侯中伏 張雪艷 季信軍

中國(guó)化學(xué)工程第四建設(shè)有限公司 湖南岳陽(yáng) 414000

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展， 人們的出行方式也在發(fā)生著變化，飛機(jī)越來(lái)越多地成為首選交通工具。 現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)已不能滿足人們出行的需求， 亟待進(jìn)行機(jī)場(chǎng)航站樓、機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)位，以及航空煤油管道等的擴(kuò)建。 其中航空煤油管道新舊管道連接施工是重要的建設(shè)部分，若采用傳統(tǒng)的施工方法，需要先將管道內(nèi)的航空煤油壓力降低，將管道內(nèi)航空煤油排出；機(jī)械切割舊管道后，再進(jìn)行新舊管道連接。 此方法存在抽油時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)，影響航班供油，可能會(huì)造成大量航班延誤。 現(xiàn)結(jié)合長(zhǎng)春龍嘉國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建項(xiàng)目供油工程等項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)， 簡(jiǎn)要介紹帶油開(kāi)口技術(shù)在航空煤油管道施工中的應(yīng)用。

1 工藝原理

帶油開(kāi)口技術(shù)是指在密閉、 不停輸、 帶壓的狀態(tài)下，在航空煤油管道上，焊接封堵三通后，按要求安裝夾板閥、開(kāi)孔機(jī)等設(shè)備，以機(jī)械切削方式，在運(yùn)行管道上進(jìn)行開(kāi)孔；從開(kāi)孔處將封堵頭送入管道并密封管道，阻止管道內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)； 然后進(jìn)行新增管道與原有管道連接的一種施工技術(shù)。

2 工法特點(diǎn)

與傳統(tǒng)施工方法比較， 帶油開(kāi)口技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 不需要停用原有管線，能夠滿足不停航的施工要求，不影響航班的正常運(yùn)行。

（2） 施工過(guò)程中輔助一定的措施，能夠避免施工時(shí)產(chǎn)生焊渣、鐵屑等雜質(zhì)，可較好地保證航空煤油的質(zhì)量。

（3） 基本都是在管道內(nèi)封閉的環(huán)境下完成，動(dòng)火作業(yè)較少，能夠最大限度地保證施工安全。

（4） 涉及的管道長(zhǎng)度較短，借助油槽等工具即可收集管道內(nèi)的殘余航空煤油， 不會(huì)造成施工場(chǎng)地的污染，能夠最大程度地滿足環(huán)保要求。

3 適用范圍

帶油開(kāi)口技術(shù)適用于機(jī)場(chǎng)航班較多， 停機(jī)位比較緊張，不具備停航條件的航空煤油管道的擴(kuò)建工程。 該技術(shù)能夠在保證航空煤油管道的正常運(yùn)行的同時(shí)，保證航空煤油質(zhì)量和施工安全， 提高新舊管道連接的施工進(jìn)度。

4 施工工藝

帶油開(kāi)口技術(shù)施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 帶油開(kāi)口技術(shù)施工工藝流程圖

4.1 準(zhǔn)備工作

航空煤油管道帶油開(kāi)口施工準(zhǔn)備的內(nèi)容以封堵三通位置確定、 管道焊接時(shí)航空煤油運(yùn)行壓力的控制為重點(diǎn)，主要內(nèi)容包括：封堵三通安裝位置確定；工作坑的位置和尺寸確定；管道允許施焊壓力的確定和控制；帶油開(kāi)口施工的施工工序確定； 帶油開(kāi)口施工中應(yīng)急方案、程序的確定。

4.2 防腐層剝離

確定封堵三通位置后，用刀具、鋼絲輪，將封堵三通焊接位置的防腐層清理干凈。

4.3 封堵三通焊接

（1） 封堵三通組對(duì)，應(yīng)按以下要求進(jìn)行：管件與管道的貼合間隙不大于2mm；對(duì)開(kāi)三通法蘭沿管道軸線方向的兩端到管頂?shù)木嚯x差應(yīng)不大于1mm；對(duì)開(kāi)三通法蘭軸線與所在位置管道軸線的不相交度不應(yīng)大于1.5mm；對(duì)開(kāi)三通法蘭平面在管子的環(huán)向上應(yīng)水平；檢查法蘭內(nèi)各片卡環(huán)伸縮應(yīng)靈活， 并記錄卡環(huán)縮回終點(diǎn)到推進(jìn)到最終位置所旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。

