冀宁线站场和阀室与干线连接法兰碳纤维包敷改造施工组织方案.docx

冀宁线站场和阀室与干线连接法兰碳纤维包敷改造

施工组织方案

编写：钟严东
审核：金 旭
批准：张 勇

四川德源石油天然气工程有限公司
2011年5月20日

目 录
1. 总则 5
1.1 编制说明 5
1.2 技术标准 5
2．工程概况 5
2.1 基本情况 5
2.2 施工现场条件 9
3. 法兰密封补强产品技术性能 10
3.1 湿法复合修复技术 10
3.2 法兰中缝填充材料 11
3.3 法兰中缝密封材料 11
4. 法兰密封补强施工流程 12
4.1 施工前准备 12
4.2 基底表面处理 12
4.3 法兰泄漏点引流 13
4.4 法兰密封补强 13
5.阀体泄漏密封补强 15
6.施工总体部署 16
6.1 施工管理组织机构 16
6.2 工程目标 17
7 施工准备工作计划和资源计划 17
7.1 施工准备工作 17
7.2 各种资源需用量计划 18
8 质量保证组织措施 18
8.1 质量管理组织机构 18
8.2 施工质量控制点措施 18
8.3 原材料质量保证 19
8.4 施工程序质量保证 19
8.5 人力资源质量保证 19
8.6 质量控制体系 19
9 施工质量的检测 19
10 健康、安全与环境（HSE）组织措施 20
10.1 HSE总体要求 20
10.2 HSE组织领导机构设置 20
10.3 施工现场HSE规范 20

1. 总则
1.1 编制说明
根据国家和中石油相关技术标准、四川德源石油天然气工程有限公司产品施工技术规范，编制《冀宁线站场和阀室与干线连接法兰碳纤维包敷改造施工组织方案》。施工过程中，如有变更，我公司项目经理部将根据实际情况重新修改相应的施工方案，并报西气东输管道公司等单位，取得认同后方予以实施。
1.2 技术标准
l 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB/T 8923）
l 油气田地面管线和设备涂色标准（SY0043—96）
l 石油工程建设施工安全规定（SY6444-2000）
l 四川德源石油天然气工程有限公司产品施工技术规范
2．工程概况
2.1 基本情况
l 冀宁联络线站场阀室与干线连接的法兰碳纤维包敷改造（苏北管理处85个、冀鲁管理处83个，共168个法兰碳纤维包敷改造。（具体工作量见表1）
l 管道温度：常温
l 输送介质：天然气
l
苏北管理处工作量统计表
场站
编号
尺寸
合计
管径
14"
10"
8"
6"
1＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
2＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
3＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
扬州站
1102

1

1
273
1103

1

1
273
1401

1
1
168
1402

1
1
168
江都站
1102

1

1
273
1103

1

1
273
4＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
5＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
6＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
1401

1

1
219
1402

1

1
219
7＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
8＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
9＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
10＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
1401

1

1
219
1402

1

1
219
11＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
12＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
13＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
淮安站
1102

1

1
273
1103

1

1
273
1401

1

1
219
1402

1

1
219
14＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
15＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
1401

1

1
219
1402

1

1
219
16＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
17＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
宿迁站
1102

1

1
273
1103

1

1
273
18＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
19＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
20＃阀室
1102

1

1
273
1103

1

1
273
邳州站
1102

1

1
273
1103

1

1
273
1402
1

1
356
6307

1

1
219
6407

1

1
219
邳徐1＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
邳徐2＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
徐州站
1207

1

1
219
邳连1＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
邳连2＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
邳连3＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
1401

1
1
168
1402

1
1
168
邳连4＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
邳连5＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
1401

