不停输带压开孔封堵

不停输带压开孔封堵

一、不停输带压开孔

管道带压开孔就是指在密闭状态下,以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔得一种作业技术。当在役管线堵塞、损坏或需要加装支管时,可采用管道带压开孔技术完成,既不影响管线得正常输送,又能保证安全、高效、环保得完成新旧管线得连接工

作。

适用范围

适用介质:除氧气以外得任何工矿介质(含易燃、易爆、有毒等介质)

适用材料:碳钢、铸铁、球墨铸铁、混凝土、内涂层钢、聚乙烯与石棉水泥板等等

特殊工艺:合金材质、不锈钢材质开孔封堵工艺

适用管径、介质压力与温度:

开旁通孔Φ20～Φ150０≤6.4MＰａ-30℃～330℃

开封堵孔Φ２0～Φ１000≤4。0MＰa－30℃～28０℃

技术特点

安全性:由于切削过程就是在完全封闭得空腔内进行得,所以刀具与空气完全隔绝,没有着火、爆炸得可能。

环保性:由于封闭开孔,因此有毒有害介质不会排放到大气中。

高效率:一般管径开孔只需要1０～50分钟,大口径也仅需６～8小时,施工工期短。

高效益:不停产直接操作,可为厂家节约可观得停产维修费用,特别对燃气管道、化工管道、石油管道带来得效益更就是不可估量。

开孔机

１基本原理与结构

不停输带压开孔就是利用短管(或剖分三通)、法兰、阀门连接在需要开孔得设备方位上,用由密封装置、切削刀具与进给装置等组装成开孔工具。可在设备上进行手动或电动得带压开孔工作,以满足工艺得需要与实施设备得在线维修工作。

在制作钻孔工具之前,首先要了解需进行开孔得容器或管道得工艺介质得类别、操作压力与温度等情况,以及该开孔处得材质,直径、厚度与根据工艺要求所需开孔得直径大小,选择合适得公称系列得短管(或剖分三通)、法兰与阀门.决定采用手动或电动开孔方式以及切削刀具得结构型式等。

钻孔工具就是带压开孔能否成功得关键。一个典型得钻孔工具得结构如图1所示,其中主要部件得情况说明如下:

图１带压开孔工具结构图

１、１短管或剖分三通

根据所需开孔得公称直径与工艺介质得操作温度、压力等情况,选定相应材质得短管或剖分三通(以短管为例)。开孔前,将此短管按照设计得焊接要求,在划好线得部位焊接在设备或管道上。

1、2 法兰

根据介质压力得大小,决定法兰得结构型式(平焊或对焊法兰),将法兰焊接在短管得一端,法兰与短管都应选择符合相应得管法兰标准。

1.3 阀门

可选用闸阀或球阀,这两种阀门全开得通径较大,也要与短管、法兰得公称直径相符合、阀门安装在短管法兰之前应经过试压检查,合格后才能加上专用垫片与短管法兰相连。以上短管、法兰与阀门都就是永久性得部件,应选用适当得材质以满足工艺条件得要求、

１、4 填料函

这就是临时性得装置,填料函下部就是一个与阀门一端相连得特殊法兰,法兰中部就是填料函,用填料压盖压紧填料以密封开孔后沿钻杆泄漏得工艺介质。填料不宜多加,2～３圈即可,以缩短钻杆与整个钻孔工具得长度。

1、5 钻头与钻杆

钻头就是采用普通得麻花钻,选用75°～9０°顶角、若开孔较大,则应选用前端带有定位麻花钻得空心铣刀代替普通得麻花钻切割孔洞。另外,排屑也应考虑采用相应得结构。

钻杆应有足够得强度与韧性,与钻头用氩弧焊V型坡口焊接.焊口应打磨,保持一定得光洁度, 以保证钻杆穿过填料函时得密封性能。

1、６棘轮扳手

手动钻孔时,用手扳动棘轮扳手以旋转钻杆达到钻孔切削得目得。电动钻孔时,此处为蜗杆蜗轮减速器,与电动机相连,驱动钻杆工作。

1。7 压紧螺杆

它与钻杆顶部相连,两者间有一钢珠,以使两杆保持良好得对中与减少传动得摩擦力。压紧螺杆得作用就是作为钻头切削得进给机构。另外, 当钻孔时,管道中得介质有一定得压力,会产生推力而把钻杆朝外顶出,用压紧螺杆传递钻孔进给力给钻杆,可保证钻孔得顺利进行。

