聚乙烯燃?xì)夤艿缼翰煌膺B接

摘 要

摘要：介紹了已運(yùn)行燃?xì)夤艿琅c新建聚乙烯燃?xì)夤艿赖倪B接技術(shù)。工程實(shí)踐表明，實(shí)施帶壓不停氣連接作業(yè)技術(shù)可行，效果良好。關(guān)鍵詞：聚乙烯燃?xì)夤艿?；帶壓不停氣作業(yè)；管道施工Hot Tappin
摘要：介紹了已運(yùn)行燃?xì)夤艿琅c新建聚乙烯燃?xì)夤艿赖倪B接技術(shù)。工程實(shí)踐表明，實(shí)施帶壓不停氣連接作業(yè)技術(shù)可行，效果良好。
關(guān)鍵詞：聚乙烯燃?xì)夤艿?；帶壓不停氣作業(yè)；管道施工
Hot Tapping of PE Gas Pipeline
ZHAO Xia，LI Guang-hui
Abstract：The connection technologies of already operated gas pipeline with new-built PE gas pipeline are introduced. The engineering practice shows that the implementation of hot tapping operation is feasible in technology and excellent in efficiency.
Key words：PE gas pipeline；hot tapping operation；pipeline construction
1 概述
    聚乙烯燃?xì)夤艿酪云淠透g、壽命長(zhǎng)、重量輕、易彎曲、運(yùn)輸及安裝費(fèi)用低等特點(diǎn)，在新建中、低壓燃?xì)夤艿乐斜淮罅客茝V應(yīng)用[1～6]。然而該種材質(zhì)管道在實(shí)際使用中存在的最大問(wèn)題就是已運(yùn)行管道與新建管道連接的技術(shù)問(wèn)題。根據(jù)CJJ 63—2008《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》要求，聚乙烯燃?xì)夤艿肋B接應(yīng)采用電熔連接(電熔承接連接、電熔鞍形連接)或熱熔連接(熱熔承插連接、熱熔對(duì)接連接、熱熔鞍連接)，不得采用螺紋連接和粘接。聚乙烯管道與金屬管道連接必須采用鋼塑過(guò)渡接頭連接。鋼塑過(guò)渡接頭的鋼管端與鋼管連接一般采用焊接、法蘭連接等。目前在兩條新建燃?xì)釶E管道的連接作業(yè)方面已有成熟和規(guī)范的操作方法[7～9]，然而在已運(yùn)行燃?xì)夤艿琅c新建燃?xì)夤艿倪B接作業(yè)中，特別是在已運(yùn)行管道無(wú)法停氣降壓的情況下，實(shí)施管道連接作業(yè)，存在著局限性和操作不便等問(wèn)題[10～14]。對(duì)此，我們對(duì)新建燃?xì)夤艿琅c已運(yùn)行燃?xì)夤艿蓝喾N連接方法進(jìn)行對(duì)比分析，并從降低氣量損失、方便管道連接作業(yè)、最大限度地減少對(duì)用戶的供氣影響等角度，研究聚乙烯管道帶壓不停氣連接技術(shù)。
2 鋼塑過(guò)渡帶壓不停氣管道連接作業(yè)法
鋼塑過(guò)渡帶壓不停氣管道連接作業(yè)法見(jiàn)圖1。本作業(yè)方法適用于各種規(guī)格已運(yùn)行鋼質(zhì)燃?xì)夤艿琅c新建聚乙烯燃?xì)夤艿赖倪B接。將焊接式管道帶壓連接器與已運(yùn)行鋼質(zhì)燃?xì)夤艿篮附永喂?、連接器出氣端與鋼塑過(guò)渡接頭連接。待管道連接完成后，通過(guò)專用電動(dòng)開孔機(jī)可實(shí)現(xiàn)新建聚乙烯管道帶壓不停氣作業(yè)。該管道連接作業(yè)方法選用目前技術(shù)成熟、已被廣泛應(yīng)用的鋼質(zhì)管道帶壓不停氣管道連接法，其優(yōu)點(diǎn)在于不影響燃?xì)夤艿赖恼＿\(yùn)行，不影響任何用戶的正常用氣。
 
