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1、 不停输管道封堵技术介绍 摘 要: 随着天然气的发展和普及，城市燃气管道需要抢修、换管、或更换管道辅件的情况不可避免，管道不停输封堵技术作为一种安全可靠，操作方便，经济实用，高效节能，随机性强的燃气管道作业方式，将成为燃气行业一项具有重大意义的作业技术，它对提高燃气销售企业的信誉，为企业节省成本，提高经济效益方面有着巨大的作用。 关键词：不停输 封堵 膨胀桶式 一、概况 随着天然气的发展和普及，人们的生产和生活都希望用上清洁能源，特别是近几年来，地下管网运行压力逐渐提高，由于自然环境、客观因素和人为因素造成的管网损坏时有发生，需要抢修、换管、或更换管道辅件。例如：1、管
2、道在运行过程中被施工者损坏，必须抢修或换掉这段管道，而停气必会引起用户的强烈不满，所以不允许停止介质运行。2、管道上阀门或其他辅件失灵或损坏，已不能满足使用要求，必须更换，但下游用户不允许介质停止运行，而上游管网也不会为此停止介质运行。3、因规划、建设需要改管等情况如果采用降压停气的办法，对国家、社会和燃气经营企业都不利。因此一种以安全可靠，操作方便，经济实用，高效节能，随机性强，能提高企业信誉为目标的管道不停输技术，成为燃气行业一项具有重大意义的作业技术。 不停输封堵技术分为气囊式、皮碗式、膨胀桶式。其中气囊式封堵主要运用于低压城市燃气管道，皮囊式封堵及膨胀桶式封堵主要用于中高压燃气管道，
3、运行压力≤1.6MPa的钢制管道都能达到很好的封堵效果。皮囊式封堵技术的封堵面是锥形面，它的封堵效果受管道椭圆度，内壁光滑度等母管制作工艺的影响，封堵效果存在一定的不确定性。而膨胀桶式封堵技术是对于整个管断面的封堵，因此管道的椭圆度、内壁光滑度及杂质等不影响封堵橡皮片密封效果，适用于各种管道。而燃气管道大管径管材基本都是螺焊钢管，螺焊钢管其制造工艺（椭圆度）及内壁光滑度都不是很理想，所以大管径（DN300以上）使用膨胀桶式封堵技术效果更理想。下面我们重点介绍一下膨胀桶式不停输封堵技术的详细情况。 二、膨胀桶式不停输技术的基本术语 带压开孔 在管道无介质外泄的状态下，以机械切削方式在管道上
4、加工出圆形孔的一种作业。 桶式封堵头 为圆筒状，由机械传动部件和密封部件组成，用于阻止管道内燃气流动的装置。 封堵作业 从开孔处将封堵头送入管道并密封管道，从而阻止管道内燃气流动的一种作业 四通零件 用于管道桶式封堵作业，上部零件带有法兰盘，法兰盘内带有塞堵和卡环机构，下部零件带有全包围式的特质密封四通 塞堵 置于四通零件法兰孔内，带有O型密封圈，卡环槽的圆柱体 卡环机构 置于四通零件法兰孔内，用于固定、限制塞堵的可伸缩机构 夹板阀 在开孔、封堵作业中，用于连接四通与开孔或封堵装置的专用阀门 开孔连箱 容纳开孔刀、塞堵，用于开孔机和夹板阀之间密闭
5、连接的装置 封堵连箱 容纳封堵头，用于封堵器和夹板阀之间密闭连接的装置 筒刀 一端带有多个刀齿，另一端与开孔机相连的圆形铣刀 中心钻 安装有U型卡环，用于定位、导向和取出切削下的管道部件，铺助筒刀开孔的钻头 刀具结合器 将开孔机和刀具联接起来的装置 塞堵结合器 将开孔机和塞堵联接起来的装置 三、膨胀桶式不停输技术的基本原理 即先在带压状态下，用开孔机械将所需改造或抢修的管段整管（或开孔）切断，然后用封堵器将膨胀桶(外表面粘有耐高压橡胶片)沿着切断孔送入管道中央，通过封堵器的传动装置将桶膨胀涨开，用橡胶片封住气源（如图1）。 气源方向 密封材料 膨胀桶
