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2015-10-21 17:17:32呂光林
建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì) 2015年21期
呂光林
燃?xì)夤艿涝谑┕ぐ惭b完成之后，要進(jìn)行管道內(nèi)雜物的清掃工作，清掃方法目前最常用的有清管球法和氣體增壓爆破法兩種，清管球法一般適用于管徑一致，距離較長(zhǎng)的輸送管道，氣體增壓爆破法則多用于管道不是彳艮長(zhǎng)，管徑可不一致，甚至有支管的市區(qū)中低壓管網(wǎng)，雖然有些地區(qū)為使管道清理的盡可能干凈，也嘗試著用清管球法進(jìn)行市區(qū)管網(wǎng)的清掃，但因條件所限，操作起來(lái)稍顯復(fù)雜，且一旦清掃過(guò)程中出現(xiàn)卡球現(xiàn)象，還需要重新拆裝.設(shè)備進(jìn)行反吹，甚至要切割管道取球等原因而不能在市區(qū)管網(wǎng)的清掃中得到廣泛應(yīng)用，而氣體增壓爆破的方法相比之下簡(jiǎn)單易行，不存在以上的弊端，至今仍在市區(qū)管網(wǎng)的清掃過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。
氣體增壓爆破清理管道的方法一直存在一個(gè)弱點(diǎn)，那就是位于進(jìn)氣口一端的部分管道由于氣體流速小，內(nèi)部雜物，特別是體積小比重大，如石子、鋼碴等往往不能被清理干凈，而且吹掃的管道越長(zhǎng)，進(jìn)氣端不能被清理干凈的管道長(zhǎng)度也會(huì)越長(zhǎng)。
增壓爆破清管法進(jìn)行管道清理時(shí)，氣體在管道內(nèi)的流速是不一樣的，根據(jù)波義爾.馬略特定律：一定量的氣體，在恒定的溫度下，氣體狀態(tài)變化前后的體積與壓力成反比。即
PI/P2=V2/V1 或 PIVI=P2V2
對(duì)增壓爆破來(lái)講，氣體的狀態(tài)變化是在同一管徑的管道中向著一個(gè)方向發(fā)生，那么上邊的公式可以推導(dǎo)為：
P1/P2=V2/VI=SL2/SLl=L2/L1
L2=P1LI/P2
V=（L2-L1）/t=（P1L1/P2-P2Ll/P2）/t=[（P1-P2）/p2t]Ll
式中P1、P2施加給管道內(nèi)氣體的不同壓力（Mpa）
V1、V2不同壓力下氣體的體積（m3）
S管道截面積（m3）
L1、L2不同壓力下某截面至管端的長(zhǎng)度（m）
t壓力變化的時(shí)間（s）
V某截面氣體的流速（m/s）
同一時(shí)刻管道內(nèi)各個(gè)部位壓力的差別不是很大，從上式可以看出，管道內(nèi)各個(gè)截面氣體的流速與截面至管端的長(zhǎng)度成正比，氣體流速與管道各個(gè)部位的關(guān)系如下圖所示從圖上可以看出，進(jìn)氣口端氣體流速最小，出氣口端氣體流速最大，規(guī)范中要求的管內(nèi)氣體實(shí)際流速不得低于20m/s，實(shí)際上指的是管道內(nèi)氣體的平均流速，以此推算，出氣口氣體的實(shí)際流速最低要達(dá)40m/s，當(dāng)出氣口氣體的流速為40m/s時(shí)，從進(jìn)氣口到管道中部氣體的流速都低于20m/s，要提高此段管道內(nèi)氣體的流速，就必須進(jìn)一步增加壓力，壓力越高，進(jìn)氣口端管道內(nèi)氣體流速達(dá)不到20m/s的管道長(zhǎng)度剩余的就越短，但每段管道都有自己的設(shè)計(jì)工作壓力，規(guī)范中規(guī)定管道吹掃時(shí)的最大壓力不能大于設(shè)計(jì)工作壓力，所以增壓也不是無(wú)限制的，最多只能增至設(shè)計(jì)的工作壓力，可見(jiàn)只靠增加壓力不是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
換一種思維方式，如果管道內(nèi)進(jìn)氣口一端已經(jīng)是干凈的，那么采用增壓爆破法清理管道時(shí)以上提到的弱點(diǎn)不就不存在了嗎？
基于這種想法我們對(duì)增壓爆破清理管道的方法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)多次實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)利用改進(jìn)后的方法進(jìn)行管道清理，不但清理的干凈，而且還可以增加管道的吹掃長(zhǎng)度，規(guī)范規(guī)定每段管道吹掃長(zhǎng)度不宜超過(guò)三公里，因我們改進(jìn)后的方法是一段管道分多次進(jìn)行吹掃，所以總長(zhǎng)度投必要控制在三公里以?xún)?nèi)。