    新管道試壓合格、經(jīng)公司批準(zhǔn)后實(shí)施不停氣開孔作業(yè)，具體操作步驟如下：
    (1) 認(rèn)真閱讀PE管道連接件出廠說(shuō)明書及技術(shù)要求。
    (2) 將需要電熔套管連接的部位清理干凈，用專用電動(dòng)銑刀刮去表層的污損面。
    (3) 將鋼塑過(guò)渡接頭的聚乙烯管端插入電熔套管一半處停止；電熔套管另一端套在新建聚乙烯燃?xì)夤艿郎?，插至電熔套管的另一半位置?/span>
    (4) 連接電熔機(jī)(需要220V電源)，將電熔機(jī)上的兩根導(dǎo)線插在電熔套管上的兩個(gè)插座內(nèi)(沒(méi)有反正之分)，再按照實(shí)際管徑來(lái)設(shè)定電熔加熱時(shí)間，電熔加熱時(shí)間按管徑有具體的規(guī)定，到規(guī)定時(shí)間后電熔機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)。在電熔套管上有兩個(gè)觀察點(diǎn)，在電熔自動(dòng)完成后，電熔套管上的觀察點(diǎn)會(huì)自動(dòng)隆起，證明此次電熔結(jié)束并且合格。
    (5) 按管徑的大小有回涼時(shí)間的技術(shù)要求。在回涼過(guò)程中不允許移動(dòng)和碰撞電熔施工操作部位。
    (6) 將鋼塑過(guò)渡接頭的金屬端焊接在管道帶壓連接器的出氣口端(成品件上有標(biāo)志)，此焊口要經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格。
    (7) 將管道帶壓連接器的進(jìn)氣口(成品件上有標(biāo)志)以鞍形焊接方式焊接在原有的帶氣管道上，并對(duì)此焊口進(jìn)行磁粉或著色無(wú)損檢測(cè)，合格后才可視為此工藝完成。
    (8) 進(jìn)行此施工段試壓，試壓介質(zhì)為壓縮空氣，合格后放掉壓縮空氣。
    (9) 卸下管道帶壓連接器的頂部封蓋，將專用銑具從封蓋口處放入，連接220V電源，打開電源后，銑具工作。銑具工作過(guò)程在人工的監(jiān)視下自動(dòng)完成。
    (10) 當(dāng)銑具自動(dòng)停止后，切斷電源并移至遠(yuǎn)處。拔出銑具后管道帶壓連接器會(huì)自動(dòng)將出氣口封閉，以防止燃?xì)庑钩觥?/span>
    (11)將管道帶壓連接器的封蓋按照原位置裝好。
    (12)進(jìn)行管道置換。將新建管道末端的放散口打開放氣，取樣檢測(cè)合格后關(guān)閉放散閥門。
    (13)回到管道帶壓連接器處，用儀器檢測(cè)封蓋否連接緊密。
    (14)進(jìn)行作業(yè)坑的回填、夯實(shí)，在距地面50cm處敷設(shè)警示標(biāo)志帶后，進(jìn)行完全回填、夯實(shí)并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生清理。
3 局部管段間隔斷管管道連接作業(yè)法
