1、 化学工程与装备 2023 年 第 1 期 68 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 1 月 在役长输天然气管道碰口作业标准化在役长输天然气管道碰口作业标准化 韩 超（陕西省天然气股份有限公司，陕西 西安 710016）摘摘 要要：在役天然气长输管道碰口连头是施工质量控制的关键节点，危险性高、作业难度大、条件复杂。本文结合以往管道碰口连头作业中存在的不足，对在役天然气长输管道碰口连头作业施工技术和管理应用进行了探讨，提出了作业过程各项标准化技术条件，制定标准化管理办法，并在实际作业中应用，提高碰口连头作业质量和效率，为类似项目提供借鉴。关键词：关键词：长
2、输天然气管道；碰口连头；标准化流程 引引 言言 随着经济社会的快速发展，在役长输天然气管道沿线区域城市基础设施以及铁路、公路等民生工程建设引起管道改迁的情况日趋频繁。为确保安全生产，及时消除隐患，为第三方施工提供便利，管道迁改成为最直接有效的措施。管道碰口连头作业为迁改工程收尾的重要环节，因连头焊口组对相对困难，且不能正常参与试压，因此其质量控制相对十分重要。通过对陕西省内 2019 年两次管道迁改碰口连头作业进行总结，对作业安全风险和影响质量因素分析，并依据相关规范要求，提出作业标准化管理流程，并在后续管道碰口连头作业中实际应用，标准化和规范化的碰口连头作业提高了作业效率和质量，提升了管道建
3、设管理水平。1 1 管道碰口连头作业因素分析管道碰口连头作业因素分析 1.1 以往管道碰口连头作业中存在的不足 2019 年陕西省内两次在役输气管道碰口连头作业，采用管道停输、放空、置换碰口方案。因未实施标准化和规范化管理，采用经验法和习惯法作业，施工过程会出现各种问题，致使碰口质量不稳定，返工、返修频率高，碰口时间超计划，从而影响管道终端输气。案例一：2019 年 10 月,管道缺陷点治理项目碰口连头，因多点同时开展作业，现场准备不充分、作业坑不规范、施工机具设备不全、施工人员技术水平不高、作业环境、管道磁性等因素影响碰口质量。焊接完成无损检测发现存在焊口未熔合、夹渣、气孔等缺陷，判定为不合
4、格焊口。经现场返修及割口重焊整改，将原计划 24 小时完成的作业，延长至5 天完成。案例二：2019 年 11 月，地铁施工改线碰口，管道组对焊接后形成十字焊口缺陷，碰口焊口无损检测存在密集气孔和裂纹缺陷。同样进行返修、割口重焊整改，历时 7 天完成。1.2 碰口连头作业中的安全风险 管道碰口作业要结合工艺状况、地理位置、地貌特点、人员密集程度、交通情况、外部保障等条件，制定合理的实施方案，分析作业安全风险，制定应对措施，确保施工安全。作业坑开挖及修整，存在机械撞击有造成管道损伤的风险；操作坑坍塌有造成作业人身伤害的风险；切割作业有导致作业人员氮气窒息、天然气中毒伤害等风险；打磨、焊接作业有电
5、伤害、机械伤害、天然气浓度过高造成爆炸伤害；焊接作业、射线检测有辐射伤害等风险；施工使用大型设备，存在操作失误或是意外情况而导致的安全事故发生。1.3 影响管道碰口连头作业质量因素 影响管道碰口连头作业质量因素种类繁多，围绕人员、机具、材料、施工方法、施工环境等几个因素进行分析，常见的影响质量因素有：工程资金投入不足、人员资格和能力不过关、管理水平不高、安全意识淡薄、工器具不足且存在质量缺陷、物资材料质量问题、焊接工艺不匹配、作业规程不健全、技术交底不到位、工艺置换不合格、施工环境条件影响等。碰口连头作业施工不规范，安全风险识别不全，各项措施不到位等因素将直接影响施工质量和安全，焊口返修和返工
6、均需按照碰口作业程序、流程，重复开展各项工作，造成工期延误，同时增加作业安全风险。工期延误的直接后果是输气管道无法在既定时间内投入使用，影响输气生产稳定，易影响到管道终端城市居民用户用气，并对输气管道工程建设造成负面影响。2 2 管道碰口连头作业标准化管道碰口连头作业标准化 2.1 管道碰口连头作业标准化管理 为了保证输气管道碰口连头作业施工能够在既定时间内完成，要梳理作业流程并制定针对性的措施，对施工前、施工中、施工后的各个工序及环节进行标准化管理，达到标准及规范要求，把好安全和质量关，做好核心控制1。（1）作业前首先要针对作业内容制定完善的方案，要对人员、技术、材料、设备、环境等进行合理安
7、排。（2）对作业过程中安全风险进行分析，减少由于意外因素对工期的影响。（3）组织对作业方案全员学习，对作业人员专业操作能力培训，还要对作业人员心理素质与应急处理能力培训，避免由于作业人员心理承受能力差，遇到异常危险逃跑而没有及时对现场异常进行控制，造成安全事故。（4）建立完整的奖罚制度，对作业人员违规操作、消DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.027 韩 超：在役长输天然气管道碰口作业标准化 69 极怠工等情况进行处罚，做好作业人员标准化管理。（5）对施工现场工器具、材料的质量进行控制，通过标准化的过程监控有效规避甚至是消除。（6）对技术因素，严格按照标准化流程和相