改進(jìn)后的方法整個(gè)工序如下圖所示，具體操作步驟如下：
在管道的初始端加裝進(jìn)氣口，當(dāng)管道施工達(dá)到一定長(zhǎng)度a，開(kāi)始進(jìn)行首段管道的吹掃，首段管道的具體長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)工作壓力和管徑確定，對(duì)于中壓管網(wǎng)a值可參照下表。
設(shè)計(jì)工作壓力（Mpa ）
管 徑（mm）
首段吹掃長(zhǎng)度（mm）
吹掃次數(shù)（參考數(shù)）
0.3-0.4
400
400
5-7
400
400
8-7
300
300
4-6
0.2及以下
300
300
5-8
200
300
5-8
100及以下
200
4-6
首段管道的清掃壓力設(shè)定為設(shè)計(jì)工作壓力，經(jīng)多遍清掃，確定徹底干凈后保持進(jìn)氣口不動(dòng)，卸下出氣口，管道施工焊接繼續(xù)往下進(jìn)行，待總長(zhǎng)度b增加至原長(zhǎng)度a的二到三倍（b=2a或3a）后，重新裝上出氣口進(jìn)行第二次清掃，此次清掃因初始端的管道已清掃過(guò)，所以選擇合適的壓力，二至三遍就可以把管道清掃干凈，然后仍然是進(jìn)氣口不動(dòng)，卸下出氣口，管道焊接繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)總長(zhǎng)度c達(dá)上次吹掃總長(zhǎng)度b的二至三倍（c=2b或3b）時(shí)，開(kāi)始第三次吹掃，如此這般不停的反復(fù)，如果管道不是很長(zhǎng)（如十公里以?xún)?nèi)），選擇有合適排氣量和排氣壓力的增壓設(shè)備，可一直把工程進(jìn)行到底。
采用這種方法進(jìn)行施工要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
一、首段管道在施工前，一定要先逐根清掃干凈，盡可能的減少進(jìn)氣口端管道內(nèi)的雜物，因?yàn)槭锥喂艿赖那鍜呷源嬖谶M(jìn)氣端氣體流速小的問(wèn)題。
二、施工時(shí)盡量把地勢(shì)較高的一端作工程的起點(diǎn)，這樣作的目的是防止因各種不可抗拒因素造成管道內(nèi)進(jìn)水后產(chǎn)生、的回流現(xiàn)象，特別是對(duì)于那些因輸送干氣沒(méi)有設(shè)計(jì)凝水缸的管道，一旦進(jìn)水產(chǎn)生回流，很難吹掃干凈。
三、施工過(guò)程中管道上設(shè)計(jì)的閥門(mén)等設(shè)施可暫不加，先把閥井砌好，待管道施工結(jié)束，吹掃干凈后再統(tǒng)一加裝。
四、如果有支管，施工到設(shè)計(jì)位置時(shí)，可加裝三通后同期施工，并隨主管道進(jìn)行吹掃，支管上的閥門(mén)也待施工結(jié)束，吹掃干凈后再加裝。
改進(jìn)后的管道清理方法，因只設(shè)了一次進(jìn)氣口，而且隨著管道的延伸，吹掃的管道長(zhǎng)度在成倍的加長(zhǎng)，雖然管道加長(zhǎng)后，單次增壓的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但因管道內(nèi)氣量增多，吹掃時(shí)間長(zhǎng)，卻成倍的減少了吹掃次數(shù)，與分段分別進(jìn)行清掃相比，工作量不但沒(méi)增加，反而有所減少，同時(shí)管道清掃的干凈程度也大大提高。
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氣體增壓爆破清理管道的方法一直存在一個(gè)弱點(diǎn)，那就是位于進(jìn)氣口一端的部分管道由于氣體流速小，內(nèi)部雜物，特別是體積小比重大，如石子、鋼碴等往往不能被清理干凈，而且吹掃的管道越長(zhǎng)，進(jìn)氣端不能被清理干凈的管道長(zhǎng)度也會(huì)越長(zhǎng)。
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P1/P2=V2/VI=SL2/SLl=L2/L1
L2=P1LI/P2
V=（L2-L1）/t=（P1L1/P2-P2Ll/P2）/t=[（P1-P2）/p2t]Ll
式中P1、P2施加給管道內(nèi)氣體的不同壓力（Mpa）
V1、V2不同壓力下氣體的體積（m3）
S管道截面積（m3）
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換一種思維方式，如果管道內(nèi)進(jìn)氣口一端已經(jīng)是干凈的，那么采用增壓爆破法清理管道時(shí)以上提到的弱點(diǎn)不就不存在了嗎？
