1、燃氣管網搶修技術的研究 1 天津城市燃氣管網運行現狀     天津城市燃氣管網的大規模建設經歷了“三年氣化”(1985年1987年)、“陜氣進津”、“快速發展”三個階段，敷設高壓管道240km、中壓管道740km、低壓管道5300km，總計約6300km燃氣管道。沿線安裝約閥門井4000座、凝水缸15000座、調壓設施1500座，擔負著150×104戶居民用戶及7000戶工商用戶的供氣任務，并且以每年新增約300km的速度發展天然氣管道。     在燃氣被廣泛應用的同時，燃氣管網的運行狀況很不樂觀，管道運行時間長，腐蝕嚴重，

2、造成事故頻發，對居民用戶的正常供氣和社會安全構成極大威脅，對工商用戶的經濟利益也造成了一定的影響。     面對這種情況，分析管網運行狀況，了解管網隱患，采取相應措施，降低危害程度，成了我們燃氣企業的當務之急。根據集團公司的總體部署，我們對燃氣管網進行了全面的檢測和調研，從3個方面對管網情況進行了分析。      防腐層檢測數據的分析     依據sy/t 008795鋼質管道及儲罐腐蝕與防護調查方法，制定了管道防腐層評價等級指標，見表1。通過檢測，按此標準對管道防腐層進行評價。 表1 管道防腐層評價等級

3、指標   級別 絕緣電阻/(·m2) 老化狀況 一級(優) 10000 基本無老化 二級(良) 500010000 老化輕微，無剝離和破損 三級(一般) 30005000 老化輕微，基本完整，瀝青發脆 四級(差) 10003000 老化較嚴重，有剝離，較嚴重吸水 五級(劣) 1000 老化和剝離嚴重，輕剝即掉     檢測結果為防腐層為四級和五級的管道長度為924km，占管網總長度的14.7%。     管網運行時間的分析     我市現在運行的管道中半數以上是三年氣化(1985年19

4、87年)時期敷設的，至今已運行了逾20年。不同時期敷設的管道長度統計見表2。 表2 不同時期敷設的管道長度統計   管道敷設時間 管道長度/km 所占比例/% 20世紀70年代 133 2.1 20世紀80年代 3421 54.3 20世紀90年代 2029 32.2 2000年2006年 717 11.4 合計 6300 100.0     搶修情況的分析     從近幾年來的泄漏情況看，管道泄漏原因各異，但主要還是因管道腐蝕而泄漏。2000年2006年管網搶修情況見表3。 表3 2000年2006年管網搶修情況統計

5、60;次   年份 腐蝕漏氣 焊口開裂 外力破壞 其他 合計 2000年 267 14 15 20 316 2001年 234 8 16 64 322 2002年 287 12 8 23 330 2003年 306 8 17 6 337 2004年 245 10 11 12 278 2005年 254 7 4 6 271 2006年 284 21 3 8 316 合計 1877 80 74 139 2170 比例/% 86.5 3.7 3.4 6.4 100     可見我市的燃氣管道已進入“老齡化”階段和事故多發期。雖然天津市政府和燃氣集團每年拿出一定

6、的資金，以100km/年的速度對舊管網進行改造，但是相對于整個管網如同杯水車薪，管網的改造還需要一個長期的過程。在這期間，管道腐蝕泄漏不可避免。我們一方面加強對隱患管道的巡視和預防，加大改造和維修的力度；另一方面，積極研究和應用泄漏管道的搶修技術，最大程度地降低因泄漏而造成的經濟損失，保證居民的安全用氣，杜絕火災爆炸事故的發生。 2 燃氣管道快速搶修技術的研究與應用     幾年來，我們以安全、經濟、高效為技術創新的指導原則，組織廣大員工進行新設備新工藝的研究。經過群策群力，我們自行研發了一系列不停氣搶修設備和停氣作業的壓力調控裝置。這些新設備、新工藝的研發與應用

7、，提高了搶修的安全性和搶修速度，大大降低了氣損，提高了企業的經濟效益。 2.1 不停氣搶修設備與工藝 2.1.1 帶氣、帶壓頂壓堵漏夾具     帶氣、帶壓頂壓堵漏夾具結構見圖1。進行搶修作業時，利用兩個反向固定掛鉤勾住管道，通過旋轉手柄使壓蓋壓緊待補焊的鋼板，阻止管道內燃氣逸出，從而進行管道帶壓補焊。現場操作情形見圖2。         應用帶氣、帶壓頂壓堵漏夾具進行帶壓補漏的具體操作步驟如下：      發現燃氣管道泄漏后，根據泄漏點的大小及形狀，備好與泄漏點相匹配的木楔。

8、60;    用銅質手錘將木楔打入泄漏孔，使木楔高出管壁10mm。      在泄漏點處覆蓋上ht系列密封劑。      將事先預制好的鋼板放置在ht系列密封劑之上。     用帶氣堵漏夾具的固定掛鉤緊緊勾住管道，壓蓋對準待補焊的鋼板，旋轉手柄，使壓蓋將待補焊的鋼板緊緊壓在管道上，制止泄漏。      在管道正常供氣的情況下，實施帶氣焊接。     帶氣、帶壓頂壓堵漏夾具在我公司使用3年來，以其結構簡單、操作方便、安全可靠的優