    局部管段間隔斷管管道連接作業(yè)法見(jiàn)圖2。本作業(yè)適用于已運(yùn)行聚乙烯燃?xì)夤艿琅c新建燃?xì)釶E管道的連接。在聚乙烯管道需連接部位左右適當(dāng)位置分別采用卡管器將已運(yùn)行管道卡緊，選用隔爆手槍電鉆在需斷管部位打孔卸壓、斷管。將電熔套管安裝在斷管兩端口并與新建聚乙烯管進(jìn)行電熔焊接，待焊接完成后松開卡管器，管道連接作業(yè)完成。此作業(yè)方法優(yōu)點(diǎn)主要是操作方便，但存在的問(wèn)題主要有：
    (1) 已運(yùn)行管道卡管器下游需停止用戶用氣，且確保在連接作業(yè)過(guò)程中管道為正壓。
    (2) 土方開挖面積大，增加工程費(fèi)用。
(3) 管道變形大，影響回填土施工進(jìn)度(當(dāng)管道連接作業(yè)完成后，只有當(dāng)管道被卡部位彈性變形完全恢復(fù)后，方可回填土，以保證管道流通面積)。
 
   該作業(yè)的具體操作步驟如下：
   (1) 認(rèn)真閱讀PE管道連接件出廠說(shuō)明書及技術(shù)要求。
    (2) 將需要電熔套管連接的部位清理干凈，用專用電動(dòng)銑刀刮去表層的污損面。
    (3) 將電熔套管套入管端標(biāo)志位置。
    (4) 連接電熔機(jī)(需要220V電源)，進(jìn)行電熔連接。
    (5) 按管徑的大小有回涼時(shí)間的技術(shù)要求。在回涼過(guò)程程中不允許移動(dòng)和碰撞電熔施工操作部位。
    (6) 在回涼充分后將卡管器打開，恢復(fù)通氣，進(jìn)行檢漏，檢漏合格后覆土回填。
4 新建小管徑管道帶壓不停氣作業(yè)法
    新建小管徑管道帶壓不停氣作業(yè)法見(jiàn)圖3。本作業(yè)方法適用于公稱直徑≤50m的新建燃?xì)夤艿琅c已運(yùn)行聚乙烯燃?xì)夤艿赖倪B接。將鞍形帶壓接頭與已運(yùn)行聚乙烯管道焊接，接頭另一端與新建管道連接完成后，手動(dòng)扳動(dòng)鞍形帶壓接頭開孔器，即完成管道通氣作業(yè)。本作業(yè)方法的優(yōu)點(diǎn)是：土方開挖面積小，不影響已運(yùn)行燃?xì)夤艿赖恼９?，管道連接作業(yè)便捷，無(wú)氣量損失。
   但由于受鞍形帶壓接頭型號(hào)限制，新建燃?xì)夤艿雷畲笠?guī)格不得大于DN 50mm。
 
    該作業(yè)的具體操作步驟如下：
    (1) 認(rèn)真閱讀PE管道連接件出廠說(shuō)明書及技術(shù)要求。
    (2) 將需要電熔套管連接的部位清理干凈，用專用電動(dòng)銑刀刮去表層的污損面。
    (3) 將鋼塑過(guò)渡接頭的聚乙烯管一端插入電熔套管一半處停止，新建聚乙烯燃?xì)夤艿啦逯岭娙厶坠艿牧硪话胛恢谩?/span>
    (4) 連接電熔機(jī)(需要220V電源)，進(jìn)行電熔連接。
    (5) 按管徑的大小有回涼時(shí)間的技術(shù)要求。在回涼過(guò)程中不允許移動(dòng)和碰撞電熔施工操作部位。
   (6) 將鋼塑過(guò)渡接頭的金屬端焊接在管道帶壓連接器的出氣口端(成品件上有標(biāo)志)，此焊口要經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)合格。
   (7) 鞍形帶壓接頭與已運(yùn)行的PE管連接，步驟如下：
   a. 把需要連接的部位清理干凈。
   b. 把鞍形帶壓接頭(成品件)的鞍座與PE管開孔點(diǎn)之間放置好橡膠墊。
    c. 將鞍形帶壓接頭垂直放置于清理干凈的PE管開孔處。
    d. 把與鞍形帶壓接頭配套的U形緊固套(原廠配置)從原PE管開孔點(diǎn)下方套上(鞍座和U形緊固套圖3中未畫出)。
