管道帶壓開孔及帶壓封堵技術的應用及注意事項

王鐵凝

摘要：管道帶壓開孔技術在管道施工中具有十分廣泛的應用，本文針對首鋼股份公司遷安鋼鐵公司（以下簡稱遷鋼公司）煉鐵廠熱風爐DN350循環水管道帶壓開孔及帶壓封堵工程分析了其具體應用以及相關注意事項。

關鍵詞：管道；帶壓開孔及封堵；應用

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

引言

帶壓開孔技術為采用不動火帶壓堵漏行業的十項技術工藝，按照“不動火帶壓堵漏企業標準”為管道容器罐實施開孔的新技術。帶壓開孔技術主要應用在管線不停止輸送介質，不降低壓力，保證管線正常運行的情況下，對管線進行維修、搶修、加接旁路、更換或加設閥門、更換管段、和管線局部改道和處理管線內部故障等管道問題，因而它具有一定危險性，故此項技術需要做周密的安排部署，制定詳細的計劃及方案方可一舉成功。使用此技術可改變傳統的停輸、降壓、動用明火的作業方式，減少了經濟損失和對環境的不良影響，并可避開夜間作業，減少了人力、物力的投入，提高工效，降低勞動強度和消耗，避免作業風險，提高安全性。

1、工程概況

遷鋼公司1#高爐熱風爐東側吊裝孔下方一根DN350軟水管線占據吊裝孔下方位置、影響整體熱風爐設備檢修調運。該吊裝孔四圈為熱風爐本體框架最重要承重結構；下方為唯一進出口運輸道路、東側為鐵路線。西側頂部為熱風閥，因此根本無法更改吊裝孔位置，只能更改下方障礙管路。該障礙管路為D273*8軟水管線、工作壓力0.8Mpa；更改長度36米。管線懸空高度15米。且該管路相關熱風爐系統生產、不能停水。故此擬定采用帶壓封堵施工工藝。在吊裝孔外距離吊裝孔0.8米位置敷設1條臨時管路。障礙管段采用帶壓開孔、封堵將其拆除。該帶壓開孔、封堵工藝早于2012年遷鋼公司新建熱風爐工程中曾多次采用、實踐證明該工藝高效快捷、能夠實現管線不停水管線改移。因現場場地作業條件限制，封堵設備較重約4.2噸，附近吊車無法占位。故采用80噸汽車吊占位20米外配合施工。上崗前需要對影響吊裝的局部框架平臺1.5噸進行拆除，事后恢復原狀。新建管線手工除銹St3級，底漆刷樟丹防銹漆2遍；面漆刷綠色調和漆2遍；總厚度150um。管道采用Q235B材質、焊接連接、閥門鑄鋼閘閥、法蘭連接。施工前、按安全施工管理規程在懸空管線下方搭建2處長6米寬4米操作平臺。新建懸空管線支架借用舊有支架加高2米后作為新建管道支架。支架采用Q235B HW 200H型鋼。

圖1 施工現場

2、管道帶壓開孔、封堵施工技術方案

2.1管道帶壓開孔工藝介紹

管道帶壓開孔指的是其在密閉狀態下，使用機械切削方式在運行管道上加工出圓形孔的一種作業技術。則在管線需要加裝支管時，可以使用管道帶壓開孔技術而完成，如此的話不會影響管線的正常輸送，同時也可以確保安全、高效以及環保的完成新舊管線的相關連接工作。

管道開孔、封堵目的在于管道在不停產帶壓的情況下焊接封堵三通后，依照相關的要求安裝夾板閥、開孔機等設備，其在管道上進行開孔，開孔為管道的等徑孔，也就是開孔直徑同管道內徑保持一致，以便于管道的封堵。

圖1開孔、封堵示意圖

2.2管道封堵工藝介紹

此次施工采用管道皮碗式封堵工藝。這種封堵方式，封堵孔只需要在管道上開等徑孔，不需要截斷，施工比較省時，具有封堵嚴密，承壓高的特點。

圖2 皮碗式封堵工藝圖

2.3前期準備工作

精選施工單位：由于帶壓開孔為特殊操作，危險系數較高，為確保施工順利進行需事先精選有資質有經驗的施工單位進行施工。施工前要求施工單位提前進入施工現場并策劃管線平面圖及現場勘測并做好記錄。根據施工工藝參數，編寫詳細的施工方案及相關事項的技術協議。施工設備進入現場前，對每一個設備的性能進行檢查。確保進入現場施工的設備完好齊全。對進入現場施工的人員進行安全教育培訓，并進行安全交底，并對現場易燃、易爆、有毒、有害物質及周圍注意事項進行安全交底，考試取得業主相關部門的通行證方可進入施工。

2.4現場施工工藝流程

施工準備——設備入場——確定開孔點--—開挖操作坑—吊車到場—焊接管件——安裝閥門與開孔鉆機——整體試壓——開孔作業——關閉閥門——開孔完畢——封堵作業——清理現場——施工完畢

