淺談在役燃氣管道內檢測前的清管實施摘要:為確保在役燃氣管道內檢測數據的精確度，在內檢測前需對管道進行清管作業。本文闡述了適用于燃氣管道內檢測前清管作業的清管器類型及其實施順序，分析了通球管道的條件、通球前的準備和通球操作中的技術要點，介紹了在役燃氣管道中清管的效果，并結合實踐經驗研究了清管過程中卡堵的處置方式。關鍵字：在役燃氣管道，清管，清管器，卡堵DiscussiononApplicationofPiggingbeforeIn-lineInspectionofCityGasPipelineinServiceMAWentingAbstract:Itisnecessarytoconductpiggingbeforein-lineinspectionofcitygaspipelineinserviceinordertoensurehigh-qualitytestingdata,thepaperdescribedthetypesofsuitablepigandtheorderofimplementation,thepiggingpipelinecondition，preparationsbeforepiggingandthetechnicalessentialsinpiggingoperationarealsodiscussed．theapplicationandtheresultofthepigginginthecitygaspipelinesarereported,basedonthepracticalexperience，thetreatmentmethodsofpigblockagearestudied．Keywords:cityGasPipelineinservice;pigging;pig;blockage0前言為掌握在役燃氣管道的缺陷狀況，獲取管道本體可靠、準確的基礎特征數據，進而制定維修計劃，保證在役燃氣管道的安全穩定運行，國家質量監督檢驗檢疫總局頒發的GB/T27699-2011《鋼制管道內檢測技術規范》規定管道內檢測周期不應超過8年，新建管道應當在投產3年內進行首次管道內檢測[1]確保智能清管器在管道內的通過能力[2]及檢測精度，需在內檢測前對燃氣管道實施專門的清管作業，清除管內的泥沙、銹渣、硫化亞鐵粉末、泡沫以及施工遺留的其他雜質，而燃氣管道運行壓力低、管線分輸支線多，清管作業難度大，為確保燃氣管道清管作業期間的安全穩定供氣，有必要對內檢測前的清管實施進行研究。1.0內檢測前清管器在役燃氣管道內檢測前的清管作業，需達到良好的管道清潔程度，并對管道的通過能力進行驗證，因此應選擇清污效果好，通過能力高的心軸清管器[3]，其結構特點是由剛性骨架主體和其上安裝的各種清管工具組成，如皮碗、測徑鋁板、鋼刷和磁性鋼刷等，其特點是密封性能好，運行距離長，清污效果好。對于燃氣管道的一般清管，采用皮碗清管器即可；對于清除管內壁凝結的殘留物，釆用鋼刷清管器比較合適，且鋼刷的厚度越大，清管能力越強，有內涂層的管道則應選擇尼龍刷清管器，以避免造成內涂層的破壞；對于清除管道內部存在是鐵銹或其他施工雜物如焊渣悍條等鐵磁性雜質，可選擇帶磁性鋼刷的清管器。清管器均安裝信號發射機，通過信號接收儀確認清管器離開發球筒、通過設標點、進入收球筒以及卡球點具體位置。在內檢測前，為進一步驗證管道的通過能力，常在心軸清管器的中間或者尾部位置安裝一個鋁質測徑板。通球后，可通過測徑板的變形或褶皺程度，判斷管道的缺陷及其變形程度，但不能確定管段變形的具體位置和變形性狀，同時，測徑清管器能有效清除管道內的懸浮污物。為確保管道清管時的安全穩定供氣，按照清管器通過能力由強到弱、清管能力由弱到強的原則分批次將管道內雜質清除，以達到內檢測智能檢測器運行的管道潔凈程度。建議采用以下的順序進行清管：（1）先采用皮碗清管器，通過皮碗的磨損情況或破裂程度、清出雜物的情況大致判斷管道有無變形，初步驗證管道的通過能力，通過清出物的情況，判斷管道內的清潔程度。在此清管過程中，應重點監控壓力的變化，記錄清管器通過每個監聽點的準確時間，通過壓力和清管器運行時間來大致判斷清管器在管道的運行狀態，是否存在阻滯現象。