    e. 將U形緊固套與鞍座的螺栓孔對(duì)正后，進(jìn)行螺栓緊固。緊固螺栓時(shí)，對(duì)角線上螺栓的緊固用力要均勻，以保證鞍形帶壓接頭全方位與原PE管相貼合，確保組件的氣密性。
    (8) 進(jìn)行此施工段試壓，試壓介質(zhì)為壓縮空氣，合格后放掉壓縮空氣。
    (9) 卸下鞍形帶壓接頭的頂部封蓋，將專用銑具從卸下封蓋口處放入，連接220V電源，打開電源后，銑具工作。銑具工作過(guò)程在人工的監(jiān)視下自動(dòng)完成。
    (10) 當(dāng)銑具自動(dòng)停止后，切斷電源并移至遠(yuǎn)處。拔出銑具后鞍形帶壓接頭會(huì)自動(dòng)將出氣口封閉，以防止燃?xì)庑钩觥?/span>
    (11) 將鞍形帶壓接頭的封蓋按照原位置裝緊。
    (12) 進(jìn)行管道置換。將新建管道末端的放散口打開放氣，取樣檢驗(yàn)合格后關(guān)閉放散閥門。
    (13) 回到鞍形帶壓接頭處，用儀器檢測(cè)封蓋是否連接緊密。
    (14) 通氣后用測(cè)試儀器檢測(cè)合格后，進(jìn)行防腐、回填、夯實(shí)，在距地面50(3m處敷設(shè)警示標(biāo)志帶后，進(jìn)行完全回填、夯實(shí)并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生清理。
5 技術(shù)改進(jìn)
    上述3種作業(yè)方法技術(shù)成熟、操作簡(jiǎn)單、安全有效，但不能直接用于已運(yùn)行管道與新建DN 50mm以上管道的連接作業(yè)。為了最大限度地?cái)U(kuò)大帶壓不停氣管道連接作業(yè)的適用范圍，我們分別在天津市津南開發(fā)區(qū)(東區(qū))及西青區(qū)楊柳青鎮(zhèn)兩個(gè)區(qū)域的燃?xì)夤艿肋B接作業(yè)方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。
    (1) 干管建設(shè)從規(guī)劃抓起，努力減少或杜絕DE180以上新建PE管道的停氣、降壓管道連接作業(yè)。
    在津南開發(fā)區(qū)(東區(qū))二、三期規(guī)劃設(shè)計(jì)初期及時(shí)與園區(qū)規(guī)劃部門緊密結(jié)合，每條規(guī)劃道路、每塊發(fā)展用地逐個(gè)分析，認(rèn)真做好聚乙烯燃?xì)夤芫W(wǎng)預(yù)測(cè)，在規(guī)劃支線處提前設(shè)置預(yù)留閥，待新建管道需連接時(shí)采用預(yù)留閥后管道連接作業(yè)。此方案雖然增加了一次性基建投資費(fèi)用，增加了工程前期工作量，但是為后期支線管道建設(shè)以及管道連接作業(yè)提供了方便。目前津南開發(fā)區(qū)(東區(qū))聚乙烯燃?xì)夤艿繢E180以上支線由于預(yù)留閥到位，多次新建管道與已運(yùn)行聚
乙烯管道的連接實(shí)現(xiàn)了帶壓不停氣、預(yù)留閥后管道連接作業(yè)。
    (2) 采用并聯(lián)鞍形帶壓接頭集氣管式連接法實(shí)現(xiàn)DN 50mm以上新建管道帶壓不停氣管道連接作業(yè)。
    雖然目前鞍形帶壓接頭只適于規(guī)格小于或等于DN 50mm新建管道，但是我們采用并聯(lián)鞍形帶壓接頭法，可以滿足稍大管徑新建管道的流通面積。經(jīng)計(jì)算，并聯(lián)鞍形帶壓接頭的流通面積見(jiàn)表1。
表1 并聯(lián)鞍型帶壓接頭的流通面積
新建PE管道規(guī)格
新建PE管道流通面積/cm2
所需并聯(lián)鞍形帶壓接頭數(shù)量/個(gè)