6、 内有机械传动装置 密封面 图1：膨胀桶封堵工作简图（俯视图） 夹板阀 打开的阀芯 四、膨胀桶式不停输技术的施工程序及技术要求 1.膨胀桶式封堵技术的基本组成部件及机具设备 膨胀桶式不停输封堵主要部件为：四通管件、夹板阀、开孔机具(中心钻、刀具、开孔连箱、联箱泄压阀)、液压泵站、封堵机具（膨胀桶封堵器、封堵连箱、封堵泄压阀、封堵结合器）、下堵器、堵塞（盲板）、压力平衡孔、测压阀、法兰盖板。图2、图3、图4、图5是封堵技术的几个关键作业程序。 开孔液压机组 刀具 中心钻 联箱泄压阀 开孔联箱 夹板阀 关闭状态 四通零件上部结构 四通零件下部结构 图2：开孔液
7、压机组安装简图 放散阀 图3：开孔液压机组开孔工作简图 四通零件下部结构 四通零件上部结构 打开状态 夹板阀 开孔联箱 联箱泄压阀 中心钻 刀具 开孔液压机组 放散阀 放散阀 封堵液压机组 膨胀桶 联箱泄压阀 封堵联箱 夹板阀 打开状态 四通零件上部结构 四通零件下部结构 图4：膨胀桶下堵工作简图 图5：膨胀桶封堵工作简图 四通零件下部结构 放散阀 密封 O 型橡皮圈 封堵器卡环槽 下堵器 四通零件上部结构 2.膨胀桶式封堵技术的几种形式 2.1单侧封堵 单向气源或者双向气源加正常运行的阀门，一面用封堵设备
8、作封堵，另一面关闭功能正常的阀门切断气源（如图6）。 图6：单向气源单侧封堵方式 放散阀 气源方向 作业管段 正常状态的阀门 作业管段 气源方向 放散阀 双向气源单侧封堵方式 气源方向 2.2不停输双侧单堵（双向气源） 双向气源，在需要施工的母管上下游管段的适当位于用两个封堵设备分别作封堵，主要用于抢修及更换阀门等施工任务（如图7）。 气源方向 放散阀 图7双向气源双侧封堵方式 气源方向 作业管段 2.3不停输开旁通孔（上开、下开、平开） 在运行的母管管道上焊接带三通的四通零件，预先焊接好开三通处的管道，然后用封堵设备开孔，开孔完成后加堵塞封
9、口完成开三通（如图8）。 图8：封堵设备开旁通安装简图（上开） 开孔液压机组 放散阀 四通零件下部结构 四通零件上部结构 关闭状态 夹板阀 开孔联箱 联箱泄压阀 中心钻 刀具 四通零件旁通孔 2.4不停输双侧双堵［带旁通（永久、临时）］ 分临时旁通管和永久管，其中，对于有流量和压力要求的不停输施工管道，需要用到四组封堵设备及开孔和封堵操作（如图9）。 临时旁通 永久旁通 气源方向 放散阀 图9：不停输双侧双堵 气源方向 作业管段 3.膨胀桶式封堵技术操作的基本工艺流程 3.1封堵施工准备 3.1.1
10、管道调查和现场踏勘 对封堵作业管道的走向、埋深、高差、作业距离、土壤情况等情况进行现场调查，了解管道技术规格、输送介质参数、管道运行参数、防腐方式、清管情况给、最低允许的输送压力及管道允许的最长停输时间等，做好相应的记录。 3.1.2封堵工艺的选择 根据甲方的要求，结合现场调查的实际情况，合理选择适当的不停输封堵施工方式进行封堵施工作业 3.1.3编制施工作业指导书 3.1.4材料的复核 四通零件、旁通管材、密封材料等的复核，包括外观检查、焊接部件的检验报告、材料质保单、合格证、标示等。 3.1.5机械设备的调试运行正常 3.2封堵作业施工 3.2.1开孔封堵作业点的选取
