O度方向,先在管道外面焊接一個(gè)M22螺母,然后用電焊或氣焊在螺母里面割開(kāi)一個(gè)洞,讓水流出來(lái),待焊道焊接完畢先用螺栓和螺母擰緊,然后再焊接一遍螺栓保證其強(qiáng)度。
3.管線氣割不開(kāi)
舊管線由于里面含有介質(zhì),管線溫度低不易加熱,或作業(yè)空間有限,經(jīng)常出現(xiàn)管線氣割不斷的情況。油田經(jīng)常使用的方法有:大電流電焊切割、磨光機(jī)切割、無(wú)火花切割器切割等。
磨光機(jī)切割:在管線不能動(dòng)火切割,由于操作空間狹小,或開(kāi)馬鞍口時(shí)無(wú)火花切割器無(wú)法使用,可以用磨光機(jī)切割焊道。操作方法是管工在切割地方用石筆劃線,然后用磨光機(jī)沿管壁四周慢慢打磨,磨光機(jī)片換成比較薄的切片,當(dāng)打磨到管壁還剩0.5mm時(shí),這時(shí)打磨口顏色有金屬色經(jīng)氧化逐漸變?yōu)榘岛谏?,就停止打磨,然后用扁鏟輕輕敲打就可以將打磨焊道打開(kāi)。
4.閥門安裝不上
在老站改造中室內(nèi)管線、閥門較多,位置緊湊,由于作業(yè)空間有限,經(jīng)常出現(xiàn)大閥門安裝不上的情況。油田經(jīng)常使用的方法有:搭設(shè)臨時(shí)支架、利用千斤頂、倒鏈等。
結(jié)束語(yǔ)
動(dòng)火連頭作業(yè)是在原有的通油管道和新建的管道進(jìn)行焊接時(shí),采取嚴(yán)密的封堵措施,進(jìn)行管道的動(dòng)火作業(yè),是有安全風(fēng)險(xiǎn)但又比較經(jīng)常的工作,因此,提高動(dòng)火連頭安全技術(shù)是非常重要的