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天然氣長(zhǎng)輸管道停輸換管作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施

文檔作者：李軍濤韓立鋒文檔來源：中石油北京天然氣管道有限公司中國(guó)石油管道公司北京輸油氣分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年11月23日
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2013 年第6 期
天然氣長(zhǎng)輸管道停輸換管作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施
李軍濤（中國(guó)石油管道公司北京輸油氣分公司北京市房山區(qū)102400）
韓立鋒(中石油北京天然氣管道有限公司北京市朝陽(yáng)區(qū)100101)
摘要：天然氣長(zhǎng)輸管道停輸換管維搶修施工主要針對(duì)埋地金屬管道由于地震、洪水、雷電等自然災(zāi)害造成管道斷
裂、嚴(yán)重變形；管道大面積腐蝕、穿孔；施工機(jī)械傷害、恐怖分子破壞造成管道損壞，嚴(yán)重影響輸氣管道正常運(yùn)行而采用
的局部管道停輸、換管修復(fù)維搶修的作業(yè)，也是目前最為成熟、廣泛應(yīng)用的施工方法。為了切實(shí)保證管道維搶修施工的
安全、高效實(shí)施，天然氣供應(yīng)的盡快恢復(fù)，確保停輸換管施工程序的有序開展，本文重點(diǎn)針對(duì)停輸換管過程中存在的施
工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行論述分析，制定解決方案供現(xiàn)場(chǎng)參考。
關(guān)鍵詞：天然氣長(zhǎng)輸管道停輸換管風(fēng)險(xiǎn)控制措施
引言：
天然氣長(zhǎng)輸管道， 作為長(zhǎng)距離密閉空間輸送高壓天然氣的
壓力容器，多采用金屬高強(qiáng)度合金鋼管材，長(zhǎng)期埋于平原、山地、
沙漠、水網(wǎng)等復(fù)雜環(huán)境，極易受自然災(zāi)害影響造成管道破壞，影
響供氣。停輸換管作業(yè)作為管道破壞后異常狀態(tài)下管道修復(fù)施
工，一般采用停輸、放空管道氣體、氮?dú)庵脫Q方式保證容器內(nèi)可
燃?xì)怏w清除， 但由于地理環(huán)境復(fù)雜管道施工起伏較大多存在天
然氣殘留引起火災(zāi)、爆炸，氮?dú)庵舷?，焊接弧光傷害，檢測(cè)輻射等
安全風(fēng)險(xiǎn)； 同時(shí)由于長(zhǎng)期管道埋地?cái)喙艽嬖诠艿缿?yīng)力變形帶來
的組對(duì)偏差較大、管道剩磁較大帶來無法正常組對(duì)、焊接施工風(fēng)
險(xiǎn)。
一、安全風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施
1、天然氣殘留引起火災(zāi)、爆炸
天然氣長(zhǎng)輸管道遭受破壞由一種正常狀態(tài)進(jìn)入另一種非正
常狀態(tài)， 為了保障施工作業(yè)安全避免造成二次傷害首先對(duì)管道
內(nèi)殘余可燃?xì)怏w進(jìn)行放空，然后采用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃置換，置換合
格后進(jìn)行破壞管段切除、換管作業(yè)，但是由于管道起伏、管壁殘
留容易發(fā)生置換不徹底及間歇性可燃?xì)怏w揮發(fā)等不確定因素，
容易造成管道打磨、焊接時(shí)管道內(nèi)天然氣再次集聚發(fā)生火災(zāi)、爆
炸危險(xiǎn)。
為了有效控制管道余氣對(duì)換管作業(yè)管道打磨、焊接造成安
全風(fēng)險(xiǎn)， 采用壓力監(jiān)控式隔離球?qū)?dòng)火點(diǎn)上下游管道進(jìn)行封堵
隔離，保證可燃?xì)怏w為安全范圍內(nèi)進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)。壓力監(jiān)控型隔
離球是一種新型的管道維搶修配套裝置，球體采用軟體橡膠，球
內(nèi)充入氮?dú)?.02-0.04MPa 充滿后可以在管道內(nèi)與管道內(nèi)壁形成