1
1
168
1402

1
1
168
邳连6＃阀室
1102

1

1
219
1103

1

1
219
连云港站
1207

1

1
219
合计（个）

1
50
28
6
85

冀鲁管理处工作量统计表
序号
场站/阀室
工艺编号
数量
管径
2"
3"
6"
8"
10"
14"
1
1
1102

1

￠168*9
2
1
1103

1

￠168*9
3
2
1102

1

￠168*9
4
2
1103

1

￠168*9
5
3
1102

1

￠168*9
6
3
1103

1

￠168*9
7
临沂
1207

1

￠168*9
8
枣庄
1102

1

￠273*10
9
枣庄
1103

1

￠273*10
10
21
1102

1

￠273*10
11
21
1103

1

￠273*10
12
22
1102

1

￠273*10
13
22
1103

1

￠273*10
14
23
1102

1

￠273*10
15
23
1103

1

￠273*10
16
滕州
1102

1

￠273*10
17
1103

1

￠273*10
18
1401

1

￠273*10
19
1402

1

￠168*9
20
24
1102

1

￠273*10
21
1103

1

￠273*10
22
济宁
1207

1

￠168*9
23
小雪
1102

1

￠168*9
24
1103

1

￠168*9
25
1401

1

￠168*9
26
1402

1

￠168*9
27
1403
1

￠60*6
28
25
1102

1

￠273*10
29
1103

1

￠273*10
30
曲阜
1102

1

￠273*10
31
1103

1

￠273*10
32
26
1102

1

￠273*10
33
1103

1

￠273*10
34
27
1102

1

￠273*10
35
1103

1

￠273*10
36
泰安
1102

1

￠273*10
37
1103

1

￠273*10
38
28
1102

1

￠273*10
39
1103

1

￠273*10
40
29
1102

1
￠356*13
41
1103

1
￠356*13
42
济南
1102

1
￠356*13
43
1103

1
￠356*13
44
1401

1
￠356*13
45
1402

1

￠219*12
46
30
1102

1
￠356*13
47
1103

1
￠356*13
48
31
1102

1
￠356*13
49
1103

1
￠356*13
50
32
1102

1
￠356*13
51
1103

1
￠356*13
52
1401

1

￠219*12
53
1402

1

￠219*12
54
德州
1102

1
￠356*13
55
1103

1
￠356*13
56
1401

1

￠219*12
57
1402

1

￠219*12
58
33
1401

1

￠219*12
59
1402

1

￠219*12
60
1102

1
￠356*13
61
1103

1
￠356*13
62
34
1102

1
￠356*13
63
1103

1
￠356*13
64
35
1102

1
￠356*13
65
1103

1
￠356*13
66
德州末
1401

1

￠219*12
67
1604

1

￠89*6
68
武城
1604

1

￠89*5
69
1401

1

￠168*5.5
70
衡水
1102

1
￠356*13
71
1103

1
￠356*13
72
1401

1

￠219*12
73
1402

1

￠168*9
74
36
1102

1
￠356*13
75
1103

1
￠356*13
76
37
1102

1
￠356*13
77
1103

1
￠356*13
78
38
1102

1
￠356*13
79
1103

1
￠356*13
80
1401

1

￠219*12
81
1402

1

￠219*12
82
39
1102

1
￠356*13
83
1103

1
￠356*13

合计

1
2
15
11
25
29
83

2.2 施工现场条件
施工现场位于苏北、冀鲁等省份，设备、材料、人员需多次进行迁移，给施工带来一定困难。签订合同之后，我公司将组织技术人员现场踏勘，掌握施工现场条件，合理安排人员驻地地点等，为施工的顺利进行做好前期准备工作。
3. 法兰密封补强产品技术性能
3.1 湿法复合修复技术
湿法复合修复技术使用航天科技及军事工业采用的高强度纤维布，以及专利技术的高强度粘胶及固化剂，用于石油天然气工业的管道缺陷永久性补强修复。产品设计、生产及检验严格遵守最新国际标准ISO TS24817 。具有不停输、不动火、简单快捷的特点。不仅可用于直管段修复，而且可用于法兰、弯头、T形连接、变径管段以及其它异形件的补强修复。
3.1.1 产品的组成
湿法复合修复材料由以下部分组成：
l 高强度纤维布（玻璃纤维和碳纤维）
l A、B组分高性能粘胶（常温、高温）
l 高强度填料
l 配套工具包
湿法复合材料为用户提供极大的使用灵活性。根据现场缺陷评价结果确定修复层数，并与高性能粘胶复合，常温下5-8个小时即可固化，强度完全符合国际标准ISOTS24817的要求。
3.1.2 产品的技术指标
产品组成
500mmx50m高强单向布，AB组份粘胶，高强度填料，安装工具包
温度范围
-30℃~80℃, 80℃~150℃(H)
抗拉伸强度
≥3430Mpa
弹性模量
2.35X105Mpa
填料抗压强度
≥55Mpa
补强层数
2层-8层，依据ASME B31.G
固化时间
5-8h(23℃)
表1 湿法复合修复材料性能指标
3.1.3 产品的特征及优点
l 免焊不动火，安全；
l 湿法缠绕，系列化产品，现场操作灵活方便；
l 高抗拉强度、高弹性模量纤维复合材料，保证管道安全运行；
l 不需要大型施工设备，工程成本大大降低；
l 施工期间无须停输，对生产的影响最小；
l 适用于各种作业环境；
l 不影响阴极保护系统和任何管道作业。
3.2 法兰中缝填充材料
3.2.1 中缝填充材料简介
是一种双组分环氧树脂类材料，比较稀稠，可直接灌注，具有极强的抗冲击性能，具有抗压抗剪切强度高、较低的固化收缩率、以及较大的使用温度范围特点。
3.2.2 中缝填充材料性能指标
项 目
性能指标
备注
混合后粘度
4700cps