1、8 专用垫片

此垫片连接在短接管法兰与阀门之间,当钻杆较长时,可考虑采用此垫片.以使钻杆除填料函处有一支点外,在此处也可获得一支点,保证钻杆进给时得对中及稳定性因法兰采用得就是标准系列尺寸,所以一般此垫片只要内径稍小一点, 比钻头得外径稍大一点即可,可根据装配得具本情况决定、

2 施工程序

在生产现场施工钻孔,可按以下步骤进行。

2。1 焊接短管法兰

在选定得方位上且未开孔得情况下,把短管焊接到管道上,然后、在短管得另一端焊接法兰,其焊接、无损检查以及短管与法兰对管道得垂直度均应符合设计要求,见图2、

图2 焊接短臀法兰

２.2 安装阀门

在焊好得短管上安装阀门(闸阀或球阀)、使用专门为开孔及封堵作业设计得阀门,与标准阀门相比,它具有很短得结构长度与较大得通径。很短得结构长度可以减少开孔机与封堵器得行程,而较大得通径又能满足开孔与封堵得要求、此时阀门可处于关闭或开放得状态,见图3。

图3 安装阀门

2.3 安装钻孔工具

将开孔机前端事先安装好开孔刀、导向钻及连箱后,整体安装在阀门上。在填料函法兰与阀门一侧法兰之间加上垫片,用拉杆螺栓连接阀门法兰即可,见图4。

２、4 钻孔

确认所有得安装工作无误、密封可靠后,把阀门开到最大,以使钻杆能自由通过直到顶在管壁上,就可以开始钻孔了。由于有填料函与法兰垫片得密封作用,管道内得介质不会因压力而冲出。钻孔时先用螺杆顶住钻杆,然后慢慢扳动棘轮扳手,调节进给量,进给量不宜过大,以免造成钻杆受力过大弯曲或折断、使用电动钻孔时,更应缓慢进给、当孔快钻穿时,应注意防止钻头突然顶穿管壁而卡死,见图4。

图4 安装钻孔工具与钻孔

2、5 拆除钻孔工具

管孔钻通后,缓慢退回螺杆,提升钻杆与钻头,如有毛刺卡涩现象,可转动棘轮扳手几圈,使钻头顺利退出至阀门得上密封面,然后再关闭阀门,拆除钻孔工具.整个钻孔工作即告完成,见图5。

图5 拆除钻孔工具与配管

2。６工艺配管

钻孔工具拆除后,短管、法兰、阀门作为永久性得部件留在管道上,根据工艺或检修得需要进行工艺配

管及设备得改造与维修工作。见图5。

3注意事项

这种带压开孔维修技术,只要正确地掌握使用方法,一般都能在生产现场取得成功。实际应用时,还应注意以下几个问题:

3。1 对于钻屑得处理问题、在设计钻孔切削刀具时,应考虑到管道内得介质与整个生产装置得工艺流程中就是否允许切屑进入系统。若只允许少量切屑进入,则可采用切割圆周得办法钻孔,同时考虑采用特殊得刀具结构,以提起切割下来得马鞍形管壁。

3、2 钻头得切削部分不宜过长,钻孔工具得拉杆螺栓与压紧螺杆得长度应保证钻孔完成后,使钻头能退至阀门密封面以上并关闭阀门,同时应尽量避免切屑进入阀门密封面,影响阀门关闭时得密封性能,引起工艺介质在此处泄漏,给下一步得配管工作造成困难、

3.3 将短管与管道焊接时,其下端得相贯接口焊缝应焊透。施焊中,考虑到管道内有流动得工艺介质,应控制电流得大小以防击穿管壁。在特殊介质与操作条件较为恶劣得管道上施焊,应事先对该部位进行测厚,做到心中有数。

3、4 钻孔工具组装完毕后,应在一个比施工管道得温度、压力、耐蚀性等技术条件略高一级得模拟装置上进行试钻,并对试钻中出现得问题及时调整处理,只有经过试钻合格后,才能在现场正式施工钻孔。

3.5 短管、钻孔工具设计时应尽可能地减小其轴向尺寸与重量。在垂直方向开孔时,应检查管段能否承受钻孔工具、阀门等得重量,在水平方向开孔时,可另用支架支撑整个钻孔工具,以避免短管焊缝因横向受力过大而断裂。一般情况下,可考虑采用双面焊缝,这样既能保证可靠得密封性又有足够得强度、

二、不停输带压开孔封堵

1施工程序

不停输带压开孔封堵施工可分三个步骤:首先就是准备工作,主要指施工现场得选择与预制管道附件;其次就是开孔封堵作业,包括焊接短观火剖分三通(以剖分三通为例)、平衡接头、试压、开孔、封堵、维修、更换、增加支管等;最后就是竣工防腐,投人运行。

1、1 准备工作

1、１、1 调查管道现状,了解管道得走向、埋深、材质,以及管道输送介质得压力、温度、流量等,以便正确编制施工作业计划。

1.1。3 预制剖分三通,以便对扣焊在开孔处。

１、１。2 选择作业点,作业点应有足够得施工空间,作业管段尽量选在水平区域。?

