燃气管网抢修技术的研究

燃气管网抢修技术的研究1天津城市燃气管网运行现状

天津城市燃气管网的大规模建设经历了“三年气化〞(1985年—1987年)、“陕气进津〞、“快速发展〞三个阶段，敷设高压管道240km、中压管道740km、低压管道5300km，总计约6300km燃气管道。沿线安装约阀门井4000座、凝水缸15000座、调压设施1500座，担负着150×104户居民用户及7000户工商用户的供气任务，并且以每年新增约300km的速度发展天然气管道。

在燃气被广泛应用的同时，燃气管网的运行状况很不乐观，管道运行时间长，腐蚀严重，造成事故频发，对居民用户的正常供气和社会安全构成极大威胁，对工商用户的经济利益也造成了一定的影响。

面对这种状况，分析管网运行状况，了解管网隐患，采用相应措施，降低危害程度，成了我们燃气企业的当务之急。依据集团公司的总体布暑，我们对燃气管网进行了全面的检测和调研，从3个方面对管网状况进行了分析。

①防腐层检测数据的分析

依据SY/T0087—95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法》，制定了管道防腐层评价等级指标，见表1。通过检测，按此标准对管道防腐层进行评价。表1管道防腐层评价等级指标

级别绝缘电阻/(Ω·m2)老化状况一级(优)＞10000基本无老化二级(良)5000～10000老化稍微，无剥离和破损三级(一般)3000～5000老化稍微，基本完整，沥青发脆四级(差)1000～3000老化较严重，有剥离，较严重吸水五级(劣)＜1000老化和剥离严重，轻剥即掉

检测结果为防腐层为四级和五级的管道长度为924km，占管网总长度的14.7%。

②管网运行时间的分析

我市现在运行的管道中半数以上是三年气化(1985年—1987年)时期敷设的，至今已运行了逾20年。不同时期敷设的管道长度统计见表2。表2不同时期敷设的管道长度统计

管道敷设时间管道长度/km所占比例/%20世纪70年代13320世纪80年代342120世纪90年代20292000年—2006年717合计6300

③抢修状况的分析

从近几年来的泄漏状况看，管道泄漏原因各异，但主要还是因管道腐蚀而泄漏。2000年—2006年管网抢修状况见表3。表32000年—2006年管网抢修状况统计

次

年份腐蚀漏气焊口开裂外力破坏其他合计2000年2671415203162001年234816643222002年287128233302003年30681763372004年2451011122782005年2547462712006年2842138316合计187780741392170比例/%100

可见我市的燃气管道已进入“老龄化〞阶段和事故多发期。虽然天津市政府和燃气集团每年拿出一定的资金，以100km/年的速度对旧管网进行改造，但是相关于整个管网如同杯水车薪，管网的改造还需要一个长期的过程。在这期间，管道腐蚀泄漏不可避免。我们一方面强化对隐患管道的巡视和预防，加大改造和修理的力度；另一方面，积极研究和应用泄漏管道的抢修技术，最大程度地降低因泄漏而造成的经济损失，保证居民的安全用气，杜绝火灾爆炸事故的发生。2燃气管道快速抢修技术的研究与应用

几年来，我们以安全、经济、高效为技术革新的指导原则，组织广大员工进行新设备新工艺的研究。经过群策群力，我们自行研发了一系列不停气抢修设备和停气作业的压力调控装置。这些新设备、新工艺的研发与应用，提升了抢修的安全性和抢修速度，大大降低了气损，提升了企业的经济效益。2.1不停气抢修设备与工艺2.1.1带气、带压顶压堵漏夹具

带气、带压顶压堵漏夹具结构见图1。进行抢修作业时，利用两个反向固定挂钩勾住管道，通过旋转手柄使压盖压紧待补焊的钢板，阻止管道内燃气逸出，从而进行管道带压补焊。现场操作情形见图2。

应用带气、带压顶压堵漏夹具进行带压补漏的具体操作步骤如下：

①发现燃气管道泄漏后，依据泄漏点的大小及形状，备好与泄漏点相匹配的木楔。

②用铜质手锤将木楔打入泄漏孔，使木楔高出管壁10mm。

③在泄漏点处覆盖上HT系列密封剂。

④将事先预制好的钢板放置在HT系列密封剂之上。

⑤用带气堵漏夹具的固定挂钩紧紧勾住管道，压盖对准待补焊的钢板，旋转手柄，使压盖将待补焊的钢板紧紧压在管道上，制止泄漏。

⑥在管道正常供气的状况下，实施带气焊接。

带气、带压顶压堵漏夹具在我公司使用3年来，以其结构简单、操作方便、安全可靠的优点得到了操的好评，并为公司节约了近33×104m3的燃气。施行说明，该装置适用于高、中压燃气管网带压堵漏抢修作业，可在燃气行业推广应用。2.1.2管道多功能液压式抢修器具