固化时间
8小时
完全固化时间
操作时间
15分钟

固化后硬度
92
ASTM D2240
固化后收缩率
0.001
ASTM D2566
抗剪强度
13.8Mpa
ASTM D1002
抗压强度
95.7Mpa
ASTM D695
弯曲强度
59Mpa
ASTM D790
弹性模量
6343Mpa
ASTM D638
热膨胀系数
22x10-6/K
ASTM D696
最高工作温度
121度（－46度）

最低工作温度
零下47度

表2 中缝填充材料性能指标
3.3 法兰中缝密封材料
3.3.1 中缝密封材料简介
中缝密封材是一种金属填充型冷焊剂材料，粘度高，具有极好的耐酸碱性能，具有抗压抗剪切强度高、极低的固化收缩率、以及较大的使用温度范围特点。
3.3.2 中缝密封材料性能指标
项 目
性能指标
备注
混合后粘度
膏状

固化时间
16小时
完全固化时间
操作时间
45分钟

固化后硬度
85
ASTM D2240
固化后收缩率
0.0006
ASTM D2566
耐酸碱性（10％盐酸、 10％硫酸、 10％ NaOH、盐等）
很好
浸泡30天
抗剪强度
19.3Mpa
ASTM D1002
抗拉伸强度
22.2Mpa
ASTM D638
抗压强度
57Mpa
ASTM D695
弯曲强度
38.6Mpa
ASTM D790
弹性模量
5861Mpa
ASTM D638
热膨胀系数
48x10-6/K
ASTM D696
最高工作温度
121度

最低工作温度
零下46度

表3 中缝密封材料性能指标
4. 法兰密封补强施工流程
4.1 施工前准备
4.1.1 施工作业前，作业人员应阅读施工技术方案，检查补强材料的质量合格证书，填写作业文件。
4.1.2 施工作业前，作业人员应阅读HSE文件，按照HSE要求穿戴劳保，检查各项安全、劳动防护措施。
4.1.3 施工作业前，作业人员应检查所用工具、设备，保证状态良好。
4.1.4 施工作业前，作业人员应接受甲方HSE监督的培训和检查，在获得甲方HSE监督同意后才能进行作业。
4.2 基底表面处理
4.2.1 进场施工之前，由站场管理人员协助检测施工区域的天然气浓度，在允许施工作业的条件下才能进行施工作业。
4.2.2 法兰间隙除锈
使用拉丝布、毛刷等去除法兰间隙内的浮锈和松动的漆皮。
4.2.3 法兰面除锈
使用喷砂设备和角磨机对法兰面、管道、螺栓等部位进行除锈，达到ST3标准。
4.3 法兰泄漏点引流
引流管的安装和封堵只针对有泄漏现象的法兰，如法兰无泄漏现象做完除锈处理后可直接进行密封补强作业。

图1 天然气引流管
4.3.1 检测泄漏点。
检测法兰是否泄漏，对泄漏点的位置做出标记并对泄漏量进行纪录。
4.3.2 泄漏天然气引流。
对已泄漏的法兰采用特制的引流管将法兰泄漏的天然气引出法兰的作业面，引流之后整个法兰处于相对完好（无泄漏）状态。
4.4 法兰密封补强
4.4.1 添加高强纤维丝
在法兰两端采用辅助填料进行部分填充，待填充后采用高强纤维丝做两层径向和轴向的缠绕，以增强中锋填充材料的抗拉强度。

4.4.1 准备铁皮套筒
根据法兰的大小，选择相应的套筒固定在法兰上，在0点钟位置预留灌注口和排气孔。
4.4.2 法兰加固填充
① 根据法兰的规格取适量的中缝填充材料，按照配比要求，将主剂和固化剂均匀混合。
② 从预留的灌注孔，将中缝填充材料分别缓慢注入法兰中缝，直至注满溢出。
③ 常温下待8小时填料基本固化。
④ 取下白铁皮套筒，并对表面进行处理。

