鄂安沧管道与天津管道互联互通管线动火连头施工技术论述

鄂安沧管道与天津管道互联互通管线动火连头施工技术论述

王振刚

中石化胜利油建工程有限公司 山东 东营 257000

摘要：鄂安沧输气管道一期工程一标段联通线工程，为沧州末站φ1016管线与已投产的天津LNGφ813输气管道联通，主要包括三通、大小头、短接焊接，需要同时焊接金口三处：DN1000焊口一道、DN800焊口二道。项目部经过精心组织、合理安排，于2018年6月30日零点停输，7月1日11时完成了三道金口的焊接，经RT和PAUT检测焊口全部一次合格，比业主下达的动火时间提前13小时完成。本文主要是以此次施工为例，对动火连头各阶段安全技术管理进行论述。

关键词：动火 清管三通 焊接

1 工程概况

鄂安沧管道与已建天津管道联通，由天津管线向鄂安沧管线进行供气，联通方式为自天津管道进行“T”接。在联通处设置DN800等径清管三通，接出DN800联通管道，而后通过DN1000×800大小头连接至DN1000联通管道。根据天分供气生产安排，停输时间仅72小时。由于时间较近，按照常规施工方法先焊接DN800焊口再焊接DN1000焊口后，无法保证在72小时完成动火，故选用难度较大的三道焊口同时焊接的方法。

2 细化动火方案，做好动火前各项准备

2.1动火方案的编制

为保证本次动火的顺利实施，项目部自明确施工任务后，便开始进行动火方案的准备工作，多次进行现场踏勘，并与鄂安沧管道和天津管道紧密结合，确定方案审批流程，并先后经过公司、监理、两家管道公司多次讨论，修改完善。按照施工方案的指导思想和施工工艺，并结合业主要求管道停输时间，项目部又编制了详细的动火实施细则，对每一道工序进行细化，做到能切实指导现场进行施工，每名施工人员了解自己该干什么，多少时间干完，需要准备什么，完成后又如何进行下道工序的交接。

2.2操作坑开挖

施工前，同天津管道有关部门及设计进行结合，确定动火连头点的位置，采用人工试探性开挖，直到完全确定天津管道的位置和走向。然后采用人工开挖的方式将整个作业坑开挖完成，作业坑按1:0.67放坡比开挖，深3.0m，坑底开挖长40m、宽4m，在作业坑东北角、西南角设置2处逃生通道；开挖土方全部堆放在管沟西侧1m以外的空地处，在作业周围设置硬围挡，以防止坠落。作业坑东南角设集水坑1处，集水坑长、宽、深均为0.5米，放置污水泵抽水，防止降雨时管沟积水。动火区域（60m×30m）采用警戒绳封闭，并安排打更人员2人倒班守护，现场设临时帐篷。

3 优化施工工艺，合理安排工序

3.1氮气置换

按照传统注氮设备，加热器和汽化器分离设置，并需要重新浇筑基础以满足设备的安装要求，同时，最快需要8个小时，才能完成管线注氮任务。由于沧州站已投产完成，无论从安装方式还是施工时间上，传统注氮设备均无法满足施工要求。

为此，项目部借鉴以往注氮经验，调集社会资源，采用整体式注氮车进行注氮，注氮车不仅占地面积较小，同时气化速度能达到10000m3/h，氮气出口温度可控制在10℃以上，满足施工需要。

3.2切管焊接

施工前，对全体人员进行安全技术交底及风险宣贯，使每名员工知道应该干什么，如何干。由于动火施工时间较短，焊接一次合格尤为重要，拆除天津LNG管线防腐层后，安装管道切割机及进行管道接地，检测合格后，进行冷切割切管作业。切割长度根据清管三通长度每侧各增加1500mm短接。对切割完成后三道金口的位置及高度重新进行放样测量。经过对切割完成天津管道处的测量，将提前预制完成的工件重新进行切割下料。

切割完成后，吊装构件进行就位安装，采用三点吊装的方式进行，并在每个吊点上设置手拉葫芦，便于水平调节。组对完成后采用氩弧焊打底，半自动填充盖面的方式进行焊接，焊口6h冷却后进行初步检测，如发现缺陷及时返修，24h后进行正式的双百检测。

3.2.1对口作业

1）使用外对口器进行对口，应在根焊完成不少于管周长50%后方可拆卸，所完成的根焊应分为多段，且应均匀分布。

2）管口组对的错边量，应均匀分布在整个圆周上，严禁采用锤击方法强行组对。根焊道焊接后，禁止校正管子接口的错边量。

3）管口组对完毕，由管工进行对口质量自检，填写组对记录，并与焊工进行互检，检查合格后管工与焊工办理工序交接手续。经监理复查，确认合格后方可允许焊接。

3.2.2焊接作业

1）管口组对完毕，经自检合格后，可进行管口预热。

2）预热温度要严格遵照焊接工艺规程进行加热，预热宽度为坡口两侧各不小于50mm范围以内。

3）管口预热采用火焰加热，使管口受热均匀。

4）用远红外测温仪在管口两侧25mm范围进行均匀测量，以保证预热区域内所测各点温度满足规范要求。

5）预热完毕立即施焊，以保证焊接所需温度。

6）参加施焊的焊工均持证上岗。

7）焊接前编制焊接作业指导书，并进行详细的技术交底，施工时严格按作业指导书要求进行施焊。

8）根焊完成后，应立即进行热焊。

4 安全措施

4.1动火前气体检测时间距动火时间不宜超过15min，最长不应超过30min。

动火期间，每道工序进行前应检测天然气浓度，断管后应立即检测作业坑内含氧量，每隔20分钟检测一次天然气浓度与含氧量并做好相应记录。在动火作业期间，对站场阀室截断阀前要每15分钟进行一次可燃气体浓度检测，确保下游没有天然气泄漏到动火管段。

4.2动火施工中，动火点及操作区域空气中可燃气体浓度都必须处于安全范围。

在动火施工全过程中，进行三方监护，胜利油建、天津管道、鄂安沧管道同时安排监护人不断地检测可燃气体浓度，当可燃气体浓度高于规定时，立即停止施工，等待可燃气体浓度处于安全范围时再组织施工。

坑道内设置轴流风机，不间断进行送风，保证空气的流通，防止氮气窒息及可燃气体超标。

4.3已投产完成管线往往会产生一定的剩磁，导致动火焊接时发生磁偏吹问题。

特别是采用氩弧焊进行根焊时，管道坡口的磁性会吸引焊丝，产生震颤或粘连，发生咬边、未焊透、气孔等问题，对焊接质量产生致命的影响。为避免此种情况的发生，焊接前采用了直流电消磁方法对管道进行消磁处理，具体做法为在钢管上缠绕截面35mm2的柔性焊接导线组成的线圈，将其接到两个顺序连接的焊接变流器，使之形成的磁场作用方向与钢管磁场方向相反，从而达到消磁的目的。

5 结束语

鄂安沧互联互通管道能够停输动火施工的时间仅有72小时，由于动火点工艺管道设计的特殊性，需要同时完成3道金口焊接，这在胜利油建动火连头作业史上实属首次，通过精心周密的前期筹划和科学合理的施工组织，本次动火提前13小时完成施工作业，取得了良好的经济和社会效益，为今后动火施工积累了宝贵的经验。