（2） 焊接前準(zhǔn)備：管件上半瓦和下半瓦配套，分別作標(biāo)識(shí)，以免混淆；開(kāi)孔位置應(yīng)避開(kāi)管子本身的焊縫，開(kāi)孔封堵位置的管道橢圓度不得超過(guò)管徑的1%；封堵三通的焊縫位置兩邊50mm 內(nèi)對(duì)管道管壁進(jìn)行測(cè)厚，管壁厚度應(yīng)滿足帶壓焊接的條件。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求， 管道帶壓施焊時(shí)的液體介質(zhì)流速不得大于5m/s，管道運(yùn)行壓力要求低于管道允許的帶壓施焊最高壓力。 管道允許帶壓施焊的壓力計(jì)算公式見(jiàn)式（1）：

式中：P——管道允許帶壓施焊的壓力，MPa；

δs——管材的最小屈服極限， MPa，取245MPa；

T——焊接處管道實(shí)際壁厚， mm；

C——因焊接引起的壁厚修正值， mm， 一般取2.4mm；

D——管道外徑， mm；

F——安全系數(shù)（原油、成品油管道取0.6，天然氣、煤氣管道取0.5）。

（3） 封堵三通焊接，應(yīng)符合如下要求：封堵三通的焊接應(yīng)使用氬弧焊打底，且嚴(yán)禁使用氣焊；焊接時(shí)必須穿戴焊工保護(hù)用品，避免出現(xiàn)弧光傷眼、燙傷等，如出現(xiàn)傷人事件，應(yīng)立即送就近醫(yī)院治療，如出現(xiàn)焊穿或著火現(xiàn)象，應(yīng)立即啟用應(yīng)急方案；封堵三通護(hù)板與管道的環(huán)向角焊縫的焊接應(yīng)采用堆焊形式， 對(duì)開(kāi)三通護(hù)板厚度等于或小于管道2 倍壁厚時(shí)， 焊角高度和寬度應(yīng)等于三通護(hù)板厚度； 封堵三通定位點(diǎn)焊在兩條縱向焊縫端頭沿環(huán)向焊道上下各點(diǎn)焊30mm 長(zhǎng)； 考慮焊接應(yīng)力每道縱向直焊縫用兩名焊工同時(shí)進(jìn)行焊接， 焊接順序如圖2 所示，且縱向焊縫不應(yīng)與管線焊接在一起。 管道上進(jìn)行封堵三通環(huán)向角焊縫的焊接時(shí)， 每道焊縫用兩名焊工同時(shí)施焊，兩電弧間相距至少50mm；先焊接完成一側(cè)環(huán)向角焊縫后，再焊接另一側(cè)環(huán)向角焊縫。

圖2 焊接順序

4.4 夾板閥安裝

夾板閥安裝前，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)。 夾板閥內(nèi)孔應(yīng)與三通法蘭內(nèi)孔同心， 不同心度不超過(guò)1mm，內(nèi)部旁通應(yīng)關(guān)閉； 對(duì)稱擰緊螺栓， 檢查兩法蘭的平行度，檢查夾板閥，開(kāi)閉應(yīng)靈活自如。

4.5 開(kāi)孔機(jī)安裝

在夾板閥關(guān)閉狀態(tài)下， 安裝開(kāi)孔機(jī)， 對(duì)稱擰緊螺栓，并檢查兩法蘭的平行度。

4.6 開(kāi)孔前試壓

封堵三通焊縫磁粉檢測(cè)； 對(duì)開(kāi)孔機(jī)、 夾板閥進(jìn)行5min 嚴(yán)密性試驗(yàn)；然后打開(kāi)夾板閥，用氮?dú)膺M(jìn)行整體試壓驗(yàn)漏，并按工藝管道施工驗(yàn)收規(guī)范驗(yàn)收。

4.7 開(kāi)孔作業(yè)

（1） 開(kāi)孔前， 要檢查開(kāi)孔刀在連箱里的位置是否有偏心現(xiàn)象，若有則卸下刀具，先用儀器測(cè)量開(kāi)孔連箱是否處于中心位置，然后測(cè)量刀具中心位置，再把刀具擰緊。

（2） 在開(kāi)孔過(guò)程中如出現(xiàn)刀具卡住現(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)，并手動(dòng)退刀10mm，再重新開(kāi)孔。 如果刀具損壞，應(yīng)果斷提起刀盤，關(guān)閉夾板閥，換上備用刀具。

（3） 開(kāi)孔作業(yè)完畢，回退開(kāi)孔刀具到位后，向連箱內(nèi)通入氮?dú)?，將連箱內(nèi)的航空煤油排放干凈，關(guān)閉夾板閥，然后拆除開(kāi)孔機(jī)，管道完成開(kāi)孔。

