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        法蘭墊片式注氮口的制作及應用

        2021-06-10 02:03:56謝歡歡倪秀云張小玉段海博江西省天然氣投資有限公司江西南昌330096
        化工管理 2021年14期
        關(guān)鍵詞:鋼環(huán)分輸盲板

        謝歡歡,倪秀云,張小玉,段海博(江西省天然氣投資有限公司,江西 南昌 330096)

        1 背景介紹

        西二線贛州分輸清管站改擴建項目為在該站預留分輸閥門(2002)后增加計量撬、節(jié)流設備、出站截斷閥等分輸設施,以實現(xiàn)向新增CNG加氣母站用戶分輸?shù)墓δ?。主體工程完工后,需將新增分輸支路的排污、放空管線與站場原排污、放空管線進行焊接連接,按照相關(guān)管理規(guī)定連頭施工屬于二級動火施工作業(yè)。由于贛州分輸站已投產(chǎn)運行[1],并有一家24 h分輸用戶(最大日輸量40萬m3/d),場站無法停輸,并實施站場整體氮氣置換,動火作業(yè)前需對原排污、放空管線進行逐一置換,以確保動火連頭施工作業(yè)的安全性。

        按照站場工藝設計,放空管線與工藝主管線間通常設置球閥和節(jié)流截止放空閥兩個閥門,排污管線與工藝主管線間通常設置球閥和套式排污閥閥兩個閥門。排污、放空管線要實現(xiàn)氮氣置換,常規(guī)做法是需拆卸套式排污閥或節(jié)流截止放空閥,為確保安全還需在上游端法蘭處加裝法蘭盲板封堵,在下游端法蘭處安裝法蘭注氮盲板,以實現(xiàn)注氮功能。但該種方案存在以下四個方面的缺點:(1)拆裝工作量大,拆卸難度大。場站放空、排污支管較多,造成存在大量拆卸點,且經(jīng)多年運行及表面防腐等原因,法蘭螺栓不易拆修,常需兩人配合才能完成。(2)封堵操作需采購安裝高壓密封法蘭盲板,盲板安裝及閥門恢復安裝需更換采購3個高壓墊片,將發(fā)生一定的成本費用。(3)若排污或放空管線上的球閥存在內(nèi)漏,實施過程中的拆卸及恢復安裝均存在一定的安全隱患。(4)法蘭盲板及法蘭盲板注氮口安裝在取掉的閥門留下的空間內(nèi),安裝操作空間受限。

        以上缺點在不同程度上影響著動火施工的安全性,難易度、成本及作業(yè)時間等方面,制約著作業(yè)的順利實施。而安裝使用法蘭墊片式注氮口這一工具,只需松解套式排污閥或節(jié)流截止放空閥閥門下游側(cè)法蘭,取出密封墊片后將法蘭墊片式注氮口安裝在法蘭間,稍作螺栓緊固即可注氮使用,大大改善了拆卸閥門安裝注氮法蘭盲板存在的缺點問題。

        2 法蘭墊片式注氮口的制作

        法蘭墊片式注氮口需按照注氮處法蘭的規(guī)格大小情況進行制作,實施工藝簡單易行,一般管工、焊工均可自主完成。下面以2吋的閥門法蘭為例進行制作說明。

        2.1 法蘭墊片式注氮口的結(jié)構(gòu)組成及作用

        法蘭墊片式注氮口結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

        圖1 法蘭墊片式注氮口結(jié)構(gòu)示意圖

        (1)密封鋼環(huán)。替代法蘭密封墊片,起到密封作用。

        (2)注氣管。與鋼環(huán)配合向管道內(nèi)注入氮氣。

        (3)內(nèi)螺紋接口三通。實現(xiàn)兩瓶氮氣同時注入。

        (4)氣孔。實現(xiàn)鋼環(huán)和注氣管聯(lián)通,以便氮氣進入管道。

        (5)入口控制閥門。注氮氣瓶更換時截斷氣路,不影響另一支路供氣。

        2.2 法蘭墊片式注氮口各部分構(gòu)件的制作、連接及要求

        (1)密封鋼環(huán)。鋼環(huán)一般采用5 mm鋼板切割制作,鋼板質(zhì)地不宜過硬,厚度不宜過大,鋼環(huán)表面平整無彎曲,以實現(xiàn)確保緊固后連接處的密封性。鋼環(huán)外徑為110~120 mm,鋼環(huán)寬為20~30 mm,外徑及鋼環(huán)寬度的確定要確保鋼環(huán)可以順利插入兩法蘭間,并與兩個法蘭的凸面(密封面)相匹配結(jié)合,實現(xiàn)緊固后不漏氣。鋼環(huán)徑向開通氣孔2~5個,氣孔直徑大小為3 mm,一般根據(jù)注氮量的大小進行確定。氣孔直徑以小為好,以減小鋼板的厚度,氣孔的數(shù)量應滿足注氮速度的要求。