可靠密封及附著力，不會(huì)隨意移動(dòng)，同時(shí)還具備監(jiān)測(cè)內(nèi)外壓力和
調(diào)節(jié)壓力的功能， 可監(jiān)控封堵管段殘余氣體壓力同時(shí)焊縫接通
延長(zhǎng)軟管進(jìn)行安全排空， 由此也增加了隔離球在使用過程中的
安全性及封堵可靠性；管道焊接封口前將軟管密封于管道內(nèi)，可
通過氮?dú)獯祾哌^程中通過放空管吹出不會(huì)堵塞管道或設(shè)備。
2、氮?dú)庑孤兑鹑藛T窒息
氮?dú)庵脫Q過程中由于氮?dú)庠趬毫ψ饔孟聨?dòng)管道內(nèi)殘余天
然氣通過放空管道清空施工管段可燃?xì)怏w， 但由于管道距離較
長(zhǎng)，破壞管段切割容易造成管道內(nèi)氮?dú)獯罅啃孤┯谑┕ぷ鳂I(yè)坑，
同時(shí)氮?dú)獗戎卮笥诳諝?，不易擴(kuò)散，容易造成作業(yè)人員缺氧窒息
休克、死亡風(fēng)險(xiǎn)。
為了保障施工人員安全， 施工作業(yè)坑應(yīng)開挖為開闊式設(shè)置
專門的逃生通道、逃生繩等安全措施；做好現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)護(hù)，實(shí)時(shí)
進(jìn)行含氧量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常立即離開施工現(xiàn)場(chǎng)；配備合理的通風(fēng)
設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吹掃及配備空氣呼吸機(jī)進(jìn)行事故情況下的救
援。
二、施工風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施
1、管道變形造成組對(duì)風(fēng)險(xiǎn)及控制措施
天然氣長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)期埋于地下，施工沉降、地面人為活動(dòng)避
免造成管道開挖斷管后造成管道應(yīng)力釋放變形， 多出現(xiàn)斜口組
對(duì)，給施工帶來很大的組對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。
管道施工偏差計(jì)算和斜口下料技巧及設(shè)備應(yīng)用： 首先對(duì)連
接管道進(jìn)行偏差測(cè)量，確定管道平行、垂直偏差角度，管段對(duì)接
偏差角度≤3°范圍內(nèi)，偏差＞3°可適當(dāng)延長(zhǎng)短節(jié)長(zhǎng)度；斜口下料應(yīng)
用技巧是以固定管口（垂直管口）端面中心點(diǎn)利用投影原理在對(duì)
接管段以任意點(diǎn)為起點(diǎn)上畫同心圓進(jìn)行切割，即為對(duì)接管口；然
后利用尺子測(cè)量短節(jié)上下、左右偏差點(diǎn)實(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行短節(jié)下料完成
管道快速對(duì)接。同時(shí)，可以根據(jù)預(yù)先判斷的損壞管段進(jìn)行短節(jié)直
口下料，然后根據(jù)短節(jié)尺寸，利用上述原理上下游管段同時(shí)切割
完成兩道斜口，直接將預(yù)制短節(jié)吊裝組對(duì)，節(jié)約施工時(shí)間。
2、管道剩磁造成焊接風(fēng)險(xiǎn)及控制措施
由于管道周圍公路、鐵路、電力等環(huán)境影響對(duì)管道本體造成
磁場(chǎng)輻射；同時(shí)管道清管、內(nèi)檢測(cè)、機(jī)械切割、打磨影響對(duì)金屬管
道產(chǎn)生磁性，強(qiáng)大的剩磁造成管道焊接時(shí)磁偏吹無法焊接，施工
質(zhì)量無法保證。
長(zhǎng)輸管道消磁機(jī)利用管道消磁器通過消磁線圈纏繞在焊接
焊口管道兩側(cè)，通過變換磁極、均勻調(diào)節(jié)輸出電流對(duì)管道剩磁進(jìn)
行抵消，達(dá)到剩磁消除，解決帶磁焊口強(qiáng)磁場(chǎng)造成焊接電弧磁偏
吹的問題，保證管道焊接順利進(jìn)行。
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