图2 法兰加固填充
4.4.4 对引流管进行封堵
待中缝填充、密封材料固化后，用封堵用密封圈和螺钉将引流管封堵。再在封堵螺钉上应涂上适量的中缝密封材料。
通过计算可以得知管内的气压达到20MPa时，所传递到封堵螺钉和引流管上的力分别为350牛顿和1200牛顿（螺钉的测试力大于400牛顿，引流管的测试力大于1500牛顿）。
4.4.6 法兰外部补强
① 均匀混合补强粘胶，并使用补强粘胶均匀浸湿高强度玻璃纤维布和碳纤维布。
② 在法兰管道一侧与填料的交接处，用宽为10cm的高强度玻璃纤维布沿管道圆周方向无轴向位移缠绕2层。
③ 使用宽度为5-7cm已浸湿的碳纤维布，在法兰上交叉对角连续缠绕6层（如图6所示）。
碳纤维布

图6 法兰外部补强示意图
④ 选择合适宽度的碳纤维布在法兰面上无轴向位移连续缠绕2层。

5.阀体泄漏密封补强
需要做补强的位置

图8 阀体密封加固前
复合材料层（6层）
中缝密封材约为5mm厚料层
阀体

图9 阀体密封补强示意图

图10 阀体密封补强现场作业
① 对阀体做除锈处理，达到ST3标准。
② 制作铁皮模型。
③ 从预留的灌注孔，将中缝填充材料分别缓慢注入制作好的模型内，直至注满溢出。
④ 待中缝密封材料固化后，使用14cm宽已浸湿的高强度碳纤维复合材料径向缠绕6层。