        (2)注氣管。2寸的法蘭墊片式注氮口注氮管可選用DN25的鍍鋅鋼管,鋼管一端壓扁后與鋼環(huán)焊接連接,一端采用車出外螺紋與三通件連接。鋼管壓扁的一段應保證有一定的通氣能力,與鋼環(huán)上氣孔連接,同時壓扁后厚度應不影響法蘭的緊固;焊接處焊道應打磨平整,不影響密封。

        (3)內(nèi)螺紋接口三通。可在市場上直接采購。實際作業(yè)中可根據(jù)注氮速度的大小來確定使用三通或四通。

        (4)入口控制閥門。閥門可在市場上直接采購1/2吋閥門,尺寸應與三通接口配合。

        3 法蘭墊片式注氮口的使用方法

        法蘭墊片式注氮口是在法蘭密封面處向管道內(nèi)注入氮氣等氣體的設備,考慮到密封性及可操作性等原因,該工具一般適應于小口徑法蘭,建議法蘭口徑不宜大于DN200。該部件主要適應于場站放空、排污等局部支管路小規(guī)模的氮氣置換作業(yè)。下面以放空管線為例說明其使用方法:

        (1)關(guān)閉放空管線上的球閥,打開節(jié)流截止放空閥,放空球閥與節(jié)流截止放空閥間管段內(nèi)的高壓氣體,完成后關(guān)閉節(jié)流截止放空閥。

        (2)松解節(jié)流截止閥下游處法蘭螺栓,取出原密封墊片,并將法蘭墊片式注氮口鋼環(huán)插入法蘭之間。

        (3)檢查鋼環(huán)與法蘭密封面的配合,緊固法蘭螺栓,打開氮氣瓶注氣后,無明顯漏氣即可,實際安裝如圖2所示。

        (4)注氮軟管一端卡扣在入口控制閥門上,另一端通過減壓閥連接氮氣瓶。

        (5)打開入口控制閥門,打開氮氣瓶及減壓閥,開始注入氮氣,注入量可通過減壓閥的開度以及入口控制閥門的開關(guān)進行控制。

        (6)氮氣置換完成后,松解法蘭螺栓,取出鋼環(huán),安裝新的法蘭密封墊片,緊固螺栓,恢復現(xiàn)場安裝。

        圖2 現(xiàn)場安裝圖

        4 法蘭墊片式注氮口與法蘭盲板式注氮口的比較

        與常規(guī)的法蘭盲板式注氮口相比,法蘭墊片式注氮口能夠適應局部置換的要求,特別是在站場不停輸狀態(tài)下對排污和放空管路進行氮氣置換。

        兩種注氮方式在同尺寸管道條件下氮氣置換的優(yōu)缺點比較如表1所示。

        表1 兩種注氮方式在同尺寸管道條件下氮氣置換的優(yōu)缺點比較

        5 拓展設計及應用

        文章設計及應用的法蘭墊片式注氮氣設備鋼環(huán)為通透型的,可進行進一步優(yōu)化設計以實現(xiàn)其他功能或效果。

        優(yōu)化設計方案一:將鋼環(huán)做成非通透的鋼片,鋼片上的氣孔通往鋼片的一側(cè)。此優(yōu)化可以使注氮工具起到盲板的作用,有效應對安裝時上游閥門存在輕微內(nèi)漏的問題,可以實現(xiàn)新增管線截斷的功能。

        優(yōu)化設計方案二:將鋼環(huán)做成非通透的鋼片,鋼片上設置兩個注氣管,兩個氣管分別與鋼片兩側(cè)聯(lián)通。此優(yōu)化可以使注氮工具起到盲板的作用,還可以分別向兩側(cè)注氣互不影響。

        優(yōu)化使用方案三:對于置換時部分部位無可控檢測口,如該部位有較小的法蘭,該設備安裝后可以作為檢測口使用。檢測時只要管道內(nèi)有一定壓力,打開控制閥即可在該處進行氣體檢測,以避免直接打開法蘭敞口引流排氣檢測帶來的風險。

        6 結(jié)語

        法蘭墊片式注氮口是根據(jù)現(xiàn)場動火施工氮氣置換作業(yè)的實際需要設計并制作而成的,該設備已應用于西氣東輸二線贛州分輸清管站等5座站場動火連頭施工的氮氣置換作業(yè),能夠在站場不停輸并保證多處截斷滿足施工安全的前提下,實現(xiàn)放空、排污管道的置換,減少氮氣置換作業(yè)時間及人力物料的消耗,最終實現(xiàn)動火作業(yè)安全快速順利完成。

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