2.5管線開孔方案

管件焊接結束之后應該要組裝夾板閥，而在進行安裝之前應該啟閉開關兩次在裝到管件上面去。避免因為夾板閥裝上去打不開，開完孔夾板閥關閉不上的情況出現。

管線開孔前檢查開孔刀在連箱里的位置是否有偏心現象的出現，一旦出現的話首先應該先卸下刀具，接著使用儀器測量開孔連箱是否中心，之后進行測量刀具中心位置，把刀具搬緊。

開孔之時值得注意的是鉆機的轉數，應將其控制在開孔刀22m/min之內，液壓站運行壓力應控制在0.5Mpa之下，其額定排量保持在40L/min左右。

如果開孔機在開孔過程中出現刀具卡住現象，一般有兩種可能性，第一就是液壓站設定壓力太小或者排量太小，這時停機重新調整液壓站設定數據就行；第二就是刀具切削正?？ㄗ?，這時不能慌亂，首先要把液壓站停機，把鉆機擋位換到空位，用搖把手動逆時針盤動鉆機減速箱大輪，然后掛入進給擋繼續切削。

按照鉆機轉數及開孔大小計算開孔時間（鉆機額定進給量M=0.1mm/轉），如下：開孔時間T=H÷（轉數/minХM）。

開孔完畢后，將開孔刀提入鉆機連箱內，關閉夾板閥后將連箱內的介質放干凈，拆下開孔機開孔完畢。

2.6管線封堵方案

當管線開孔完畢后，進行封堵。封堵時要仔細觀看開孔時切割下來的馬鞍塊，根據管道內壁結垢和腐蝕情況判定封堵頭皮碗的擠壓程度。

判定封堵的嚴密性，封堵完畢后就要進行放空作業，但是必須先判定封堵已經嚴密。如何檢測封堵是否嚴密：1、封堵后在被封堵的管道上面進行放空，若是沒有放空閥，必須利用帶壓開孔技術先開一個放空閥。2、放空時要關閉所有與封堵后端的連接管道。3、若是放空一定時間后，仍然沒法卸壓，則斷定封堵不嚴密。

2.7封堵后改造施工方案：

新鋪管線結束之后，應該及時確定封堵嚴密，并且對管線進行不動火切割。管線切割結束之后及時清除管內污垢在管內半米處打黃油墻，避免其在焊接之時有污垢之內的殘留氣體揮發，并且在平衡孔位置連接放空管要求距離焊接位置5米。確定現場達到焊接條件之后，然后才可以開始焊接閥門法蘭。等到焊接結束之后安裝閥門，而其具體的安裝位置應該依照業主的相關要求而完成。

2.8解封回填方案

當改造施工完畢后，應該進行及時的解封工作。解封前必須有甲方確認新設備或新管線可以投入使用。封堵解封時要緩慢，封堵頭提出時精確計算提入的尺寸。防止未提到連箱內，便關閉夾板閥，導致關閉不嚴，產生泄露危險。封堵器拆除后要進行塞堵作業。第一應該在堵塞上面裝“O”型圈。將下堵器安裝在夾板閥上面進行塞堵。若塞堵不能正常下到尺寸，要拆開更換密封圈，重新塞堵，直至堵塞下到位。塞堵之后則就可以將夾板閥拆下來，將管件蓋上盲板，整個施工即告完畢。

3、管道帶壓開孔注意事項

3.1危險因素

開孔作業時介質泄露，介質出現外溢，開孔之時刀具會被卡住，導致開孔機拆不下來。

3.2預防措施

開孔機安裝結束之后，則就應該對管件、開孔閥、開孔機進行整體氣密性試驗，由開孔機放空閥處注入氮氣，并且檢查每一個連接面以及焊口沒有泄露時方可，則就應該進行開孔；同時不斷調整開孔機系統壓力，避免刀具因為扭矩不夠而導致卡刀。

3.3應急預案

刀具一旦被卡住，那么使用調整系統壓力增大扭矩的辦法是沒有辦法解決的。應當在封堵點，后方重新焊接管件，進行開孔封堵作業。刀具卡住后千萬不能強制松動填料壓帽，來解決問題，防止發生類似的事故。

4、管道帶壓封堵注意事項

4.1危險因素

封堵頭下不到預定的尺寸，導致封堵不嚴密；封堵后，利用放空閥排空，但是壓力卸不掉；封堵后介質泄露危險。

4.2 預防措施

封堵頭下不到計算的尺寸，必須重新拆下來，檢查原因，并重新計算封堵尺寸，在進行封堵；封堵后，放空仍存在壓力，首先檢查與封堵點后面管線是否都已經關閉，而且關閉嚴密。若是封堵點的原因，必須重新封堵；封堵后，管道清理干凈后，合格后在進行作業。

4.3應急預案

封堵不嚴密，采用重新封堵的方法，直到封堵嚴密為止。

5、結語

帶壓開孔不僅在水管道上應用廣泛，而且還普遍應用于熱力、燃氣管線（除氧氣管道外），現在正常的焦爐、轉爐和高爐煤氣管道開孔直徑最大可達到2600mm。帶壓開孔過程中只要嚴格控制好開孔器的轉速（一般在15~30轉/min）、開孔管線的內部壓力（一般不低于200Pa）、開孔器內注入氮氣的壓力（為開孔管線內部壓力的1.5倍），同時，留意一下液壓裝置系統壓力（0.2MP~0.3MPa），那么，介質管線帶壓開孔的質量將會越來越高。而帶壓封堵技術在管道上的應用，可以在保證經濟穩定發展的前提了，保證了管道安全平穩的運行，該技術的應用為管道的管理單位提供了福音。有時在役管線不能停水、停氣，停止介質輸送，巧妙運用上述帶壓開孔、封堵技術，這樣，帶壓施工難題就可以迎刃而解。

參考文獻

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