图7 法兰密封加固后效果图
（说明：方案中“4.3-法兰泄漏点引流”和“4.4.4-对引流管进行封堵”两节是针对法兰已经出现泄漏的现象，如果法兰没有泄漏则不需要按照该两节所述内容进行作业。）
6.施工总体部署
6.1 施工管理组织机构
6.1.1 管理模式
实施项目施工的管理模式，组建本工程的项目经理部。项目经理部是整个项目的领导和管理机构，由项目经理、项目技术负责人等组成，全面负责项目的质量管理、进度控制、安全生产和施工队伍管理工作。
6.1.2 项目经理部管理机构及人员配置方案
6.1.2.1 项目经理部管理机构
项目经理由四川德源石油天然气工程有限公司的钟严东担任，项目技术负责人由陈良才担任。
项目经理部以工程项目管理为核心，以优质、高速、安全、文明为主轴，加强动态、科学管理，优化生产要素，精心施工，大力推广先进施工技术，在创质量优良的同时，力争提前完成施工任务。
在推行项目法施工的同时，从文件控制、产品标识、过程控制等过程中，切实执行公司质量保证体系文件，达到优质高效目标。
6.1.2.2 施工队伍人员配置
在项目经理部的领导下，组成由专业技术工种组成的施工班组，施工班组设班长，全面负责班组的生产安排、质量管理、进度控制和安全管理，带领工人完成施工任务。
6.2 工程目标
6.2.1 质量方针
安全第一 质量为本 注重健康 保护环境
全员参与 过程控制 持续改进 追求卓越
6.2.2 质量目标
工程合格率100%，工程优良率以上。
6.2.3 工期目标严格按照合同工期要求，在合同规定工期内完成全部施工任务（不可抗力除外）。
6.2.4 HSE目标
管理目标：追求零事故、零污染、零损失，塑造一流施工队伍形象，以出色的HSE业绩赢得市场和社会信誉。
7 施工准备工作计划和资源计划
7.1 施工准备工作
7.1.1 技术准备
① 资料准备：遵照公司的有关规定，准备好作业手册、现场工程技术文件样表，保证施工过程技术文件的完整性。
② 器具配置：根据现场施工设计方案，为项目经理部配置相应的工具、设备，配置与工程规模相适应的办公设备。
③ 技术工作计划：根据现场情况，组织技术人员制定出施工技术预案和施工计划。
7.1.2 施工现场准备工作
合同签订后一周内，组织公司相关技术人员，到施工现场踏勘，了解现场存在的具体情况，施工中可能出现的问题、存在的困难等，并与沿线相关部门取得联系，就施工工作进行协商。
7.2 各种资源需用量计划
7.2.1 劳动力需要量及进场计划
①岗前培训:按照开工日期和劳动力需要量计划，分别组织工人进行施工作业操作规程培训。同时对进入现场的所有人员进行HSE和遵纪守法教育，使施工人员严格遵守上级颁发的各项规章制度。
②劳动力需要量计划:根据工程量，计划组织3个班组进行施工作业，每个班组按4人配置。
8 质量保证组织措施
8.1 质量管理组织机构
为了加强质量管理，项目经理部成立质量管理小组，项目经理任组长，技术负责人任副组长，各班组长为各班组质检员，建立、完善质量管理网络。
组 长：钟严东
副组长：陈良才
组 员：周百发、吴兆树
8.2 施工质量控制点措施
① 严格按照操作手册中制定的作业程序进行施工；
② 作业前，必须确保除锈达到施工标准；
③ 作业中，严格控制各项工序的施工时间。
④ 作业中测量的各项数据必须达到《法兰密封作业标准》要求，才能进行下一步工序的施工。
⑤ 施工班组长和施工人员是本项施工工序质量的第一责任人，必须确保施工质量；
⑥ 严格填写现场技术文件。
8.3 原材料质量保证
原材料的品质是保证施工质量至关重要的一环。为了保证施工质量100%合格，施工项目经理部主要从以下两个方面严把原材料质量关：
8.3.1 碳纤维布和粘胶及固化剂
碳纤维布到达现场后，必须检验包装是否完好，以及厂家出具的质量合格证书。粘胶及固化剂必须检查其生产日期，及保质期限。
8.3.2 材料存放
保证仓库干燥、通风好、阴凉、完全符合补强产品系列的存放的要求。
8.4 施工程序质量保证
① 严格按照公司作业要求，制定各施工工序的作业指导书；
② 所有施工人员必须100%遵守施工作业指导书的要求；
③ 必须认真填写现场施工程序文件，保证所有施工程序文件的真实性、完整性。
8.5 人力资源质量保证
按照作业指导书和公司质量手册，培训施工人员，全部施工人员必须经培训合格后方可上岗；
根据施工进度计划和劳动力需要量计划，合理组织劳动力，满足施工进度的需要。
8.6 质量控制体系
① 建立工程项目质量网络控制体系；
② 制定施工工序的质量控制文件；
③ 各施工工序必须100%遵守质量手册和质量控制文件的要求；
④ 班组设立QC人员，负责班组的施工质量；
⑤ 项目经理部成立现场QC小组，负责工程现场施工质量的控制；
⑥ QC小组或成员发现质量问题或作业程序与作业指导书不一致的，必须责令施工人员马上整改，并立即填报质量问题报告单，报项目经理部；
⑦ 整改完毕后必须填写质量问题整改报告单，报项目经理部同意后方能继续施工；
9 施工质量的检测
① 法兰表面除锈处理达到ST3标准，法兰间隙内无浮锈。
② 中缝填充材料的检测：表面平整，无凹坑现象，固化时间大于8小时。
③ 碳纤维复合材料的缠绕复合设计要求。
④ 外观无其它污物。
10 健康、安全与环境（HSE）组织措施
10.1 HSE总体要求
严格按照甲方健康、安全与环境（HSE）要求执行。
10.2 HSE组织领导机构设置
① 项目经理部成立HSE委员会，由甲方现场代表、项目经理、技术负责人、班组长等人员组成；
② HSE委员会办公地点设在施工现场，以便加强安全管理，及时处理各类影响施工安全的突发性事件；
③ 采取分级管理、逐级上报的原则：施工现场由乙方项目经理或最高行政负责人作为第一负责人。一旦发生安全事故，要立即启动本应急预案，并及时上报上级领导。
10.3 施工现场HSE规范
① 进入站场前，应接受站场HSE监督员的培训，理解并严格执行站场安全要求。
② 进场施工之前，由站场管理人员协助检测施工区域的天然气浓度，在允许施工作业的条件下才能进行施工作业。
③ 进场施工人员，关闭一切电子设备。应穿着符合要求的工作服，不得穿戴化纤织物，穿好工作鞋，戴好安全帽。
④ 第一次进入站场，在开始施工前，必须在站长、站HSE监督的主持下，召开HSE会议，分析施工过程中可能出现的问题，并提出相应措施。
⑤ 根据站内情况，必要时可在作业开始前举行一次安全演习，保证所有人员理解并能正确按照安全预案的要求实施。
⑥ 检查设备，保证所有设备以及连接插座都应具有防爆功能，并有可靠的接地装置，严禁接线处产生电火花。
⑦ 对进行补强施工的法兰，需要经过站HSE监督的检查，确认没有风险后，才能按照施工程序进行施工。
⑧ 施工过程中不得触碰天然气管道和站内其它设施。
⑨ 法兰补强施工完毕，应清理所有工具和垃圾，不得遗漏任何物品在站内。
⑩ 发生紧急情况，应按照应急预案的要求，在站长和HSE监督的指挥下，迅速撤离危险区域。