管道清管工艺—王亚明

2、处理方法
此时可根据计算球的位置及管线高差图分析，当推球压力不断 上升，推球压差增大，且计算所得球的位置又在高坡下时，可判断为 推力不足。一般采用增大球后进气量，提高推球压力。若球后压力升 高到管线允许工作压力时，球仍不能运行，则可采用先排气，增大推 球压差，直到翻过高坡为止。
p
式中：P—最大压差，MPa;
P1—清管器的启动压差，MPa；
P2—最大压差当前收、发站之间输气压差，MPa； P3—估算管内最大的积液高程压力（绝压），MPa。
4、清管时放空气量
当高速大气量排放天然气时，高端压力大于 84KMa，则天然气经
过放喷管线开口呈临界流动状态，此时可根据下式计算： 22
（二）球破
1、原因 （1）清管球质量差； （2）清管段焊口内侧太粗糙；
（3）干线球阀未全开；
（4）球被刮破或削去一部分。
2、处理方法
检查和判断球破原因，排除故障后，常采用再发一个球推顶破球运行。
（三）、卡球
1、原因 清管球在行进中遇到较大物体或因管道变形而卡在管内，卡球 的现象是球后压力持续上升，球前压力下降。
泡沫清管器特别适合清扫 带有内涂层的长输大口径输气 管道，但是清除强度不如刷式 清管器高。泡沫清管器的过盈 量一般为25mm。
其他类型清管设备

智能清管器
除了上述介绍的几种清管器 外，还有一些其他类型清管器的， 特别是智能清管器。起作用也不 仅仅是清管，并且可用于检测管 道变形、管道腐蚀、管道埋深等。 智能清管器按其测量原理可分为 磁通检测清管器、超声波检测清 管器和摄象机检测清管器。
发送清管器操作安全注意事项
（1）按操作规程开、关快开盲板；
（2）快开盲板正面和内侧面不得 站人； （3）清管器应送入至发球筒的候 部，即大小头处；
（4）确认阀1必须全开到位。
（7）清管器接收前的准备工作
（1）准备好需用的各种专用工具和材料。 （2）检查站内流程为正确的收球流程，确认各阀门处于正确的开关 状。第二个球的质量要好，球的过盈量 较第一个球略大（不低于10%）。
（2）增大球后进气量，或关闭发球站出站阀憋压后迅速打开，（憋 压时注意安全），提高推球压力。
（3）排放球前天然气，增大推球压差引球，使球启动运行。 （4）将（2）、（3）两法同时使用。 一般情况下，（1）法最好，（2）法次之，（3）和（4）法尽量不用。
皮碗形状
直型皮碗主要用于双向直型清管
器中，主要分为支撑刮蜡皮碗、 密封皮碗、隔离皮碗，直径大于 管道的内径，靠弹性力保持清管 器前后的密封，这种密封条件会 很快地随磨损而丧失，所以直型 板的寿命比碟型皮碗短。
变径皮碗实为直型皮碗的一种形 （a）直型皮碗
（b）变径皮碗
式，主要用于变径管道的清扫。
清管球
清管球的工作原理
清管球的制造过盈量为3％～10％，其工作原理 是利用气体压力将清管球从被清扫管道的始端推向 末端。由于清管球比管内径大3％～10％，在管内处 于卡紧密封状态，当压缩空气推动清管球在管道中 前进时，便将管道内的各种杂物清扫出来。 清管球不能定向携带检测仪器，也不能作为它们 的牵引工具。
（5）从清管器收球筒内排除的污物应挖坑深埋，避免对环境造成污 染。
五、清管球在运行中的故障及处理
（一）与管壁密封不严漏气而引起清管球停止运动
1、原因 （1）橡胶清管球因质地较软，球下可碾进管内硬物（如石块）而在 管线低洼部或弯头处把球垫起，使球与管壁间出现缝隙而漏气，造成 球停止运行； （2）清管球质量不和格； （3）过盈量小。
清管球的密封
清管球的密封条件主要是球体的过盈量，这要求 为清管球注水时，一定要把球内的空气排净，保证注 水口的严密性。否则，清管球进入管道受压后的过盈 量是不能保持的。 管道温度低于 0℃时，球内应灌注低凝固点液体 （如甘醇），以防冻结。
清管球的用途
由于清管球可在管内做任意方向的转动，通过 弯头、变形部位的性能较好。清管球的主要用途是 清除管道积液、分隔介质、清除块状物体和积蜡的 效果较差。
（6）清管器发送的准备工作
（ 1）发送清管器前，将管道输气压力调整到方案要求的压力。 （2）准备好需用的各种专用工具和材料。 （3）测量记录清管器每个皮碗的直径及唇部厚度。
（4）检查站内流程为正确的发球流程，确认各阀门处于正确 的开关状态。
（5）检查发球筒上的压力表是否完好，球过指示器是否灵活 好用并已复位。
二、清管的几项工艺参数
为了掌握清管作业情况，经常需要了解清管器的过盈量计算、
清管压差、放空量和排污量等参数。
1、清管球的过盈量的计算
式中D1—清管球的外径，m D2—管线的内径，m
2、清管器运行距离
密封良好，没有泄流孔的清管器的运行距离为：
式中：L—清管器的运行距离，m；
L
4QnPnTZ L 2 D TnP
清管设备
四、清管的收发球装置及流程
（1）清管器收、发球筒
清管器收、发球筒，包括收、发球筒，工艺管线，阀门
以及装卸工具和通过指示器等辅助设备。陕京二线永清站 收、发球装置见图
（2）发送装置
（a）发送装置 1－发送筒； 2－发送阀； 3－线路主阀；
4－通过指示器；
5－平衡阀； 6－平衡管； 7－清洗坑； 8－放空管和压力表
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（3）接收装置
（b）接收装置 1－接收筒； 2－接收阀；
3－线路主阀；
4－平衡阀； 5－平衡管； 6－排污阀； 7－排污管；
8－通过指示器；
9－清洗坑； 10－放空管和压力表
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（4）收发球筒尺寸规定
收发球筒及其快速开关盲板是收发装置的主要构成部分。筒径应 比公称管径大l～2倍。
2、处理方法
（1）首先采用增大进气量，提高压力，以增大压差，使之运行。
（2）降低清管球下游的压力，以建立一定压差，使之继续运行。
（3）排放清管球上游天然气，反推清管球解卡。 （4）以上方法均不能解卡，采取断管取清管球解卡。
（四）球的推力不足
1、原因 当输气管线内污水污物太多，球在高差较大的山坡上运行时， 压差不够，球将不能推走污水而停止运行，
皮碗形状
碟型皮碗具有更好的密封性能，
有深碟和浅碟之分，同时还可在皮
碗上加钢钉增加清扫效果。
钢刷应可与皮碗进行良好的互换，
在管道清扫过程中，对管道的除锈、
除垢具有良好的清扫效果。
直型变径清管器
碟型钢刷清管器
（3）泡沫清管器
泡沫清管器外貌呈炮弹形 ， 头部为半球形或抛物线形，外径 比管道内径大2%～4%，尾部呈 蝶形的凸面，内部芯体为高密度 泡沫，表面涂有聚氨酯材料。
(2)皮碗清管器
皮碗清管器（直板清管器）有一个刚性骨架和 前后两节或多节皮碗构成。它在管内运行时，保持 固定的方向，所以能够携带各种检测仪器和装置。 清管器的皮碗形状是决定清管器性能的一个重要因 素，皮碗的形状必须与各类清管器的用途相适应。 我国输气干线上使用的皮碗清管器长度一般为 管径的1.25~1.35倍
泡沫清管器工作原理和密封性