并聯(lián)鞍形帶壓接頭流通面積/cm2
DE65
33.16
2
39.26
DE90
50.24
3
58.89
DE110
78.50
4
78.52
    我們?cè)诮蚰祥_發(fā)區(qū)(東區(qū))建龍分子篩天然氣工程中進(jìn)行該方法的實(shí)施作業(yè)。該工程新建DE90燃?xì)夤艿琅c已運(yùn)行DE315燃?xì)夤艿肋B接，由于園區(qū)內(nèi)無(wú)法實(shí)施停氣降壓作業(yè)，經(jīng)研究采用了鞍形帶壓接頭并聯(lián)方案。不停氣、不降壓管道連接作業(yè)實(shí)施方案見(jiàn)圖4。管道連接作業(yè)完成后，經(jīng)對(duì)用戶實(shí)際用氣設(shè)備燃?xì)饬髁俊毫z測(cè)，完全符合設(shè)計(jì)要求。此管道連接作業(yè)方法現(xiàn)已在我公司推廣使用，大大減少了氣量損失，加快了管道連接作業(yè)進(jìn)度。但也存在不足之處，如DN 150mm以上管道若實(shí)施此方案，所需鞍形帶壓接頭數(shù)量過(guò)多，與集氣管連接受環(huán)境限制較大，因此在大管徑應(yīng)用上具有局限性。
 
(3) 采用導(dǎo)流管連接法實(shí)現(xiàn)大管徑聚乙烯管道帶壓不停氣連接作業(yè)。
    對(duì)于DE125以上新建聚乙烯管道與已運(yùn)行聚乙烯管道的連接，我們采用導(dǎo)流法確保在作業(yè)期間下游用戶的正常供氣，見(jiàn)圖5。
 
    在采用局部管段間隔斷管管道連接作業(yè)前，在卡管器前、后分別焊接鞍形帶壓接頭，在帶壓不停氣的條件下使導(dǎo)流管正常運(yùn)行。導(dǎo)流管流通面積及前后鞍型帶壓接頭數(shù)量根據(jù)下游用戶實(shí)際用氣量確定，連接方式同并聯(lián)鞍形帶氣接頭作業(yè)法。待導(dǎo)流管運(yùn)行正常后，按局部管段間隔斷管管道連接作業(yè)法實(shí)現(xiàn)新建聚乙烯管道與已運(yùn)行聚乙烯管道連接。管道連接完成后，采用卡管器在截扎點(diǎn)位置將導(dǎo)流管斷開并用對(duì)焊堵頭封嚴(yán)，此作業(yè)法完成。我們于2007年8月在西青區(qū)楊柳青鎮(zhèn)明月華苑紅線外天然氣工程中實(shí)施此作業(yè)法，取得了良好的效果。
    該作業(yè)方法優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)大管徑新建聚乙烯管道與已運(yùn)行聚乙烯管道的連接。不足之處：已運(yùn)行的管道永久遺留兩個(gè)鞍形帶壓接頭，需在今后運(yùn)行管理中加強(qiáng)巡視檢查。
6 結(jié)語(yǔ)
    隨著聚乙烯燃?xì)夤艿赖耐茝V應(yīng)用，對(duì)實(shí)施帶壓不停氣聚乙烯管道連接技術(shù)的研究很有必要。全面推行新建燃?xì)夤艿缹?shí)施帶壓不停氣管道連接作業(yè)，不僅使燃?xì)夤芫W(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行和穩(wěn)定供氣，為用戶的正常用氣提供保證，還可以大量減少新建管道停氣作業(yè)時(shí)的氣量損失，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
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(本文作者：趙霞 李光輝 天津市燃?xì)饧瘓F(tuán)第三銷售分公司 天津 300112)