清管技术在煤气管道中的应用培训

清管技术在煤气管道中的应用培训CONTENTS目录01清管技术概述02清管技术基本原理03清管设备与工具04清管技术在煤气管道中的应用CONTENTS目录05清管作业流程06清管作业常见故障及处理07清管技术优势与效益08清管作业安全规范CONTENTS目录09清管技术发展趋势与展望01清管技术概述清管技术的定义与作用清管技术的定义清管技术，又称为内部清洗技术，是指在管道内部进行清洗、除锈、管道定位、检测、管道狭窄或受阻等问题的解决方法。清管技术的核心作用清管技术主要是通过高压水流或高压气流对管道内部进行清洗和除锈，清除管道内部的污垢、异物和腐蚀物质，确保管道的运行安全和稳定性。清管技术的应用价值随着煤气管道的广泛应用，清管技术在煤气管道中的应用越来越普遍，对于保障煤气管道的畅通、安全运行及延长使用寿命具有重要意义。煤气管道清管的必要性

保障管道畅通，维持供气压力煤气中含焦油、萘及硫化氢等杂质，长年运行易在管道内结垢、堵塞，影响供气压力，甚至引发供气事故。例如天津市煤气总公司第二煤气厂φ720中压双排煤气管道曾因结垢导致平均封塞率达23%，严重处超过4%。

预防管道腐蚀，延长使用寿命管道内积聚的污垢、腐蚀物质会加速管壁腐蚀，清管技术可清除这些腐蚀因素，并通过喷涂抗腐蚀剂形成保护膜，有效延长管道的使用寿命。

确保运行安全，消除潜在隐患堵塞和腐蚀可能导致管道破裂和泄漏，清管技术能及时发现并处理管道内部的阻塞、泄漏和受损情况，避免因管道问题引发的安全事故，提高管理水平和工作效率。清管技术发展历程

起源与早期探索（19世纪末-20世纪中期）清管技术起源于1870年宾夕法尼亚州原油管道运输，最初使用绑缚碎布的球体清除沉积物，后逐步以皮革替代布片，利用其遇油膨胀特性提升清管效果，"pig"因通过接头时的声音得名并沿用至今。

机械清管器发展阶段（20世纪中后期）20世纪中后期，清管设备从简单球体发展为多样化机械清管器，包括橡胶清管球（过盈量3%-5%）、皮碗清管器（刚性骨架+聚氨酯皮碗）、钢刷清管器等，天津市煤气总公司第二煤气厂采用Pig技术解决传统化学清洗和高压水射流清洗的局限性，实现φ720中压管道高效除垢。

智能化与多功能集成阶段（21世纪至今）21世纪以来，清管技术向智能化发展，智能清管器集成定位、压力传感器、壁厚检测等模块，可同步完成管道清扫与内检测（如腐蚀、裂缝检测）。如铁法矿区长输煤层气管道采用的HB663-T-325高性能电子清管器，在-16℃环境下实现全程91分钟稳定运行，配套地面仪器接收灵敏度高、抗干扰性强。02清管技术基本原理物理清洗原理

高压水流清洗原理利用50-60MPa高压水流对管道内壁进行冲击，剥离重油、煤焦油等污垢，鞍山煤气管道φ700mm×1000m段应用该技术，清洗160小时后除垢率达90%以上。

Pig清管原理采用聚氨酯等弹性材料制成清管器（Pig），通过0.25-0.9MPa空气压力推动，利用过盈量（通常3.5%-20%）与管壁摩擦清除污垢，天津煤气厂φ720mm管道采用该技术，平均封塞率从23%降至安全范围。

气体增压爆破原理通过爆破片封闭管道一端，通入0.3-0.4MPa压缩空气，超过爆破片极限后瞬间释放高压气流（流速≥15m/s），带动焊渣、积水等杂物排出，中低压管网4-6次爆破即可达标。化学辅助清洗原理化学清洗的作用机制化学辅助清洗通过向管道内注入特定化学药剂，利用溶解、乳化、中和等化学反应，去除管道内壁的焦油、萘、硫化物等顽固污垢，恢复管道畅通。常用化学药剂类型主要包括溶剂型清洗剂（如汽油、煤油）溶解油污，碱性溶液中和酸性腐蚀物，以及缓蚀剂保护管道母材，避免清洗过程中发生二次腐蚀。与物理清洗的协同应用化学清洗常作为物理清洗（如Pig清管、高压水射流）的预处理或后处理步骤，例如先用化学药剂软化硬质垢层，再通过机械方式彻底清除，提升清洗效率。管道检测与定位原理