（2）采用碟形皮碗清管器+測徑板，進一步清除管道內的污物，測徑板進一步檢測管道變形情況，通過測徑板前后的變形情況,判斷管道的變形或者內部有無其他尖銳物。測徑板也可按照直徑（如85%、90%、95%內徑）分多次與鋼刷清管器穿插使用。（3）采用碟形皮碗+鋼刷或尼龍刷清管器，清除管道內壁上附著的其他清管器不能去除的污物，進一步清除管道內殘余污物。（4）采用碟形皮碗+磁性鋼刷清管器，清除管道內的鐵銹，施工過程中遺留的細小金屬物體，進一步清除管道內殘余污物，保證管道潔凈程度符合內檢測的要求。2.0管網設施條件通球管道的管徑必須相同，管道彎頭曲率半徑應滿足相應規格清管器的通過性能指標，相鄰彎頭間的直管段長度應大于等于500mm。開孔直徑大于30%管道正常外徑的三通設置擋條，兩相鄰三通中心間距應大于管道外徑的2.5倍。管道閥門為全通徑，且全線閥門開啟靈活，通球期間處于全開狀態。管道沿線的管道樁、里程樁、測試樁應基本齊全。收、發球門站安裝了符合規范要求的收發球筒，且具備壓力調節的工藝條件。在通球前組織對沿線調壓站模擬通球工況進行停供測試，通過對其供氣周邊的中壓管網壓力監控點的監控確定其停供后管網系統的最長供氣時間，為通球過程中該調壓站的提前關閉時間的確定以及發生卡堵、堵塞狀況下的應急搶修時間提供參考。3.0清管實施3.1氣量平衡清管過程中管內氣體始終保持由發球門站流向收球門站，管段內的壓力、流量需穩定，為保證穩定的氣流，檢測器經過分輸支線前后0.5h的時間區間內，需進行支線的停供。管段內氣體的流速（即球速）控制在0.5~3m/s，所需理論推球流量可按照式（1）計算：Q=10F.p.v（1）式中：Q——推球流量，km3/h;v——清管器運行平均速度，km3/h;p——清管器后平均壓力，即清管器上游最近的閥室壓力或調壓站進站壓力的SCADA讀數，MPa。發球門站的理論流量除滿足推球流量外，還需滿足清管器上游分輸支線實時變化的調壓站的供氣需求總和，當供氣高峰期門站的流量不能滿足推球及清管器上游調壓站的需求時，在條件具備的情況下可考慮開啟清管器上游的LNG應急氣化站。收球門站向檢測管段的理論供氣流量為檢測器下游各調壓站的供氣需求總和減去理論推球流量。通過對發球時間和球速的控制，盡量避開在用氣晚高峰收球。3.2設標點跟蹤在實際通球過程中，清管器的運行速度受到管道敷設條件、內壁摩擦力、清管器泄流孔面積等因素影響，其速度難以進行精確的控制，為確定檢測過程中清管球的位置，判斷其運行情況，需對清管器進行跟蹤。跟蹤方法為檢測之前根據管道周邊的環境、埋深等設立位置固定的設標點（如閥室或標志樁），在檢測過程中跟蹤記錄檢測球通過每個設標點的時間來確定清管器的位置及運行速度。設標點的跟蹤方式包括人工跟蹤、AMG盒記錄兩種，依據車輛可到達設標點的難易程度確定其跟蹤方式，在人員難以到達的設標點處預埋AMG盒，記錄清管器或檢測器的經過時間；在人員方便到達的設標點，由人工采用接收儀接收清管器或上發射機發出的信號。根據人員情況可設置3~4個跟球小組，采用滾動式跟蹤的模式，當監聽到過球信息后當前跟蹤小組即向前移動至最前的設標點進行監聽。3.3場站操作站內人員負責在收發球門站進行收發清管器的操作，沿線用氣調壓站的人員在清管器通過支線前0.5h停止調壓站的供氣操作，通過支線后0.5h恢復調壓站的供氣[4]，并負責用氣調壓站堵塞濾芯的更換及清洗，站內人員按照調度指令調整門站和調壓站的供氣工況。4.0清管效果某城鎮燃氣次高壓管網系統，由東線和西線組成，其中東線于2006年投產，長68.8公里；西線于2007年開始投產，長76.3公里，東線和西線通過一個門站連接，次高壓管道的設計壓力為1.6MPa，實際運行壓力為1.5MPa，主線管道規格為?508×7.9，材質為L360（X52），采用3PE外防腐層，無內涂層。東線沿線共有主線線路截斷閥門13座，分輸支線9條；西線沿線共有主線線路截斷閥門16座，分輸支線11條。2013年和2014年計劃對東線和西線實施內檢測，在此之前對兩條管線進行內檢測前的清管作業，按清管器通過能力由強到弱、清管能力由弱到強的原則，按順序分批次采用皮碗清管器、鋼刷清管器、磁力清管器的進行清管。