1.非金属管道施工与抢修：非金属管道抢修.docx

非金属管道抢修在铺设完成后，管道的抢修逐渐成为日常管道维护工作的重点。运行中的管道发生损坏时，管道内的燃气或者其他有毒、有害气体、液体发生泄漏，必须采取正确的抢修措施，否则一旦处置不当，会造成火灾、爆炸、中毒等事故，甚至引发二次事故，造成严重后果。一、常见非金属管道事故成因由于一些施工单位的疏忽，在进行地下作业的过程中，没有提前了解地下管网的分布情况，直接进行违章施工，导致地下管道遭受破坏。常见的破坏包括挖掘机、钻孔机凿穿、划伤管道等。其他导致事故的原因还有：(1)管道元件质量问题在管道建设时期，选用的管材、管件或者其他配件质量存在缺陷，比如生产过程中产生的气孔、砂眼、杂质，甚至使用劣质的原材料、污染的回收料、再生料生产管道或者管件。这些产品无法达到使用要求的强度或者寿命，使得管道在发生压力波动、环境条件变坏或者达到一定使用年限后出现损坏。(2)施工质量问题部分施工单位管理制度不完善，在管沟开挖过程中，出现深度不够或者回填砾石的情况。还有操作人员缺乏责任心，操作不规范，遗漏操作步骤，或者未按焊接工艺施工，焊接吸热时间、冷却时间未达到工艺要求的时长的情况。有的使用未经评定的焊接设备和未进行焊接工艺评定的焊接参数，焊接设备未进行定期维护保养，使焊口出现错边、虚焊等情况，导致焊口强度降低，成为管道的薄弱环节。(3)环境影响管道焊接通常是在露天环境下进行的，焊接质量受气候影响较大，恶劣的气候条件使各项焊接参数无法保证，如大风、降雨、低温天气时若未采取有效的保护措施，会引起管道焊接面污染，使实际焊接温度、压力达不到要求，导致焊接质量下降。(4)管道堵塞在使用人工煤气的城市，由于煤气中具有一定杂质，这些杂质在管道中遇到低温时，会发生冷凝现象，最终堆积在管道最低点，引起水堵。人工煤气一般都经过冷却、脱硫、脱氨、脱萘等处理，但其中仍然残存一定浓度的萘，当季节、环境变化使温度达到露点时，萘从不饱和状态达到饱和状态，然后有萘结晶析出，出现在管壁上，甚至形成堵塞的状况。二、抢修的一般要求非金属管道抢修应以安全、有序、快速为原则，并且做到各部门统一指挥、共同协作、严明纪律、服从命令。CIJ512016等相关技术标准对抢修作业做出了技术性指导，可以最大限度地保障作业的顺利进行，并保证人员和设备的安全，必须严格遵守。1.作业条件抢修作业是一项特殊作业项目，负责抢修的单位和人员应掌握管网相关信息，并根据管网情况，对可能出现的紧急情况进行分类，制定抢修预案。对于不明确的管道，不可盲目作业。在我国燃气管道发展过程中，曾有部分企业使用金属复合管道，这部分管道在抢修作业时，必须停气置换，在燃气密度快达到爆炸极限时，才可以进行抢修作业。在以往的抢修作业中，曾出现操作人员对聚乙烯复合管道在未进行空气置换的情况下，就采用切割作业这种错误的方式，以致引起火灾，造成人员受伤的事故。抢修作业人员必须具有抢修资质，并要对抢修人员进行定期培训、演练，使其熟悉作业流程、设备和相关各个管道部件。在条件允许的情况下，燃气企业应配备专用的抢修设备。对于需要在带气环境进行作业的设备，应选用符合防爆要求的电气设备和工具。抢修设备必须指定专门人员进行管理，并定期维护保养，保证设备安全可靠。根据管网情况，抢修单位还应储备一定量的抢修专用备件，并定期进行检查，使备件正常可用，对于超出保质期和发生损伤的备件必须及时进行更新。2.现场管理抢修作业时，现场必须严格管理，避免作业受到干扰，同时防止未采取保护措施的人员进入现场，避免不必要的事故发生。抢修作业现场必须划定警戒区，设立警示标志，并有专人进行监管。根据抢修现场情况，必要时应与警察、消防、急救进行联动，协同配合，施行交通管制、医疗监护等。抢修作业人员在进行抢修时，必须佩戴职责标志，并按照规定穿戴防静电、毒气等防护服。作业时需有专人监护，严禁单独作业。为避免影响道路交通，燃气企业往往在夜间进行道路开挖作业。在使用照明设备时，要采用防爆的照明设备，不得使用碘钨灯。带气作业时，现场必须配置通风设备、消防器材和其他安全设备。3.非金属燃气管道抢修技术要求在进行管道抢修时，必须采取措施控制气源，消灭火种，驱散聚积燃气、监测燃气浓度，必要时强制通风。