1、1高采天然气利用工程管道施工动火连头技术探究摘要：在天然气管道施工中，动火连头施工技术是最为关键，也是最容易发生事故的工序。文章阐述了在高升采油厂天然气利用工程管道施工中站内动火连头技术流程，探讨了天然气、汽油、柴油等动火连头关键环节技术措施。 关键词：天然气；管道施工；动火连头技术；焊接技术在站场的检修、改造以及扩建过程中，常常遇到动火作业，而很多情况下，管道内存在石油、天然气，对动火连头的控制以及安全措施的把握，十分重要。1 天然气管道动火连头概述 所谓动火连头，就是在石油、天然气站内，进行检修以及扩建的情况下，对管道进行通油焊接，尤其是扩建石油站的施工中，将原有的通油管道和新建的管道进行
2、焊接时，必须采取严密的封堵措施，进行管道的动火作业。 动火连头涉及最为严格的技术流程是封堵，对于封堵，如果不严密，轻则产生油气的泄露，重则导致动火操作过程中的爆炸，严重威胁生命财产安全。常常在动火作业过程中，为了避免封堵不严密，有时候设置溢流孔，并制定出全面的应急措施。在实际的动火连头操作中，通常配备完备的安全保护措施，以及医疗队伍，对动火连头全程进行有力的安全保护。石油、天然气动火连头，必须从安全上着手，技术上严格把关，2任何影响安全的因素，都必须排除，一切从安全出发。 实际上，石油、天然气管道动火连头，都必须根据现场的实际条件，动火时间必须由现场安全以及技术准备措施来决定。对于现场，必须加
3、强安全隐患的检查，对于所有有利于安全的措施以及相关规定，都必须严格遵守，对于一切不利于安全的操作，必须绝对避免。毋庸置疑，在我国高采天然气管道施工过程中，动火是最容易产生安全事故的工序，在施工现场，必须做好以下准备工作，才能进行动火连头施工：(1) 施工现场必须配备相关环保、安全措施。比如工程车、相关动火设备以及医疗等服务；(2) 除技术措施准备妥当外，现场施工必须具备安全作业坑，作业坑具备检查和逃生通道，距离一般为 1.5m，保证通道顺畅，无相关设备和工具拥堵逃生通道。 2 天然气管道动火连头关键环节技术措施 2.1 动火连头技术流程 常常在天然气管道动火连头施工中，采用管道停输、放空并进行
4、全段氮气置换，检测到纯氮后进行动火连头作业，这样能保证动火连头安全，动火时间短，对下游用户影响小。就全工艺流程而言，其顺序为：施工准备设备入场确定开孔封堵点开挖操作坑焊接管件安装夹板阀与开孔钻机整体试压开孔作业关闭夹板阀拆除钻机安装封堵装置压力平衡、检测进行封堵-封堵完毕抽气（油）不动火切割连头解封进行塞堵清理现场施工完毕。 2.2 关键环节技术措施 32.2.1 焊接工艺的优化对于动火连头中，就技术而言，最为主要的便是焊接工艺的选择，通常为了提高焊接质量，采用氩弧焊打底，并半自动药芯保护焊填充和盖面的。就氩弧焊工艺来说，其焊缝具备良好的外观，焊接强度能有效满足施工要求，在焊接过程中少有飞溅，
5、这样可有效保证管道内的干净，节约动火连头时间。动火连头时间越短，其危险性当然也就降低了许多。相对手工电弧焊而言，氩弧焊其管口组队上也有明显的优势，精度有着明显的提高。其实最主要的方面，还是氩弧焊焊接质量高，缺陷少，大大降低了返修的几率，从而既保障了焊接质量，又大大提高焊接效率，降低整个动火作业的危险性。 2.2.2 接地与氮气置换 天然气管道动火作业中必须接地，此法用来保障动火安全，因为动火作业中，焊接时会产生电流，当电流积存到一定量时，会产生一定的温度，从而引发火灾。接地通常的做法是焊接前夕，必须测试接地网，特殊情况，必须设置单独的动火专用接地体，对于接地体的位置，必须是在动火坑内，并用角钢
6、敲打，直至地下，角钢的顶部需要用扁钢连接，然后接入到焊接的引线上，如果焊接的电阻比较大，超过 4 时，必须增设一根角钢。有时候为了降低电阻，通常对土壤采用浇盐水增湿和添加降阻剂，使得接地的电阻控制在 4 以内。 动火前，必须惰性气体置换，通常采用氮气，控制死角，并采用多个检测仪 ( 三台 ) 来检测死角，直到检测不到为止。通常情况下，对于天然气管道而言，其爆炸极限是 5%15%，所以天然气管道的切割前，必须保证天然气浓度低于 1.25%，才能进行切割作业。在置换工序中，4必须制定合格有效的置换流程，并经有关人员严格论证，直到管道内天然气浓度低于 1.25时，方可进行下一步作业。 2.2.3 气