開(kāi)孔示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 開(kāi)孔示意圖

4.8 強(qiáng)磁裝置吸附鐵屑

開(kāi)孔完成后，為保證航空煤油的油品質(zhì)量，需將開(kāi)孔作業(yè)中產(chǎn)生的鐵屑吸附出來(lái)。 具體步驟如下：安裝強(qiáng)磁裝置，打開(kāi)夾板閥，把強(qiáng)磁裝置伸入管道內(nèi)；然后提起強(qiáng)磁裝置，關(guān)閉夾板閥，取出強(qiáng)磁裝置，清理鐵屑；如此，反復(fù)3 次。

4.9 拆除強(qiáng)磁裝置

鐵屑吸附完成后，關(guān)閉夾板閥，拆除強(qiáng)磁裝置，開(kāi)孔工作完畢。

4.10 安裝封堵器

（1） 管線開(kāi)孔完畢后，安裝封堵器。

（2） 開(kāi)啟夾板閥至全開(kāi)狀態(tài)，然后下降封堵頭至三通封堵管件底部對(duì)需封堵面進(jìn)行封堵。 具體操作見(jiàn)圖4。

圖4 安裝封堵器

（3） 封堵時(shí)要仔細(xì)觀察開(kāi)孔時(shí)切割下來(lái)的馬鞍塊， 根據(jù)管道內(nèi)壁結(jié)垢和腐蝕情況判定封堵頭皮碗的擠壓程度。

（4） 封堵完畢后，打開(kāi)放空閥，判定封堵是否嚴(yán)密。 如封堵不嚴(yán)密，首先檢查封堵到位尺寸。 若尺寸無(wú)誤，則提起封堵頭，重新進(jìn)行下封堵。 若反復(fù)多次，仍然泄漏嚴(yán)重，則拆除封堵器，檢查密封皮碗，分析原因或更換皮碗，再次下封堵；若仍然無(wú)效，則應(yīng)分析管道內(nèi)部原因，可考慮另外選擇封堵點(diǎn)。

4.11 機(jī)械切割管道

封堵完畢，并排凈原有管道內(nèi)航空煤油后，在新舊管線連接處， 使用機(jī)械割管器不動(dòng)火對(duì)管線進(jìn)行切割工作。

4.12 新舊管道焊接

切割完畢后將管口內(nèi)外壁的油漬清理干凈， 并對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)。 經(jīng)檢測(cè)合格后，方可進(jìn)行管道焊接工作。

4.13 拆除封堵器

（1） 新舊管道焊接完成，且焊縫檢測(cè)合格后，提起封堵器；

（2） 向封堵連箱內(nèi)注入氮?dú)?，氮?dú)鈮毫Ω哂诠艿纼?nèi)航空煤油的運(yùn)行壓力時(shí)，關(guān)閉夾板閥，拆除封堵器；

（3） 封堵頭提出時(shí)要緩慢，根據(jù)管道規(guī)格，精確計(jì)算提入的尺寸，防止未提到連箱內(nèi)便關(guān)閉夾板閥，導(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)，產(chǎn)生泄露危險(xiǎn)。

4.14 安裝塞堵

封堵器拆除后， 進(jìn)行塞堵作業(yè)。 首先在塞堵上裝“O”型密封圈；將塞堵連接在下堵器上，連接塞堵-塞堵柄-下堵器中心軸為一體，并計(jì)算塞堵下降的行程；對(duì)稱完全伸出三通法蘭的兩片卡環(huán)，固定塞堵。

塞堵安裝完成后，將下堵器拆下，將塞堵焊接在三通法蘭內(nèi)側(cè)（圖5），并對(duì)焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲波檢測(cè)；焊接管帽，進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲波檢測(cè)；塞焊螺絲孔后，在法蘭外側(cè)用鋼板進(jìn)行加固。

4.15 熱縮帶防腐

對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)合格后，清理焊縫，封堵三通；然后在新連接的彎頭、三通表面進(jìn)行熱縮帶安裝，整個(gè)帶油開(kāi)口施工完成。

5 質(zhì)量控制

5.1 執(zhí)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

施工過(guò)程中執(zhí)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)包括：《民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)供油工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB50683-2011；《鋼制管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)程第1 部分： 塞式、 筒式封堵》SY/T6150.1-2011；《鋼制管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范》GB/T28055 -2011；《石油天然氣鋼制管道無(wú)損檢測(cè)》SY/T4109-2013；《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB50184-2010；《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、 工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB50683-2011。

圖5 塞堵作業(yè)示意圖

5.2 質(zhì)量控制措施

（1） 施工前，對(duì)施工班組做好技術(shù)交底工作，使施工人員熟悉圖紙和施工規(guī)范的質(zhì)量要求。

（2） 做好施工材料、配件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收工作，不合格的嚴(yán)禁進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

