北京市燃氣集團有限責任公司 高健 孫德芝 溫海立

蘇州市燃氣設備閥門制造有限公司 徐利民 顧晟飛 王師熙

在城市燃氣日常應急搶修作業(yè)中，特別是中低壓管線的搶修中，大多數(shù)情況下都會涉及到降壓作業(yè)。降壓作業(yè)不僅會影響到各類用戶的正常用氣，而且降壓放散釋放到空氣中的天然氣會對周邊環(huán)境造成較大的安全隱患，產(chǎn)生一定的社會影響，也是對資源的一種浪費；同時，降壓過程中會涉及到閘井的有限空間作業(yè)，整體作業(yè)會耗費較大的人力、物力。為了將降壓作業(yè)對用戶及周邊環(huán)境的影響降至最低，通常降壓應急搶修作業(yè)均在夜間進行，加之白天生產(chǎn)任務繁重，勢必會對正常的日產(chǎn)任務產(chǎn)生較大影響。不停輸帶壓搶修作為一種相對先進的搶修方法，漸漸受到各燃氣公司關注并不斷的被應用到燃氣管道搶修中。

1 不停輸帶壓封堵作業(yè)流程

開挖作業(yè)基坑——焊接旁通管接、封堵管接(包括焊縫檢測)——安裝開孔設備并開孔——接通旁通、封堵——放空受損管段內(nèi)介質(zhì)并割管——更換受損管道(包括打壓驗收)——收回封堵裝置、拆除旁通、下管接堵塞并蓋上法蘭蓋——做好防腐、回填并恢復地貌。

現(xiàn)有成熟的技術有三種：塞式封堵、折疊式封堵以及膨脹筒封堵，城市燃氣管道帶壓搶修基本采用膨脹筒式封堵。由于膨脹筒封堵是利用其內(nèi)部的機械結構，將膨脹筒撐開，利用筒壁外側(cè)的橡膠板與管道斷面貼合、密封。在施工過程中需要用到四通型封堵管接及大口徑的開孔設備(斷管時，開孔刀具的直徑要大于管道直徑并且斷管的時間相對也會長)，這就要求施工時開挖的基坑尺寸足夠大、需要起重設備配套等，最終的施工時間相對較長。不停輸帶壓封堵工藝見圖1。

不停輸帶壓搶修作業(yè)流程概括如下：

圖1 不停輸帶壓封堵工藝示意

2 不停輸帶壓雙球膽封堵

近幾年，國外一些低壓管線(鋼管及PE管)開始使用橡膠球膽進行封堵。封堵流程概括如下：將雙球膽內(nèi)空氣抽盡，使其變形、外形尺寸縮小——將球膽安裝到專用下堵器中——下堵器按指定方向操作至管道內(nèi)直至與管道底部接觸——將球膽送放至預設位置——往球膽內(nèi)充氣至規(guī)定的壓力值完成封堵；管段更換結束后，將球膽內(nèi)氣體放空、抽盡，收回下堵器內(nèi)。在下堵和收堵的過程中，由于球膽始終保持在壓縮狀態(tài)，體積相對較小，因此開孔的直徑也相對較小，一般是管道內(nèi)徑的四分之三到一半間。同樣封堵所用的管接與膨脹筒封堵所用管件比較起來，也要小很多，一般采用直通型管接，同時減少了焊接工作量，但該工藝封堵壓力在 0.07 MPa及以下，如果直接引進國外的技術，對國內(nèi)管線的實際意義不大，仍然需要降壓后才能作業(yè)。橡膠球膽本身的強度影響了整套封堵設備的適用壓力，因此，只有提高橡膠球膽自身的強度，才能應用在國內(nèi)的燃氣管線中。

圖2 不停輸帶壓雙球膽封堵工藝示意

純橡膠制球膽變形能力強，但自身承受內(nèi)壓的能力相對弱，通過試驗，純橡膠制球膽在0.2 MPa內(nèi)壓下就會破裂，因此需要在橡膠夾層中添加合適的填充物來提高球膽自身強度，經(jīng)過不斷的調(diào)整填充物的材質(zhì)及結構，目前復合橡膠球膽可以在0.8MPa的內(nèi)壓作用下膨脹到預期的尺寸而不產(chǎn)生結構性損傷，確保在管道壓力0.4 MPa下實現(xiàn)長期有效的密封。

除了球膽自身的結構外，鋼管開孔時產(chǎn)生的鐵削在封堵過程中很有可能將膨脹的球膽刺破，要避免這種情況的出現(xiàn)，除了不能讓讓鐵削停留在球膽封堵的位置外，還可以從鐵削的形狀、大小等角度解決。常規(guī)開孔刀具切削出來的鐵削為片狀，并且纏繞在一起，掉入管道后無法被介質(zhì)帶走，絕大部分停留在開孔、封堵位置的一帶區(qū)域，極有可能對球膽造成損傷，甚至將球膽刺破；通過對刀具的改進及切削參數(shù)的調(diào)整，可以將產(chǎn)生的鐵削細末化，從原來的片狀變?yōu)橹睆?1 mm甚至更加細小的顆粒。這樣一來，在切削過程中產(chǎn)生的細末化鐵削可以被管道內(nèi)流動的介質(zhì)帶走絕大部分，開孔結束后再用專用吹掃工具吹掃，做到封堵位置基本沒有鐵削。

目前，雙球膽封堵工藝已完成臺架測試及現(xiàn)場應用測試，球膽通過了無約束狀態(tài)下打壓—保壓—泄壓循環(huán)疲勞試驗，開孔成功實現(xiàn)了鐵削細?；⑶易龅借F削顆粒直徑0.5 mm以內(nèi)，做到雙球膽無損狀態(tài)下第一道就能完全密封且成功保壓24 h。

3 結語

雙球膽封堵工藝能夠節(jié)省搶修搶險作業(yè)的時間，降低施工的成本，減輕工人工作強度，隨著設備的不斷改進與更新，不僅可以在鋼管上使用，而且可以推廣到PE管中，今后能夠在城市燃氣管道不停輸搶修搶險中發(fā)揮一定的作用。