抢修前应当将燃气浓度降至爆炸下限的20%以下，否则不得作业。对于多余燃气需要进行燃烧时，燃烧完成后要先灭火，再降压或切断气源。当燃气设施发生火灾时，应切断气源或降压，控制火势，防止出现负压。管道内介质不同，选择的抢修方案也不同，对于密度较大的液化石油气泄漏必须采取有效措施，防止其聚积在低洼处或其他地下设施内，并且在修复作业完成后，要进行全面检查，防止燃气窜人其他夹层造成隐患。未进行隐患清查或未排除隐患不得撤离现场。4.聚乙烯管道抢修焊接要求聚乙烯管道为不良导体，由于燃气及其中灰尘易造成管道内静电堆积，在操作前应进行静电释放，确认管道内无静电。管道在地下运行过程中，由于受到内压和外部载荷的影响，会出现椭圆、膨胀甚至塌陷的现象，在抢修焊接前，必须保证管道的椭圆度，可使用椭圆规进行测量，必要时使用复圆工具进行复圆。聚乙烯管道使用电熔焊接或者热熔对接焊焊接时，必须保证焊接面清洁、干燥，未被水、油、泥土等污染，必要时使用专用的清洁工具进行清洁，尤其是在进行鞍形管件焊接时，必须使用专用的试剂擦布进行焊接面的清理。电熔套筒等管件内安装有限位装置，在进行地下管道焊接时，由于管道移动困难，在管件出现安装不便时，可将限位装置去除，但应在焊接前做好安装位置的标记，以保证正确安装。带气作业及抢修熔接时，熔接界面严禁带气进行焊接，必须将气源、泄漏点进行封堵后，方可进行焊接操作。新管置换放散燃气时，禁止用聚乙烯管道直接放散，应在聚乙烯管道上接出长度不小于2m的钢管，且钢管应可靠接地，其接地电阻值不应大于10。新管置换时，输入的燃气工作压力应缓慢升高，置换过程中，燃气压力不得超过5kPa,待置换合格后再继续升压。对破损位置进行修复前，应对破损部位进行检查，如破损情况为锐形破口(非圆形或椭圆形),必须处理成钝性破口；如果破口为裂纹形状，应在裂纹的两末端打孔，以避免慢速裂纹增长，进而引起二次开裂。三、停气降压在进行管道抢修、干线管道延伸等施工作业时，需要暂时切断气源或者降低燃气管道内压力，以保证施工操作安全。聚乙烯管道停气降压操作可以通过关闭阀门、夹扁断气进行。1.停气降压及恢复供气管道内压力较高的中压管道停气时，使用阻气袋无法有效阻气，因此一般采用关闭阀门的方法进行停气。停气时，应当查清关闭中压管道阀门对管网的影响范围，以便采取相应的措施。如果停气影响范围较大，则应考虑安装临时管道供气。对于受到影响的用户，应及时进行通知，便于用户安排生产，避免造成不必要的损失。在恢复供气时，也应通知用户做好通气准备，避免燃气扩散和泄漏，并且排除管道内的混合气体，确认后方可点火。2.夹扁断气利用聚乙烯材料的柔韧性，用夹管器将管道夹扁断气，进行维修。夹管器是通过用两个平衡夹管架将聚乙烯管的横截面压扁而控制流量，从而实现止气作业的一种施工方式。夹管器可适用于管道运行压力小于0.4MPa的气体流量控制。控制流量并不等于完全截断流量，当管内气压较低时，管道内气体的流量可以减至零；如果管内气压较高，有一小部分气体仍能通过夹管，会有微漏。在夹管器的两个平衡杆之间使用机械停止装置可以避免损毁管材，国家标准GB15558.12015燃气用埋地聚乙烯管道系统第1部分：管材要求停止距离为管材壁厚两倍的80%(d250mm)或90%(250mmd630mm)。夹管的速度和松管的速度对夹管接线的操作非常重要，要有足够的时间，让管材吸收和释放由夹扁所产生的应力，两者都应该以一个低速进行，松管速度的控制应该更小心。经验表明，松管速度应控制在12mm/min以内。温度降低也会造成管材延伸率降低，因此在气温低的时候，夹管和松管的时间均应增加。在选择夹管器时，夹管器必须根据管道外径和SDR值选择，并将壁厚控制板调校到正确的位置，避免过夹损伤管道。低压管道进行压扁带气作业时，一般每侧只需作单一的压扁截气。管径在63mm以上的中压管道，通常每侧需使用双重的压扁截气，并需在两压扁位置之间装有放散装置。压扁截气位置与管道配件或切割位置的最短距离应是管道直径的2.5倍，而压扁截气位置之间的最理想距离应为管道直径的6倍。在管道的同一位置上，只能进行一次压扁操作。修复完成拆除断气工具后，建议使用复圆夹具对夹扁处进行复圆，并对该位置进行标记，避免在相同位置再次进行夹扁操作引起管道损伤。