在鋼刷清管器清出雜質較少時，采用90%內徑的測徑清管器，驗證管道的通過能力。東線和西線分別清出3156公斤和2785公斤的雜質，清出的雜質主要以鐵銹和粉塵為主，并有少量的沙粒、泥塊、焊渣和清管泡沫球外皮等，清管效果良好，表1和表2為兩條管線清管的情況。表1東線內檢測前清管情況統計表清管次數清管器類型雜質重量(kg)平均速度(m/s)有無卡堵備注1皮碗282.21無2皮碗152.50無3鋼刷262.39無4測徑850.64有反推通過5鋼刷663.15無6鋼刷572.56無7鋼刷1372.57無8鋼刷1112.92無9鋼刷2322.67無10鋼刷2162.46無11鋼刷3632.53無12鋼刷1452.40無13鋼刷1152.34無14鋼刷2532.33無15鋼刷602.62無16鋼刷1562.57無17鋼刷1162.24無18鋼刷1931.84無19鋼刷652.07無20測徑2052.08無21鋼刷1542.08無22鋼刷821.98無23磁力641.66無24鋼刷161.94無25磁力751.78無26磁力331.78無27磁力451.97無28磁力311.67無29磁力122.12無表2西線內檢測前清管情況統計表清管次數清管器類型雜質重量(kg)平均速度(m/s)有無卡堵備注1皮碗2552.38無2皮碗412.55無3鋼刷302.73無4鋼刷822.55無5鋼刷172.22無6鋼刷902.38無7鋼刷302.69無8鋼刷502.63無9鋼刷282.53無10鋼刷462.46無11磁力1432.57無12鋼刷1032.62無13鋼刷682.39無14測徑7162.47無15磁力1202.43無16磁力1721.53無17鋼刷1131.91無18磁力712.01無19磁力602.07無20磁力752.42無21鋼刷182.87無22磁力602.56無23磁力352.56無24磁力502.39無25磁力472.65無26磁力302.48無27磁力402.76無28磁力452.57無29磁力602.46無30磁力502.54無31磁力402.28無兩條管線清出雜質的數量總體呈現先升后降的趨勢，為確保內檢測前管道的清潔程度，須進行多次清管。東線在第四次采用測徑清管器（90%內徑）進行清管時出現了卡堵，建議在實施了少次清管后采用測徑清管器時盡量選擇直徑較小（如85%內徑）的測徑板，待實施了多次清管使管道的清潔程度提高后，可適當增加測徑板的直徑。5.0卡堵處置在清管過程中，最易出現的是卡堵，清管過程中發生卡堵可能會造成管輸能力不足，嚴重時造成供氣中斷，影響下游用戶的正常用氣，并損壞清管器。判斷是否發生卡堵，可按清管器的實際運行速度預測清管器應該在某一時間到達某點處，而實際上超過較長時間仍未到達，再結合SCADA對管網運行工況的監控，若疑似卡堵點下游管道壓力持續下降，上游管道壓力持續上升則可判斷管道發生卡堵。另外，還可以根據管道內氣流的聲音來判斷是否發生卡堵，若清管器正常行進，在距離清管球運行最近的管道裸露點（如閥室或站內地上管等），可聽到其經過管道每一道焊縫時發出的有規律的聲音，若無法聽到便可初步判定清管器出現了異常狀況。5.1處置原則在發生卡堵時，確定了卡堵位置后，可加大清管器前后壓差，或加強推力等，消除或減弱其前進阻力，使清管球繼續運動至收球筒內。主要包括以下幾種處理方法：（1）通過提高發球門站的出站壓力增加清管器上游的壓力，降低收球門站的出站壓力使清管器后的壓力減小，以達到增大清管器前后壓差驅動其運動。（2）提高發球門站出站壓力，短時間關閉清管器下游的第一個線路截斷閥，暫時將卡堵管段與下游管段隔離，同時設法降低已關閉線路截斷閥下游管道的壓力或清管球后的壓力：一種方式是在保證下游各用戶用氣需求的情況下，關閉或降低可向已關閉線路截斷閥下游管道供氣的場站，待被關閉線路截斷閥后壓力下降至一定值時再打開該線路截斷閥瞬時引發清管器動作；另外一種方式是通過放散或加大清管器與已關閉的線路截斷閥間用氣調壓站的流量以降低該段的壓力，利用前后壓差的增大驅動清管器運動；待清管器運動至正常速度后，在到達下游已關閉線路截斷閥之前緩慢平衡閥門兩端壓力，并恢復閥門至全開位置。