11、开孔、封堵作业点应选在直管段上，开孔部位应尽量避开焊缝，无法避开时，对开孔刀切削部位的焊缝应进行适量打磨。开孔刀中心钻不应落在焊缝上。管道螺旋焊缝或直焊缝的处理：应对螺旋焊缝或直焊缝进行适量打磨或对打磨四通零件，以保证四通零件部件与母管管壁之间的间隙距离符合焊接工艺要求。 3.2.2四通零件的焊接 在焊接前检查四通零件的几何尺寸，是否与母管管线相符，零件自身焊口是否达到要求。确定开孔位置后，清除管道防腐层，将四通零件焊接在母管上。四通零件分上下两部分，相对组焊在母管道上，并焊接两道环向焊缝，两道直焊缝。组焊时要求四通零件与管道同轴、塞堵法兰面与管道轴线平行，法兰中心线与管道轴线垂直，管件焊
12、接按相关标准进行，并做焊接工艺评定（外观和探伤）。 3.2.3安装控制点 首先安装夹板阀，接着安装筒刀和开孔结合器，并与夹板阀螺栓连接，控制的几个注意点：控制筒刀与开孔结合器内孔的同轴度；膨胀桶橡胶密封件应粘接牢固，橡胶密封件不应重复使；夹板阀应在关闭状态下安装，并控制其四通零件的同轴度； 3.2.4开孔作业 开孔前应对焊接到管线上的四通零件和组装到管线上的夹板阀、开孔机等部件进行整体试压，试验压力等于管道运行压力；按平衡孔---旁通孔---封堵孔的顺序开孔作业；打开夹板阀到位，打开电源，驱动刀具旋转进刀，进刀应缓慢进行。当卡刀时，可先稍退刀后再进刀，不可强行摇动。注意刀具的切削进度，
13、以防切破四通零件下部。当切削完成后，将刀具提至开孔连箱内，同时带出切割下的马鞍块或整段切块，关闭夹板阀，泄放连箱内燃气，确认无燃气泄漏，将开孔液压机组卸下，即可准备封堵作业。 3.2.5封堵作业 将封堵结合器、膨胀桶、封堵连箱按所需规格选配组装在一起，并测量计算出封堵就位时的各种数据，确定封堵方向。把组装好的封堵器安装到夹板阀上，先确定封堵方向无误后（膨胀桶有缺口的一侧对着来气方向），打开夹板阀，并关闭平衡阀门，进行封堵作业。手动或液压转动封堵结合器上的螺杆，通过机械转动，将膨胀桶撑开涨大，膨胀桶外侧粘贴耐高压的密封橡胶垫。封堵后，打开连箱泄压阀进行放空，并确认封堵的严密性。应在封堵结合器
14、排气孔上安装压力表，以便观察封堵完成情况，下封堵时应先下下游封堵头，后下上游封堵头。封堵头到位后，应锁紧封堵器主轴，并拆下液压接管头。 3.2.6拆除封堵器 首先连接好压力平衡阀，打开压力平衡阀，反向旋转封堵结合器螺杆，收缩膨胀桶，等封堵器两端管道内压力平衡后，取出膨胀桶，关闭夹板阀。 3.2.7安装堵塞及法兰盖 将堵塞连接到下堵器上，将下堵器安装在夹板阀上，并施压确认无泄漏后，转动下堵器螺杆将堵塞送入四通零件法兰盘内正确位置后，锁上插销，拆下下堵器及夹板阀，安装四通零件法兰盖，拧紧螺栓。 3.2.8四通零件的防腐作业 五、结语 全面推行新建燃气管道实施带压不停输管道连接作业技术，不仅使燃气管网实现安全运行和稳定供气，为用户的正常用气提供保证，还可以大量减少新建管道停气作业时的气量损失，为企业创造经济效益。
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