管道阻塞与泄漏检测原理通过清管技术可检测管道内部的阻塞、泄漏和受损情况，及时发现潜在安全隐患，提高管道管理水平和工作效率。

管道位置确认方法清管技术在作业过程中能够对管道内部进行位置确认，确保管道走向和关键节点的精准定位。

清管器探测定位技术清管器配备探测定位仪器，包括信号发射机、通过指示仪和信号接收机，可掌握清管器在管道中的运行情况，遇阻或损坏时能迅速定位。

电磁定位技术应用电磁方法中，清管器上的线圈产生磁场穿透管壁，在管道周围形成环绕磁场，特别适用于陆上管道的精确定位。03清管设备与工具清管器类型及特点

清管球由橡胶制成，中空或实心，通过注水调节过盈量（通常为3%-5%）。具有良好变形能力，易通过弯头和变形管道，但密封接触面窄，可能在复杂管件处失密停滞。常用于清除液体和松散沉积物。

皮碗清管器由刚性骨架和前后皮碗构成，皮碗材料多为聚氨酯或橡胶，过盈量一般为1%-4%。运行方向固定，密封性优于清管球，可携带检测仪器或刷具，适用于清除固体杂质和管道内壁清洁。

Pig清管器国外成熟技术，以软Pig为主，收缩率达20%以上防止卡管。发射动力常为空气压力（如0.8-0.9MPa空压机），通过不同直径和硬度的Pig逐步清除污垢，适用于结垢严重管道，如天津煤气厂φ720管道平均封塞率23%的清洗。

智能清管器集成定位、压力传感器和检测模块，可在清管同时进行管道腐蚀、裂缝、沉积物等检测。长度为非智能清管器的4-5倍，需管道无小曲率半径弯头，如HB663-T-325电子清管器在-16℃环境下可连续工作300小时，信号接收灵敏。收发装置结构与功能核心组成部件

收发装置主要由收发球筒、快开盲板、工艺管线、阀门及通过指示器等组成。收发球筒直径通常比公称管径大1-2级，发送筒长度不小于筒径3-4倍，接收筒不小于4-6倍以容纳清管器及清出物。快开盲板功能

快开盲板是收发球筒的关键部件，具备快速开启与密封功能，其上设有防自松安全装置、保安螺栓及密封环，确保清管器安全装卸和管道承压密封。通过指示器作用

安装于发送筒主管三通后及接收筒大小头前直管段，用于实时监测清管器是否发出或进入接收筒，常见类型有机械式、顶杆触点式及电子式，保障作业流程可控。工艺阀门系统

包含连通阀、发送阀、放空阀等，用于控制清管器发送接收流程及压力平衡。作业前需检查阀门开关灵活度及密封性，确保符合QSYTZ0475-2023标准要求。辅助设备与仪器

清管器收发装置由收发筒、快开盲板、工艺管线及阀门等组成，是清管器进出管道的关键设备。快开盲板实现清管器的快速装入与取出，收发筒直径通常比管道公称直径大1-2级，发送筒长度不小于筒径的3-4倍，接收筒不小于4-6倍以容纳清管器及清出物。

清管器通过指示器安装于发球筒出口或收球筒进口管线，用于指示清管器是否离开发送筒或进入接收筒。常见类型有机械式（如顶杆触点式）和电子式，可通过声光信号提醒操作人员清管器运行状态，确保作业顺畅。

清管器探测定位仪器包含清管器信号发射机、地面接收机及通过指示仪。发射机发出超低频交变电磁场，穿透管壁传播，接收机有效探测深度达6米，通过指示仪为2米，可实时追踪清管器位置，便于及时发现卡堵等异常情况。