管道多功能液压式抢修器具结构见图3。该器具利用液压原理使法兰漏气点通过卡具压力快速闭合而密封。其主要特点是操作简单安全，应用范围广，节省抢修时间，避免了停气带来的损失。现场操作情形见图4。

多功能液压式抢修器具的操作步骤如下：将C型卡具卡住泄漏的法兰部位；调整间距调整杆；旋紧液压油缸阀门；上下推动液压泵手柄至液压油缸顶紧法兰、不漏气为止；进行抢修操作。

多功能液压式抢修器具在燃气管道抢修中使用效果优良，基本达到了制定要求，解决了燃气管道法兰连接部位泄漏的难点问题，降低了抢修作业中的不安全程度。另外，它还能够在狭小空间内多角度地进行操作，操作简单，省时省力，安全性较高。2.1.3提闸器

多年来，高压燃气管道阀门两侧的放散阀门及阀垫，一旦发生燃气泄漏，就用传统抢修方法停气降压后再进行改换，而提闸器的研制成功改变了这一状况。提闸器解决的技术问题是在不停气的状况下，用较短的时间改换放散阀门及阀垫，从而消除安全隐患。提闸器的使用条件为放散阀门为全通径球阀。提闸器结构见图5。将提闸器与待改换阀门的法兰连接，打开待改换阀门，通过丝杠旋进，将助塞橡胶装置推入并压紧管道，阻止气体溢出。在留下活动连接杆及助塞装置的前提下，卸下待改换阀门，安装新阀门，从而实现在不停气的状况下改换阀门的目的。现场操作情形见图6。

使用提闸器改换阀门的操作步骤如下：

①将提闸器的法兰与待改换阀门的上部法兰连接。

②缓慢打开待改换的阀门，检查密封盖、丝杠活动连接口及法兰接口处是否存在泄漏，确认无泄漏后完全打开待改换阀门，以便助塞橡胶头JJ顷,N通过待改换阀门。

③用手柄旋进丝杠，做好丝杠行程记录，以保证将助塞橡胶头推至待改换阀门下部法兰之下。

④适度用力旋紧助塞橡胶头，助塞橡胶头受压缩而变形，堵塞住管道至密封无泄漏为止。

⑤将待改换阀门下部法兰的螺栓卸下。松开活动连接件，留下活动连接杆及助塞装置，卸下待改换阀门。

⑥在阀门井外将提闸器与新阀门连接好，然后将新阀门下部法兰与管道法兰连接。

⑦转动活动连接件，连接活动连接杆，旋紧密封盖。

⑧将提闸器的法兰与新阀门上部法兰的连接螺栓卸下，用手柄提升丝杠，带动活动连接杆套管和活动连接杆上升，将留于管道上提闸器的活动连接杆套管和活动连接杆及助塞装置一同提出管道，同时缓慢关闭新阀门，换阀工作完成。

从2003年至今，我们一直使用提闸器改换高压燃气管道阀门两侧的放散阀门及阀垫，取得了非常好的效果。2.2停气作业抢修设备在实际操作中，因管道腐蚀较严重及其他条件限制，必须采用停气降压的传统工艺进行抢修或管道连接作业。因此，我们研究并应用了停气作业压力调节器。停气作业压力调节器结构见图7。

其主要的优势在于：克服传统U型压力计和凭经验进行压力测控带来的操作不便及误差较大的不够，使停气作业过程中管道内压力的观测及调控能够随时准确进行，从而达到提升停气抢修作业安全性和操作速度的目的。

将停气作业压力调节器与抢修管段上的凝水缸相连接，管道内压力变化可通过压力表实时观测。依据压力表读数，通过调节器放散阀调整管道内压力，使其始终处于作业方案要求的压力范围内。

停气作业压力调节器的操作过程为：关闭带气作业管段两端的阀门；连接压力调节器至凝水缸放散球阀，打开凝水缸放散球阀；打开压力表前球阀，观察管道内压力状况；打开凝水缸放散球阀，打开调节器放散球阀；当管道内压力达到作业要求后，关闭调节器放散球阀；随时观测管道内压力并进行调控。

几年来的施行说明，使用停气作业压力调节器可以实时监测和准确控制管道压力，最大限度减少放散量，在提