（3）發送泡沫清管器若以上措施無效，可考慮則從發球站場發送泡沫清管器或其它清管器將卡堵清管器推出。（4）反推緩慢提高清管器后（收球門站）管道壓力直至與清管器前壓力平衡；然后緩慢降低清管器前（發球門站）管道壓力，驅動清管器反向運動倒回至發球點，并在發球門站按收球工藝流程回收清管器。（5）斷管取球如采取以上處置方案無法驅動清管器動作，則應在確定清管器、檢測器卡堵的具體位置后進行斷管取球。如清管器在管道內未完全卡死，可小范圍移動，則應將清管器驅動至較易開挖施工處實施斷管取球。5.2處置案例4.0中某城市次高壓燃氣管道東線在第4次采用測徑清管器進行清管時時，清管器運行了44公里后卡在AE8東側335米的B1處，管道運行單位嘗試降低清管器下游壓力以驅動清管器運動，關閉了線路截斷閥AE10以使卡球管段與下游管段隔開，通過調壓站T7的用氣使下游管段壓力降至1.2MPa，但未能驅動清管器。于是決定進行反推，恢復線路截斷閥AE10的全開狀態，關閉線路截斷閥AE8，通過控制門站2提高線路截斷閥AE10西側壓力至1.5MPa，控制門站1的壓力以降低清管球東側的壓力至1.2MPa，形成了0.3MPa的反向壓差，至第二日早上8：00用氣低峰期，關閉調壓站T6所在支線閥，開啟線路截斷閥AE8進行反推，清管器通過線路截斷閥AE7后將其關閉，待清管球停止于B2處后，關閉其東側線路截斷閥AE6，之后再通過控制門站1、門站2的出站壓力以在清管球兩側建立0.4MPa的正向壓差，先后開啟線路截斷閥AE7、AE6，繼續清管作業。門站LNG應急氣化站次高壓-中壓調壓站線路截斷閥門清管器位置圖1次高壓管網清管作業簡圖6.0數據管理在清管作業前，應將設標點的編號、位置描述（采用閥室或樁編號加偏移量的形式）、坐標、里程、埋深等信息錄入GIS系統或管道完整性管理信息系統中；每次清管作業時，除記錄日期、清管器的類型數量等信息之外，還需實時記錄清管球經過每個設標點時通過SCADA系統檢測的上下游閥門監測的壓力值、上下游門站的流量，以及現場上報的時間、監測人等信息，便于清管過程中實時計算清管器運行的速度；清管結束后，記錄其運行時間和清出的雜質重量，這些信息最終由數據管理員錄入完整性管理系統中便于后期查看，并為下一階段的發送變形檢測器和腐蝕檢測器提供通過依據和工況調整依據。參考文獻[1]宋生奎，宮敬，才建，等．油氣管道內檢測技術研究進展[J].石油工程建設，2005，31(2):10-14．[2]趙小川，管志偉，南宇峰.西氣東輸二線干線西段清管作業研究與實踐[J].天然氣與石油，2012，30（2）：17-22.[3]劉剛，陳雷，張國忠等.管道清管器技術發展現狀[J].油氣儲運，2011,30（9）:646-653.[4]黎珍.城市燃氣GIS中清管模塊的設計與應用[J].煤氣與熱力，2014，34（8）：B34-B39．作者簡介：馬文婷（1986-），女，甘肅天水人，中級工程師（注冊安全工程師），碩士，從事城市燃氣的調度運行工作。電話:（0755）88660428E-mail:mawt@手機政編碼：518049詳細地址：深圳市福田區中康北路深燃大廈單位：深圳市燃氣集團股份有限公司輸配分公司基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統基于51單片機的嵌入式Internet系統的設計與實現單片機監測系統在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統中TCP/IP協議棧的實現與應用單片機在高樓恒壓供水系統中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發基于MSP430單片機的遠程抄表系統及智能網絡水表的設計基于MSP430單片機具有數據存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計HYPERLINK"/de