动力与控制设备主要为空气压缩机，提供推动清管器的动力，如天津煤气管道Pig清洗采用柴油空压机，压力0.8-0.9MPa，流量9m³/min。此外还包括压力、流量监测仪表及SCADA系统，实现对清管过程的实时监控与参数调节。04清管技术在煤气管道中的应用管道内部污垢清除污垢成分与危害煤气管道内常见污垢包括焦油、萘、硫化氢等杂质，长期运行易结垢堵塞，影响供气压力，严重时可引发供气事故。天津市煤气总公司第二煤气厂垢样分析显示，管道平均封塞率可达23%，部分区段超过4%。Pig清洗技术应用采用国外成熟的Pig清洗技术，通过空气压力驱动（柴油空压机压力0.8～0.9MPa，流量9m³/min），选用收缩率达20%以上的软Pig，逐步增大尺寸清除污垢，可有效避免管道堵塞。天津某煤气厂φ720中压双排管道应用该技术后，清洗效果显著。高压水射流清洗方案针对重油、煤焦油等顽固垢体，可采用高压水射流清洗，工作压力50～60MPa，鞍山某1000m长φ700mm管道清洗案例中，耗时160小时，除垢率达90%以上。需注意处理清洗产生的污水，避免环境污染。清洗技术对比与选择传统化学清洗无法应对煤气管道复杂污垢；高压水射流除垢效果好但存在污水难题；Pig清洗技术高效快捷，尤其适用于长输管道，是目前煤气管道污垢清除的最佳方案。管道安全性与稳定性检测

管道阻塞与泄漏检测清管技术可有效检测煤气管道内部的阻塞、泄漏和受损情况，及时发现潜在安全隐患，避免供气事故发生。

管道位置确认与状态评估通过清管器携带的检测设备，可对管道进行位置确认和内部状况评估，为管道维护提供准确数据支持。

提升管道管理水平与效率定期清管检测能够掌握管道运行状态，优化维护策略，提高管理水平和工作效率，保障煤气管道长期安全稳定运行。管道内部抗腐蚀处理腐蚀对煤气管道的危害煤气管道中的腐蚀会显著缩短管道使用寿命，降低运行安全性，可能导致管道泄漏等严重事故，对管道的正常运行产生极大影响。清管技术在抗腐蚀处理中的作用清管技术可通过在管道内部喷涂抗腐蚀剂、补漏剂等材料，在管道内壁形成保护膜，有效增强管道的抗腐蚀能力，延长使用寿命。抗腐蚀处理的实施方式在完成管道内部清洗、除锈等清管作业后，利用清管设备将抗腐蚀材料均匀喷涂于管道内壁，确保形成完整、有效的防护涂层。典型应用案例分析01天津煤气厂Pig清管技术应用天津煤气总公司第二煤气厂φ720中压双排煤气管道，因煤气中焦油、萘及硫化氢等杂质结垢，平均封塞率达23%，严重处超4%。采用Pig清洗技术，以柴油空压机（压力0.8～0.9MPa，流量9m³/min）提供动力，通过不同直径和硬度的软Pig（收缩率达20%以上）逐步清除污垢，避免管道堵塞，清洗效果良好。02鞍山煤气管道高压水射流清洗案例鞍山某段φ700mm、长1000m煤气管道，内壁结有重油、煤焦油等垢并部分堵塞。采用高压水射流清洗，工作压力50～60MPa，清洗时间160小时，除垢率达90%以上，有效解决了管道堵塞问题。03天津高压输天然气管道通球清扫工程天津市外环线陕气进津DN529管道，全长82km，含38个曲率半径R=40mm的90°弯头。采用通球清扫方案，按通球、试压、泄压吹扫顺序进行，选用聚氨酯钢刷清管球、无刷清管球及机械清管器各1个（过盈率3.5%），通过压缩空气推动（计算需气量10595m³，运行时间68h），全线27小时完成清扫，无卡球现象，确保管道带气后无沉积物。04铁法矿区长输煤层气管道电子清管器应用铁法矿区长输煤层气管道全长276km，外径325mm，内径309mm，含10个截止阀、4个90°弯头及112个波纹管膨胀节。采用HB663-T-325高性能电子清管器（皮碗唇边外径325mm，过盈率6.7%），在-16℃环境下，以0.2MPa压力发射，全程运行91分钟，排出铁锈和灰尘，皮碗磨损均匀，验证了其在低温环境下的通过能力和清管效果。05清管作业流程作业前准备工作管道状况全面摸排详细调查管道规格、长度、材质、使用年限、安全工作压力及输送介质特性，查阅过往清管记录，评估管道状态。收发球站场详探检查站场设备（收发筒、阀门、压力表等）是否操作灵活、密封性好，周边环境是否安全，确保符合作业条件。清管方案制定编制详细清管作业方案，包括管道概况、清管器类型与规格选择（如过盈率）、操作流程、资源配置、安全环保措施及应急预案。清管设备检查与准备检查清管器（皮碗、钢刷等部件）、发射接收装置、动力设备（空压机等）、跟踪定位仪器及通讯工具，确保其完好并在使用期限内。安全与环保准备设置安全警示标志和隔离设施，准备消防器材和防护用品，确保排污池容量满足要求，制定清出物处理方案。清管器发送操作发送前准备与检查将压缩机与发生器相连，检查安装设施；管末端封闭后，启动压缩机调压至0.25MPa，气流稳定后关闭，若10min内压力无变化则判定无泄漏点。清管器装入与发射程序装入清管器（如Pig炮弹），封闭发射接收器，启动空压机。选用软Pig为主，收缩率达20%以上防止卡管，视回收情况确定下一发规格。发射动力参数设置发射动力采用空气压力，如柴油空压机工作压力0.8～0.9MPa，排气量9m³/min，通过发生器发射清管器。发送后状态确认清管器发出后，主管三通下游通过指示器动作，记录发送时间、启动压力及管线压力，通知收球组及监听人员，并向调度室汇报。清管器运行监控