基于這種想法我們對(duì)增壓爆破清理管道的方法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)多次實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)利用改進(jìn)后的方法進(jìn)行管道清理，不但清理的干凈，而且還可以增加管道的吹掃長(zhǎng)度，規(guī)范規(guī)定每段管道吹掃長(zhǎng)度不宜超過(guò)三公里，因我們改進(jìn)后的方法是一段管道分多次進(jìn)行吹掃，所以總長(zhǎng)度投必要控制在三公里以?xún)?nèi)。
改進(jìn)后的方法整個(gè)工序如下圖所示，具體操作步驟如下：
在管道的初始端加裝進(jìn)氣口，當(dāng)管道施工達(dá)到一定長(zhǎng)度a，開(kāi)始進(jìn)行首段管道的吹掃，首段管道的具體長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)工作壓力和管徑確定，對(duì)于中壓管網(wǎng)a值可參照下表。
設(shè)計(jì)工作壓力（Mpa ）
管 徑（mm）
首段吹掃長(zhǎng)度（mm）
吹掃次數(shù)（參考數(shù)）
0.3-0.4
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8-7
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0.2及以下
300
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5-8
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5-8
100及以下
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4-6
首段管道的清掃壓力設(shè)定為設(shè)計(jì)工作壓力，經(jīng)多遍清掃，確定徹底干凈后保持進(jìn)氣口不動(dòng)，卸下出氣口，管道施工焊接繼續(xù)往下進(jìn)行，待總長(zhǎng)度b增加至原長(zhǎng)度a的二到三倍（b=2a或3a）后，重新裝上出氣口進(jìn)行第二次清掃，此次清掃因初始端的管道已清掃過(guò)，所以選擇合適的壓力，二至三遍就可以把管道清掃干凈，然后仍然是進(jìn)氣口不動(dòng)，卸下出氣口，管道焊接繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)總長(zhǎng)度c達(dá)上次吹掃總長(zhǎng)度b的二至三倍（c=2b或3b）時(shí)，開(kāi)始第三次吹掃，如此這般不停的反復(fù)，如果管道不是很長(zhǎng)（如十公里以?xún)?nèi)），選擇有合適排氣量和排氣壓力的增壓設(shè)備，可一直把工程進(jìn)行到底。
采用這種方法進(jìn)行施工要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
一、首段管道在施工前，一定要先逐根清掃干凈，盡可能的減少進(jìn)氣口端管道內(nèi)的雜物，因?yàn)槭锥喂艿赖那鍜呷源嬖谶M(jìn)氣端氣體流速小的問(wèn)題。
二、施工時(shí)盡量把地勢(shì)較高的一端作工程的起點(diǎn)，這樣作的目的是防止因各種不可抗拒因素造成管道內(nèi)進(jìn)水后產(chǎn)生、的回流現(xiàn)象，特別是對(duì)于那些因輸送干氣沒(méi)有設(shè)計(jì)凝水缸的管道，一旦進(jìn)水產(chǎn)生回流，很難吹掃干凈。
三、施工過(guò)程中管道上設(shè)計(jì)的閥門(mén)等設(shè)施可暫不加，先把閥井砌好，待管道施工結(jié)束，吹掃干凈后再統(tǒng)一加裝。
四、如果有支管，施工到設(shè)計(jì)位置時(shí)，可加裝三通后同期施工，并隨主管道進(jìn)行吹掃，支管上的閥門(mén)也待施工結(jié)束，吹掃干凈后再加裝。
改進(jìn)后的管道清理方法，因只設(shè)了一次進(jìn)氣口，而且隨著管道的延伸，吹掃的管道長(zhǎng)度在成倍的加長(zhǎng)，雖然管道加長(zhǎng)后，單次增壓的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但因管道內(nèi)氣量增多，吹掃時(shí)間長(zhǎng)，卻成倍的減少了吹掃次數(shù)，與分段分別進(jìn)行清掃相比，工作量不但沒(méi)增加，反而有所減少，同時(shí)管道清掃的干凈程度也大大提高。
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