四、聚乙烯管道抢修方法聚乙烯管道抢修需要根据破损位置的情况选择具体抢修方法，通常的方法有电熔置换抢修、鞍形熔接修复、快速机械管件抢修、临时抢修、带压封堵。1.电熔置换抢修对于管道破损严重的位置，需要将原有破损管道切除，使用电熔套筒管件或者法兰将破损管道进行置换，置换抢修可以实现永久无泄漏连接，是最可靠的抢修方式，且无须考虑抗拉拔处理，在条件允许的情况下应首选使用。为防止管道变形，必要时需要使用复圆工具进行复圆。具体操作步骤如下：1)切除损坏位置的管道。2)截取与切除管道相同长度的置换管段。3)将置换管段表面进行清洁。4)清除置换管段及旧管道焊接位置氧化皮，并标记安装位置。5)将电熔套筒内部的限位装置去除，并放置到置换管段上。6)将置换管段放置到安装位置，并将电熔套筒放到焊接区域。7)进行电熔焊接完成置换。2.鞍形熔接修复如果管道破损口直径小于或等于2.5cm,可以将鞍形三通或者鞍形直口管件出口使用电熔端帽进行熔接封堵后，作为修补管件使用，或者直接使用电熔鞍形修补管件进行修复。电熔鞍形修补管件同样可以用于直径小于或等于7.5cm以下破损管道的修复。操作过程中，必须保持干燥，并按照生产商推荐的焊接程序和设备操作。熔接时，破损位置必须处于焊接区域中间，并进行充分冷却，时间在30min以上方可通气。对于10mm及以下的孔可用沉头螺钉或自攻螺钉直接旋入进行封堵；大于10mm的孔需先用工具将漏孔扩圆，避免破损位置引起慢速裂纹增长后，用锤子把聚乙烯塞子或木塞子钉入破口处，将泄漏燃气封堵，并将封堵工具高出管道表面的多余部分进行清理，然后将电熔鞍形管件的四个螺钉进行对角线拧紧。为保证最佳焊接效果，拧紧后的螺钉可往回拧两圈，保持一定的间隙，然后使用电熔焊机焊接，并在焊接完成后至少保证自然冷却30min以上。3.快速机械管件抢修由于聚乙烯管道在进行热熔对接和电熔焊接时，必须保证焊接位置干燥，否则无法焊接，当管道周围有水或遇到降雨天气时，排水过程将大大降低抢修效率，给快速抢修带来不便。近年来，国外开发出用于燃气管道抢修的快速机械管件，可以实现带水快速抢修。快速机械管件主体由球墨铸铁铸造而成，两端通过一种特殊结构的柔性橡胶内衬丁腈橡胶(NBR)或三元乙丙橡胶(EPDM)作为密封圈。为防止管道轴向拉伸，快速机械管件设置有不锈钢抗拔脱钢片，在安装后增大管道与管件摩擦力，可防止管件位置被拉开。为使管件与管道紧密结合，管件两端设置有可伸缩紧固环，并且可以适应两端不同规格的管道连接。在使用快速机械对管件进行抢修时，通过紧固两端螺栓，收缩紧固环，使抗拉拔钢片、橡胶圈与管道紧密接触，从而连接管道。需要注意的是，聚乙烯材料对于机械紧固力会产生应力松弛，导致抢修后二次泄漏。所以，在使用快速机械管件抢修时，必须在管道内安装金属内衬，以保证密封性能的稳定。4.不锈钢修补临时抢修对于一些无法保证可以停气抢修的位置，可使用不锈钢修补管件进行临时修复，待到抢修条件具备后再进行停气抢修。不锈钢修补管件由不锈钢主体、密封橡胶垫和紧固螺栓组成，仅用于修复局部损坏的管道，如凿出或刺穿管壁的破口。为保证抢修的密封性，建议夹紧且橡胶垫长度不小于管径的1.5倍。抢修时，应根据破损位置确定不锈钢修补管件的规格。打开不锈钢抢修管件，并包覆在管道上，将破损位置置于不锈钢抢修管件中央位置，使用螺栓进行紧固即可完成修复。临时抢修后，应在3个月内，寻找合适的时间进行长久修复。5.带压封堵不停输封堵器带气接线是对正在运行中的管网、管线进行不停输施工的作业方法，主要通过聚乙烯管专用开孔、封堵设备来完成。通常使用橡胶球胆进行封堵，操作时将排空空气的橡胶球胆放入管道，充气膨胀完成封堵。该工艺封堵压力通常在0.07MPa及以下，并且封堵所使用的橡胶球胆应为复合橡胶球胆，避免使用纯橡胶球胆，因为纯橡胶球胆在0.2MPa内压下就会发生破裂，而复合橡胶球胆内添加了合适的填充物，可以在0.8MPa内压作用下膨胀到预期尺寸而不产生结构性损伤，确保在管道压力0.4MPa下实现长期有效的封堵。带压封堵的流程为：开挖作业基坑焊接旁通管件、封堵管件(包括焊缝检测)安装开孔设备并开孔接通旁通、封堵放空受损管道内的介质并割管更换受损管道(包括打压验收)收回封堵装置，拆除旁通，下管接堵塞并盖上法兰盖做好防腐、回填并恢复地貌。