（3） 封堵三通焊接時(shí)，嚴(yán)格控制焊接電流，防止焊穿原有航空煤油管道，造成煤油泄露，釀成火災(zāi)。

（4） 封堵三通焊接前，應(yīng)檢查其圓度，并避開(kāi)原有管道焊縫位置。

（5） 開(kāi)孔前，調(diào)整開(kāi)孔機(jī)、開(kāi)孔結(jié)合器和刀具、夾板閥門以及三通的對(duì)中組裝，保證整體同軸度。

（6） 開(kāi)孔機(jī)、夾板閥門組裝完成后，進(jìn)行整體壓力試驗(yàn)。

（7） 開(kāi)孔后，應(yīng)采用強(qiáng)磁吸附裝置，將原油管道內(nèi)的鐵屑吸附出來(lái)，保證航空煤油的油品質(zhì)量。

（8） 新舊管線連接時(shí)，應(yīng)采用氬弧焊打底。

6 安全措施

（1） 針對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的事故或存在的隱患進(jìn)行評(píng)估和分析， 并提出相應(yīng)的預(yù)防控制措施和應(yīng)急方法。 在作業(yè)前必須對(duì)工作進(jìn)行技術(shù)交底，讓所有施工人員對(duì)工作的技術(shù)和安全要求有充分了解， 并且嚴(yán)格執(zhí)行。

（2） 施工人員一律穿著防靜電工作服，佩戴安全帽。 作業(yè)時(shí)必須穿工作鞋，金屬焊接、電氣作業(yè)應(yīng)穿合格的絕緣鞋。 工作時(shí)應(yīng)按規(guī)定戴工作手套。

（3） 特種作業(yè)施工人員必須持有特種作業(yè)資質(zhì)證書(shū)，且在有效期內(nèi)。

（4） 施工人員進(jìn)入施工作業(yè)區(qū)域嚴(yán)禁隨身攜帶煙火。

（5） 施工前認(rèn)真檢查施工設(shè)備，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即進(jìn)行修復(fù)，設(shè)備不能帶“病”作業(yè)。 設(shè)備嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行安裝，設(shè)備之間的連接要牢靠。

（6） 吊裝作業(yè)前，對(duì)吊裝的索具進(jìn)行認(rèn)真的檢查確認(rèn)，吊裝物捆扎要牢固平衡，嚴(yán)禁在吊裝物下站人，嚴(yán)禁管口碰撞等產(chǎn)生火花的行為。

（7） 在施工區(qū)域內(nèi)有專職安全監(jiān)護(hù)人員，配備防火毯、滅火器等必要消防設(shè)施。 施工作業(yè)坑內(nèi)配備通風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)通風(fēng)。 作業(yè)坑內(nèi)進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)時(shí)，要設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測(cè)。

（8） 施工過(guò)程中，施工區(qū)域外30m 設(shè)為警戒區(qū)，任何非施工人員不得進(jìn)入。

（9） 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)完工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)必須做到“工完、料凈、場(chǎng)地清”。

（10） 回收管道油品時(shí)，應(yīng)備足與工程相適應(yīng)的回收工具，杜絕灑、漏、滴現(xiàn)象。 施工期間產(chǎn)生的一切污水、污物不得隨意排放、傾倒、丟棄等，更不得污染水體。

（11） 當(dāng)動(dòng)火區(qū)域被油品污染時(shí)，必須對(duì)污染土壤進(jìn)行徹底清理，確認(rèn)動(dòng)火條件后方可實(shí)施用火作業(yè)。

7 環(huán)保措施

（1） 工程開(kāi)工前，組織全體員工進(jìn)行環(huán)境保護(hù)知識(shí)教育，提高員工環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

（2） 施工現(xiàn)場(chǎng)不準(zhǔn)亂扔廢棄物，廢棄物垃圾等應(yīng)當(dāng)天從現(xiàn)場(chǎng)各處清理，集中存放，并定期處理或運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)，必須傾倒到指定地點(diǎn)。

（3） 各種油料應(yīng)在容器內(nèi)存放，廢油應(yīng)及時(shí)回收集中儲(chǔ)存，嚴(yán)禁就地傾倒，油料對(duì)地面造成污染時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行清理。

（4） 所有車輛、施工機(jī)械杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，在車輛、施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前要進(jìn)行嚴(yán)格、細(xì)致的檢查。

8 結(jié)束語(yǔ)

帶油開(kāi)口技術(shù)能夠在保證原油管道正常運(yùn)行的情況下，盡量減少航空煤油排放的數(shù)量；并且借助接油槽等輔助工具，可避免航空煤油泄露污染環(huán)境，最大程度地保證施工安全，大大提高施工進(jìn)度。 目前帶油開(kāi)口技術(shù)已經(jīng)在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用，并取得良好的成效。