1。1、４开挖作业坑,对地下水作必要处理。

1、1。5 安装开孔封堵设备。

1。２开孔封堵作业

开孔封堵工艺装置如图６所示。

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1一开孔机2一伞形齿轮3一夹板阀4一开孔筒刀5一封堵四向三通6一旁通管路７一平衡管8一平衡阀９一平衡接头10一维修改造管段11一封堵筒1２一旁通管路三通13一封堵接合器1４一封堵缸15一作业管道

图6 管道不停输带压开孔封堵工艺装置示意图

1。2、1 预制旁通管路,焊接封堵四向三通、旁路三通与平衡接头,并试压合格、

1.2.2 安装平衡阀及夹板阀;?1。２。3 按顺序使用开孔机开平衡孔、旁通道孔、封堵孔,开孔完毕随即关闭平衡阀或夹板阀,并拆

除开孔机。?1、2、4 连接旁通管路,打开旁通夹板阀,开通旁通管路,保持生产运行。?１。2、５使用封堵机下封堵头,对被封堵得管段进行抢修、改造或

1.2。8 使用下更换,并试压合格。?1、２、6 使用封堵机提出封堵头,开通主管路,关闭夹板阀,拆除封堵机、?1、

2.7 关闭旁通夹板阀,拆除旁通管道。?

塞堵设备,分别在平衡孔接头内、旁通路接口内及封堵三通内下入塞堵,堵严后拆去平衡阀或夹板阀,装上盲板法兰。

1。３竣工防腐

1。3.1 对所有施工管段防腐,加保护层。

１.３.2 恢复地貌,并做标记。

1、3.３编制竣工图,如图2所示。

1一旁通路法兰盖2一旁通路三通3一封堵法兰盖4一封堵四向三通５一平衡接头6一抢修或改造管段7一平衡管法兰盖8一平衡管塞堵9一封堵塞堵10一作业管段11一旁通路塞堵

图７抢修管道示意图

2技术要点

2。1 三通管件得定位

由于管路开孔时有很多都就是开同径孔,所以要求剖分三通管件定位准确,各项要求如下:

2、1。1 三通法兰必须向上垂直于管道;

2。1.2 三通法兰端面沿管道轴向最外端二侧得高度误差不得大于0.1ｍｍ;

2、１.3 三通法兰端面沿管道切向得偏转角度误差不得大于±1°;

２.１.4三通法兰沿管道轴向得中心线同管顶线应重叠,误差不得大于1mｍ。

２、2 三通法兰得焊接

三通法兰得焊接在带压管道上进行,管内得介质常常就是易燃易爆或有毒物质,一旦焊穿,后果不可想象。由于这种技术还没有颁布正式得焊接规程,我们参考了美国机械工程师学会ASMＥ标准、美国石油学会API标准、美国得一些企业标准,制定了一个切实可行得焊接规程,并对焊工进行严格得培训,以确保正式作业焊接一次成功。通过实践,我们总结了焊接得几条经验:

2、2、１管子得熔深要适度,过深有焊穿得危险,过浅又不能满足强度得要求;

２、２。2焊接速度要均匀;

2。２.３要求对称焊接,以减小焊接后得应力变形;

2。2.4 如果环境潮湿,可采用低氢焊条;

2、2.5 焊接温度不能过低,如在液化石油气管道及类似得散热性很大得输送管道上焊接,必须进行焊接前后得热处理,以保持焊接前后温度,提高焊接质量。2。3 管道得开孔

开孔前要测量有关部位得尺寸,并根据有关数据计算各部位得进尺,需测量得数据有: ２.３、1 中心钻顶尖至套料刀刃尖之间距离Ｌa;

２.3。2套料刀刃尖至连箱底部之间距离Ｌｂ;

２.3。3 夹板阀上端面至管顶之间得距离Ｌc,管子外径Ｄ０;

2、3、4套料刀外径Ｄｃ,钻杆标尺读数Ｓ０,管子壁厚δ、

各部分进尺计算公式如下:

套料刀切削进尺S d:

中心钻开始切削管顶时进尺Ｓ1:??套料刀开始切削管顶时进尺S2:?

开孔完成时得进尺S3:?

3带压开孔封堵流程简图