实时定位追踪技术采用电磁定位技术，清管器搭载发射线圈产生磁场，地面接收机在6米深度内可精准定位；结合机械式或电子式通过指示器，实时监测清管器是否离开发射筒或进入接收筒。

运行参数监测通过SCADA系统实时采集压力、流量、温度等数据，控制清管器运行速度在0.5-5m/s；当压力波动超阈值时，自动触发减速或紧急截断机制，防范卡堵风险。

异常情况预警与处置建立三级响应机制：轻微堵塞时逆向加压解除，严重卡堵时注入生物降解溶剂软化沉积物；通过清管器内置传感器反馈皮碗磨损、骨架变形等故障，提前预警密封失效。清管器接收与后续处理

01清管器接收操作流程当清管器接近收球站时，提前确认收球筒阀门状态，全开平衡阀平衡压力后，依次开启收球筒入口阀和旁通阀，关闭主管道阀门。待清管器进入收球筒后，关闭入口阀，开启放空阀泄压至0.1MPa，再打开排污阀彻底排污，压力降至零后打开发球筒快开盲板取出清管器。

02清管器状态检查与记录取出清管器后，检查其外观是否完好，皮碗磨损程度、钢刷是否脱落，测量唇边厚度等关键参数并记录。如铁法矿区长输煤层气管道清管作业后，4节皮碗磨损均匀，唇边厚度从16mm减至11mm，运行状态良好。

03清出物处理与环保要求清出的铁锈、灰尘、煤焦油等杂物需收集至指定容器，其中油污类废弃物交由专业机构处理，防止环境污染。收球筒污物取样约300mL进行化验分析，其余按环保标准深埋处理，严禁随意丢弃。

04设备清理保养与数据归档收球筒内污物清除干净后，对快开盲板、密封环等部件进行清洗保养，关闭盲板并确认密封良好。整理清管作业数据报表，包括收球时间、排污量、清管器参数、运行压力曲线等，归档保存为后续维护提供参考。06清管作业常见故障及处理清管器窜漏与处理

