潘蛟

中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司

摘要：為降低油氣管道動火連頭作業安全風險，節省投資，在某輸油管道維修改造中，采用了“單側封堵+氣囊隔離”工藝，巧妙利用常用管件三通下隔離囊，完成了換管作業。改造后的管件三通具有實用性強、安全性高、操作簡單、施工便捷、節約成本、提升焊接質量等優點，可廣泛用于城鎮燃氣次高壓管線、成品油管線動火連頭中。

關鍵詞：動火連頭；管件三通；下囊隔離；安全性

某輸油公司在役成品油管線在一處鋼結構制造廠附近，受土壤酸堿度、雜散電流等因素影響，造成155米管段較為嚴重的外腐蝕，為消除管段腐蝕穿孔風險，需對腐蝕管段進行更換。該輸油管道全長18.8公里，設計壓力6.4 Mpa，全線高程差265米，腐蝕管段距離輸油首站約1.8公里，距離全線最高點約5.2公里，為降低新舊管線動火連頭安全風險，節省投資，經方案對比論證，決定在停輸狀態下，采用“單側封堵+氣囊隔離”工藝完成換管作業。

1  “單側封堵+氣囊隔離”施工工藝

該工藝是在輸油管道停輸狀態下，打開油庫出站閥門，利用油品靜壓進行泄壓回油，隨后關閉1號閥室閥門，從碼頭油庫啟動真空泵充分回油，待管道內壓力穩定后，進行下封堵作業并關閉油庫出站閥門，通過封堵端2寸平衡孔安裝無泵排油裝置，一邊注氮一邊排出低點殘油，最后檢測管內油氣濃度，合格后進行機械斷管作業。在動火連頭時，因動火連頭上游點（靠近油庫端）為常壓，存在管壁殘油揮發，導致油氣濃度增大的風險，為縮短工期、節約成本，可通過巧妙應用管件三通，加裝氮氣囊的方式進行動火隔離。連頭點下游因高程差較大、地勢起伏等原因，所以采用了封堵隔離。

2  動火隔離常用工藝

在油氣管道運行中，會有更換管段、接駁、增加閥門、場站改造等需求，可在停輸或不停輸狀態下完成管道動火連頭作業。為確保動火連頭安全，會采取工藝截斷方式進行介質隔離，通常采用閥門、封堵、隔離囊（球）、盲板、黃油墻等方式將易燃易爆介質（包括LNG、原油、成品油、天然氣以及其他可燃氣體）以及其他有害氣體與動火作業區域進行有效隔斷（圖 1）。動火連頭作業參照的主要規范有GB/T 28055―2023《鋼質管道帶壓封堵技術規范》、QSYGD 0309―2018《油氣管道動火規范》等。

圖 1 更換管段工藝示意圖

不停輸帶壓封堵，是在不影響介質正常輸送的狀態下，帶壓焊接旁通三通、封堵三通、下囊三通、平衡短節并帶壓開孔，導通旁通管線后，完成帶壓封堵作業。在排空封堵段介質后，氮氣置換改造管段可燃氣體，通過下囊三通放置隔離氣囊，起到多重保護作用。隨著封堵工藝升級，液壓主動封堵、雙級密封封堵技術得到應用，減少了下囊隔離步驟。

對于可停輸的油氣管道，大多通過閥門、隔離囊（球）、盲板、黃油墻實現油氣濃度隔離，但施工中會出現動火連頭點上下游閥門泄漏，放置隔離囊（球）需要焊接下囊三通并開下囊孔，盲板隔離后會存在法蘭連接，高溫下黃油墻有融化坍塌的風險等問題。

3  管件三通應用

管件三通在油氣管道動火連頭中的應用，是對常規的隔離囊應用的創新，減少了在管線上焊接下囊三通和開孔的步驟，實現了氣囊隔離的目的，有效把控動火連頭焊口的質量，提升了動火連頭作業的安全性。

動火連頭所用的三通為管道接駁常用的管件（圖 2），通過在三通一端內側焊接一片螺栓孔為內絲的法蘭，并配置一片高溫密封墊片和一片盲板，再安裝螺栓固定法蘭與盲板，為焊接封頭創造隔離條件。

圖 2 三通動火連頭現場應用

在油氣管道機械斷管后打磨管口前，距離舊管線管口適當位置放置一個與管徑相匹配的氮氣隔離囊，隔離囊的充氣壓力不小于0.02 MPa。檢測油氣濃度和氧含量合格后，預制三通與舊管線對接口，在組對焊接作業過程中應進行油氣濃度和含氧量實時監測，每次間隔時間不大于10分鐘。

動火連頭一般采用氬電聯焊工藝，可通過三通法蘭端觀察連頭口根焊質量。當完成舊管線與三通連頭口后，組對新管線與三通對接口。若新管線一端明顯出現過堂風、積液及含氧量不達標等情況時，仍可通過三通法蘭端放置氮氣隔離氣囊。

完成管道動火連頭后，從三通法蘭端撤出隔離氣囊，安裝耐高溫密封墊片，加裝盲板，焊接對應的封頭。為避免因橫焊造成焊接熔池受重力影響而下墜，影響射線探傷的準確性，可在安裝三通時，將法蘭端放置于側向位。

對于需要清管檢測的油氣管道，應選擇清管三通。對于大口徑管道動火連頭，可選擇異徑三通，通過小口徑段安裝和撤出氮氣隔離囊。

4  結語

對于油氣管道動火連頭作業，改造后的常用管件三通具有實用性強、安全性高、操作簡單、施工便捷、節約成本、提升焊接質量的優點，可廣泛用于城鎮燃氣次高壓管線、成品油管線動火連頭作業。但管件三通在改進封堵工藝的同時，增加了一個封頭焊接的工作量，增多了一道焊縫。油氣管道企業可結合現場實際合理選擇。

作者簡介：潘蛟，1984年生，工程師、一級建造師，就職于中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司，從事油氣管道應急搶險、帶壓開孔封堵技術工作15年，聯系方式：15902879988，277285416@qq.com。