9、點得到了操的好評，并為公司節約了近33×104 m3的燃氣。實踐表明，該裝置適用于高、中壓燃氣管網帶壓堵漏搶修作業，可在燃氣行業推廣應用。 2.1.2 管道多功能液壓式搶修器具     管道多功能液壓式搶修器具結構見圖3。該器具利用液壓原理使法蘭漏氣點通過卡具壓力快速閉合而密封。其主要特點是操作簡單安全，應用范圍廣，節省搶修時間，避免了停氣帶來的損失?，F場操作情形見圖4。         多功能液壓式搶修器具的操作步驟如下：將c型卡具卡住泄漏的法蘭部位；調整間距調整桿；旋緊液壓油缸閥門；上下推動液壓泵手柄

10、至液壓油缸頂緊法蘭、不漏氣為止；進行搶修操作。     多功能液壓式搶修器具在燃氣管道搶修中使用效果良好，基本達到了設計要求，解決了燃氣管道法蘭連接部位泄漏的難點問題，降低了搶修作業中的不安全程度。另外，它還能夠在狹小空間內多角度地進行操作，操作簡單，省時省力，安全性較高。 2.1.3 提閘器     多年來，高壓燃氣管道閥門兩側的放散閥門及閥墊，一旦發生燃氣泄漏，就用傳統搶修方法停氣降壓后再進行更換，而提閘器的研制成功改變了這一情況。提閘器解決的技術問題是在不停氣的情況下，用較短的時間更換放散閥門及閥墊，從而消除安全隱患。提閘器的使

11、用條件為放散閥門為全通徑球閥。 提閘器結構見圖5。將提閘器與待更換閥門的法蘭連接，打開待更換閥門，通過絲杠旋進，將助塞橡膠裝置推入并壓緊管道，阻止氣體溢出。在留下活動連接桿及助塞裝置的前提下，卸下待更換閥門，安裝新閥門，從而實現在不停氣的情況下更換閥門的目的。現場操作情形見圖6。         使用提閘器更換閥門的操作步驟如下：     將提閘器的法蘭與待更換閥門的上部法蘭連接。     緩慢打開待更換的閥門，檢查密封蓋、絲杠活動連接口及法蘭接口處是否存在泄漏，確認無泄漏后完全打開待

12、更換閥門，以便助塞橡膠頭jj頃,n通過待更換閥門。     用手柄旋進絲杠，做好絲杠行程記錄，以保證將助塞橡膠頭推至待更換閥門下部法蘭之下。     適度用力旋緊助塞橡膠頭，助塞橡膠頭受壓縮而變形，堵塞住管道至密封無泄漏為止。     將待更換閥門下部法蘭的螺栓卸下。松開活動連接件，留下活動連接桿及助塞裝置，卸下待更換閥門。     在閥門井外將提閘器與新閥門連接好，然后將新閥門下部法蘭與管道法蘭連接。     轉動活動連接件，連接活動連接桿，旋

13、緊密封蓋。     將提閘器的法蘭與新閥門上部法蘭的連接螺栓卸下，用手柄提升絲杠，帶動活動連接桿套管和活動連接桿上升，將留于管道上提閘器的活動連接桿套管和活動連接桿及助塞裝置一同提出管道，同時緩慢關閉新閥門，換閥工作完成。     從2003年至今，我們一直使用提閘器更換高壓燃氣管道閥門兩側的放散閥門及閥墊，取得了非常好的效果。 2.2 停氣作業搶修設備 在實際操作中，因管道腐蝕較嚴重及其他條件限制，必須采取停氣降壓的傳統工藝進行搶修或管道連接作業。因此，我們研究并應用了停氣作業壓力調節器。停氣作業壓力調節器結構見圖7。  

14、       其主要的優勢在于：克服傳統u型壓力計和憑經驗進行壓力測控帶來的操作不便及誤差較大的不足，使停氣作業過程中管道內壓力的觀測及調控能夠隨時準確進行，從而達到提高停氣搶修作業安全性和操作速度的目的。     將停氣作業壓力調節器與搶修管段上的凝水缸相連接，管道內壓力變化可通過壓力表實時觀測。根據壓力表讀數，通過調節器放散閥調整管道內壓力，使其始終處于作業方案要求的壓力范圍內。     停氣作業壓力調節器的操作過程為：關閉帶氣作業管段兩端的閥門；連接壓力調節器至凝水缸放散球閥，打開凝水缸放散球閥；打開壓力表前球閥，觀察管道內壓力狀況；打開凝水缸放散球閥，打開調節器放散球閥；當管道內壓力達到作業要求后，關閉調節器放散球閥；隨時觀測管道內壓力并進行調控。     幾年來的實踐表明，使用停氣作業壓力調節器可以實時監測和準確控制管道壓力，最大限度減少放