8、关规范要求，进行对照检查及时整改。（7）对环境因素，实时进行信息采集识别，分析作业现场周围是否存在环境事件的可能性，并制定相应的应急预案。2.2 碰口连头作业标准化程序及技术标准要求 管道碰口连头作业程序为：前期准备、作业坑开挖、钻孔检测、管道切割、管道焊口打磨组对、管道焊接、无损检测、管道防腐、回填、资料整理等环节。2.2.1 准备工作 成立管理领导小组，做到职责分工明确，必要时请专家进行现场技术支持；主要机具、设备及所需材料到场并检查合格，试验正常，满足现场施工需要；有明确的设计图纸和施工方案，完成动土、动火专项方案审批，编制焊接工艺评定和焊接工艺规程并落实监检程序；组织现场踏勘，完成施工
9、安全和技术交底，作业现场“三通一平”完成，外部隔离、警戒完成。2.2.2 作业坑开挖 结合现场在役管道位置走向及埋深、地形地貌特征、地下水位、周边地表附着物、地质情况等确定开挖作业坑方式、放坡坡度、分层高度、支护方式等；在管道两侧 5 米范围内应采用人工开挖，5 米范围外机械开挖时必须有专人监护；开挖过程中必须有专人指挥，注意保护管道及其附属设施（光缆、阴保电缆、标志桩、测试桩）不被损毁；作业坑应设置不少于 2 个逃生通道，分别布置在两侧。2.2.3 钻孔检测 管道置换合格后，按照指令实施钻孔；开钻前及钻进过程中，开启防爆轴流风机强制送风,钻头不间断涂抹黄油；钻孔位置应选择在割除管段上，应按照
10、标注的位置缓慢钻进；成孔后立即检测，持续检测 10 分钟，甲烷含量小于10%LEL 为合格。2.2.4 割管作业 全程开启强制通风设备，持续检测可燃气体、氧气含量，若可燃气体含量大于 10%LEL 或氧气含量低于 20%时，应停止作业，佩戴空气呼吸机持续检测，排除异常后方可继续切割。2.2.5 管道组对及打磨 组对碰口管道应提前试压合格，焊口上下游两侧各150mm 范围内的防腐层清理干净；清除管口污泥、粉尘等杂物及管口内外 20mm 范围内的油污，打磨露出金属光泽；壁厚不等的管段组对时，需增加过度短管。2.2.6 管道焊接 对做过漏磁内检测的管道，应施加消磁设备，减少磁性影响；焊缝外观成型均匀
11、，填充饱满，表面不应低于管材表面。2.2.7 无损检测 无损检测一般采用射线、超声双百探伤，应在焊口温度降至环境温度后进行，并在 24 小时后再次进行复测，避免漏检延迟裂缝；检测结果不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅、弧坑等缺陷。2.2.8 焊缝返修 裂纹缺陷不允许返修，必须割除后重新组对、焊接；非裂纹缺陷，焊缝返修材料、方法应根据焊接工艺评定确定，且只应返修 1 次。2.2.9 防腐、补伤 焊缝防腐可采用双面压敏胶条缠绕+压敏胶型聚乙烯热收缩带+固定片进行修补；局部损伤可采用粘弹体防腐胶带+聚丙烯胶粘带进行防腐补伤。2.2.10 管沟回填 回填前确认光缆续接完好,阴极保护测试线焊接完好，并
12、引出地面；应先采用细土回填至管顶上方 300mm，然后回填原土；管沟回填至管顶 0.5m 时，敷设警示带；回填过程应按照 300mm 一层进行分层夯实，管顶埋深应大于 1.2m 且回填土应高出周边地表 300mm 为宜；回填过程中应同步在管道顺气流方向正上方左侧 1m 处埋设标志桩（测试桩）。2.2.11 施工资料 施工过程应同步填报各类记录、表格，同步办理隐蔽工程资料及其他竣工资料等。3 3 在役管道碰口连头作业标准化应用结论及意义在役管道碰口连头作业标准化应用结论及意义 按照标准化碰口作业管理开展施工，人员、机具、设备、材料及施工条件均符合作业标准要求，各工序及环节按照作业标准逐项检查落实
13、，做到标准化过程管理，可提高作业效率和质量。对比以往碰口连头施工，效果显著。实例一：2020 年北三环太华路立交工程改线实行碰口连头标准化过程管理，DN600 管道 2 道焊口，DN200 输气管道 2 道焊口碰口连头，均在 8 小时内施工完成，检测合格，管道停输时间较计划提前 8 小时。实例二：2021 年第十四届全国运动会配套道路改线碰口连头，施工现场情况复杂，一是处于城市规划范围内，地下管道错综复杂，与道路施工多点交叉，施工条件受限，施工难度大；二是受疫情、治污减霾停工影响，工期紧、协调难度大，管道碰口备受关注。按照标准化碰口作业流程，提前做好计划准备，压缩时间，统筹组织施工各环节，管道连头碰口焊口 24 道，碰口一次成功，迁改如期完成，为道路工程施工提供条件，得到地方政府表彰。通过在在役管道碰口连头作业中实施标准化管理，其意义有：一是能够充分合理组织好“人、机、料、法、环”等几个要素，提升施工质量和安全；二是能够促进碰口连头施工效率，降低工程总体成本；三是通过不断完善形成企业标准，为类似项目提供借鉴，推动天然气管道工程建设发展。参考文献参考文献 1 徐杨,陈兵.长输油气管道工程标准化管理研究J.中国科技博览,2016(11).