7、囊封堵与焊接技术 对可燃气体的管道要采取严密封堵的措施以防止可燃气体挥发外漏造成火灾的发生。对于不同的管径采取不同的封堵方法，对于小直径管道，多采用黄油墙封堵切割，阻断可燃源，对于大直径管道，多采用气囊封堵切割从而阻断可燃源。所谓黄油墙封堵切割是指首先用铜制工具将动火管内的污油清除干净，然后由经验丰富的工作人员在管道内进行黄油墙的施工，施工务必做到密实严紧毫无空隙且应具有足够的强度。另外，对于施工完成后的黄油墙应尽量避免敲击，防止裂缝的产生，从而防止可燃气体的外漏。再者，施工完成后的黄油墙还必须由相关负责人检验，从而确保动火的安全。气囊封堵切割首先要将管道切割，然后将封堵气囊安装在动火管道连头
8、焊口两侧各 1m 处采取气囊封堵切割的方法时，首先要选用合适的气囊材料，多采用抗高温特性较好的材料以抵御焊接时的高温，防止受热爆炸。另外，还要用锡箔纸将囊充气胶管包裹几层并用胶带固定，以防焊接时飞溅烫伤胶管。再者，气囊安装完成后还要将氮气充入封堵气囊内直至 0.2 0.3MPa，以检测气囊有无泄露，如无泄漏，再检测管内可燃气体浓度，当两侧可燃气体浓度小于 1.25时，进行管道组对、焊接，否则，用瓶装氮气对该管段进行置换，直到合格为止。三通连头焊缝全部完成之后，射线检测合格后，拉出气囊。要考虑三通变径对气囊抽出时的影响，管道隔离球抽出如图 1 所示：5对于油气管道而言，管道内部因为腐蚀等原因，需
9、要进行改造，在施工维修过程中，动火焊接是必须的过程。光就焊接而言，焊接前，必须采取一系列过程来保证动火安全，通常是停输、关闭干线阀门、泄压、清油、排气，使管道达到安全动火要求，最后对管、动火焊接。带油、带气动火必须保证阻火器的效果，呼吸阀必须配备石棉布。在油面以下进行带油焊接时，其危险性远远超过油面以上动火焊接，除非条件允许，不然绝对不能进行油面以下的动火焊接。对于补焊而言，通常采用木塞、铅、石棉绳等填充裂缝，并保证密实度，然后在外部加强钢板焊补。在焊接过程中，控制焊接顺序，把握稳、准、快，焊接过程中从下往上进行焊接，并保证点焊时的对称。控制焊接电流，根据管道的壁厚，确定焊接电流，避免因电流过
10、大而烧穿管道，导致火灾。在实际过程中，管道因为埋地时间过久，切割后常常出现错口过大或者是椭圆度增加的现象，导致焊接质量控制不佳。通常情况下，必须加强组对的控制，所以必须在专业人员的控制下，根据现场需求，预制管道对口器，充分保障管道组对效果，提高焊接质量。 3 风险消减措施 阀门内漏可能造成动火管段压力升高，封堵墙坍塌，造成火灾和爆炸事故。需采取以下措施进行预防：与动火管线相连的所有阀门在动火前必须进行注脂保养和内漏检测，登记相关阀门编号。罐区阀门内漏采取的措施，通过断开罐进口前的金属软管法兰或连接短节，加石棉盲板封堵，同时打开罐区排气阀，保持动火段管内常压。 6工艺阀组区关断阀内漏采取措施为收
11、油完成后在收油点连接收油设备，观察管线的液位变化，如果有成品油从透明软管溢出，则启动收油泵继续收油，以确保连头管段为常压。 封堵墙坍塌预防措施为封堵段两侧罐区进气孔和阀组区焊接球阀的排污孔常开，确保封堵段内为常压。封堵后不得在动火体上敲打震动，以防止封堵材料与管壁产生缝隙。气焊修口和焊接施工期间对封堵段用湿毛毡包裹浇水冷却，防止封堵墙受热强度降低。 储罐爆炸预防措施为施工区域内不出现爆炸气体混合物或爆炸气体浓度超过爆炸下限的 10%。动火点同时施焊焊机数量不能超过三台。施焊管线必须做接地，接地电阻经检测需小于 4，且严格按照本方案接地安装要求与母管连接。进场施工设备必须可靠接地且佩带防火罩。液位不能达到安全液位的储罐或空罐，动火前需断开储罐与动火管线的法兰，并用石棉板隔离。动火期间禁止任何人上罐作业。 4 结语 在石油、天然气动火连头作业时，必须分析动火过程中的安全因素，全面把握工艺流程，重点控制其关键技术环节，做好积极妥善的应急方案，才能有效保障施工安全。 参考文献 1刘宝利，高辉浅谈天然气站场的安全动火J科技信息，2008， （29）. 2耿罗斌管道封堵新工艺J油气田地面工程，2010， （6）. 3隋永莉，薛振奎，赵海鸿石油天然气金属管道焊接工艺评定标7准对比分析J压力容器，2006， （6）.