窜漏现象及原因清管器窜漏指其在管道内运行时被动产生流体泄露，可能因清管器皮碗磨损、过盈量不足或管内硬物垫起导致密封不严，使清管器运行缓慢或停止。

窜漏判断方法通过监测清管器运行压力变化、运行速度异常缓慢或停止，结合清管器前后压差未达到预期等现象，可判断清管器可能发生窜漏。

常见处理措施增大清管器前后压差，提高推球压力以增强密封；或再发送一个过盈量较大的清管器，利用其推力将前一个窜漏清管器推出，恢复清管作业。清管器破裂与处理

清管器破裂的常见原因清管器在行进过程中可能因制作质量差、管道焊口内侧粗糙或管线球阀未全开等原因导致磨损划伤，进而发生破裂，造成运行停止。

清管器破裂的判断依据当清管器在行进过程中出现磨损划伤导致破裂时，通常会使得清管器停止运行，可通过压力变化、运行速度异常等现象进行判断。

清管器破裂的处理方法检查和判断球破原因，排除故障后，常采用再发一个球推顶破球运行，将遗留在管内的破裂清管器推出管道。清管器卡堵与处理卡堵原因分析清管器卡堵主要原因包括：管道内存在较大障碍物或石块泥沙淤积堵塞，管道变形或存在不规则处，清管器皮碗磨损导致密封不严，以及清管器过盈量选择不当等。卡堵判断方法当清管器后压力持续上升，前压力下降，推球压差已高于管线最大高差的静水压头1.2～1.6倍以上时球仍不运行，则可判断为卡堵。常规处理措施准确判断清管器位置，关闭球前阀门憋气，阀后持续放气降压，待阀前压力憋到一定值（不超管道允许强度极限）后快速打开阀门，利用压差冲卡；或增大进气量、提高推球压力并排放球前天然气引球解卡。特殊情况处理若常规方法无效，可采取球后放空、球前停止输气使球反向运行再正向运行；若因堵塞物太多或管线变形严重，需将管线放空，根据计算位置割开管线清除堵塞物或更换变形管段。其他常见故障及应对

清管器窜漏故障清管器皮碗磨损或密封不良会导致窜漏，表现为运行缓慢或停滞。解决方法：增大推球压差，或发送过盈量更大的清管器顶推前一个清管器。

清管器破裂故障因清管器质量差、管道焊口粗糙或阀门未全开等导致破裂。处理措施：排查破裂原因并排除故障后，发送新清管器将破损清管器推出。

清管器推力不足故障管道内污物过多、高差较大时易出现推力不足，表现为推球压差增大但清管器不移动。应对方法：增大进气量提高推球压力，或排放球前介质增大压差。07清管技术优势与效益清管技术的有效性

高效清除管道污垢与堵塞清管技术能快速、彻底清除煤气管道内的污垢、异物和腐蚀物质，如天津市煤气总公司第二煤气厂φ720中压双排煤气管道，平均封塞率达23%，严重处超过4%，利用Pig技术清洗后效果良好；鞍山φ700mm、长1000m煤气管道采用高压水射流清洗，工作压力50-60MPa，清洗160小时，除垢率达90%以上。

显著提升管道输送效率通过清除管内积垢和杂质，改善管道内壁光洁度，减少摩阻损失，可有效提高管道输送效率，避免因堵塞影响供气压力，保障煤气正常输送。

有效保障管道运行安全稳定能检测管道内部阻塞、泄漏和受损情况，及时发现并解决潜在安全隐患，同时通过喷涂抗腐蚀剂等材料形成保护膜，延长管道使用寿命，确保煤气管道运行的安全性和稳定性。清管技术的环保性

01减少化学药剂使用清管技术如Pig清洗、高压水射流清洗等，主要依靠物理方式清除管道内污垢，避免了传统化学清洗可能造成的土壤和水体污染，降低了化学药剂对环境的潜在危害。

02降低废弃物排放相比传统清洗方法，清管技术能更高效地清除管道内的杂质和沉积物，减少了因清洗不彻底而产生的二次污染。例如，Pig清洗技术可将管道内的污垢集中收集处理，避免了分散排放对环境的影响。

03节能降耗优势清管技术可提高管道输送效率，减少能源消耗。通过清除管道内的积垢，降低了管道阻力，使燃气等介质输送更加顺畅，从而降低了输送过程中的能耗，符合节能环保的要求。清管技术的经济性

降低人工与材料成本相比传统方法，清管技术无需大量人力、物力投入，能在短时间内完成清洗任务，显著降低人力成本和材料消耗。

减少停机与维护时间成本清管技术可快速、彻底地清除管道内部污垢和异物，提高清洗效率，缩短管道维护停机时间，降低因停机造成的间接经济损失。

延长管道使用寿命，降低更换成本通过清除污垢、进行抗腐蚀处理等，清管技术能有效延长管道的使用寿命，减少管道更换频率，从而大幅降低管道更换的高额成本。

提升输送效率，增加经济效益清除管道内杂质，改善内壁光洁度，减少摩阻，可提高煤气管道的输送效率，增加煤气输送量，带来直接的经济效益。08清管作业安全规范作业人员安全防护

个人防护装备要求作业人员必须佩戴防毒面具、防护服及呼吸设备，尤其在处理污水管道时需监测硫化氢浓度，确保符合安全规程。

作业现场安全隔