这种类型清管器的密封性能较好，使清管器前后形成压
差，推动清管器向前运行。沿清管器周围有螺旋沟槽或圆孔，
可保证体内充满液体，而不致被压瘪。带有螺旋沟槽的清管
器，在运行时螺旋沟槽产生分力，使其旋转前进，故清管器
磨损均匀。
泡沫清管器的特点和用途

塑料泡沫清管器具有回弹 能力强、导向性能好、变形能 力高等特点，能顺利通过变形 弯头、三通及变径管。
（ 10）取出清管器，清洗收球筒 和快开盲板；
（11）关闭快开盲板，关闭放空 阀3，恢复清管器球过 指示器的 原始状态；
（9）接收清管器操作安全注意事项
（1）按操作规程正确开、关快开盲板； （2）确认清管器收球筒进口阀全开到位；
（3）开启放空阀或排污阀时应缓慢进行；
（4）清管器收球筒的快开盲板正面和内侧面不得站人；
D P D P Q 3 1 .5 Q 2 231.5 G G
D—放空管出口内径，mm；
G—天然气相对密度。
式中：P—距放空口4倍内径测得的压力，MPa；
5、清管时排污量
清管排污量可直接从排污池容积标尺上读出
三、清管器的分类与特性
任何清管器都要求具有可靠的通过性能（通过弯头、三通和管道变形
（3）如果原流程为越站流程，则应将其切换至上述流程。
（4）检查收球筒上的压力表是否完好，球过指示器是否灵活好用并 已复位。 （5）打开收球筒放空阀，确认筒内压力为零后打开快开盲板，对收 球筒进行维护保养。之后，将缓冲球放入收球筒，关好快开盲板，装 好防松塞块。关闭收球筒放空阀。
（9）待压力为零后，从收球筒上 的注水阀向筒内注入适量的清水, 以防止硫化铁自燃和粉尘飞扬；
的能力），足够的机械强度和良好的清管效果。
清管器分为：
（1）清管球
（2）皮碗清管器 （3）泡沫塑料清管器 （4）机械/刮刷清管器
（1）清管球spherical pig
清管球是用耐磨的橡胶制 成的圆球，有实心、空心充气、 空心注水三种形式。清管球是 用耐磨的橡胶制成圆球，中空 注水型（ DN>100mm ）壁厚 为 30 ～ 50 mm ，球上有一个 可以密封的注水排气孔。 注水孔有加压用的单向阀， 用以控制打入球内的水量，调 节清管球直径对管道内径的过 盈 量 。 过 盈 量 一 般 是 3% ～ 10%。
为解决以上问题，进行管道内部的清扫是十分必要的，因此清管 工艺一直是管道施工和生产管理的重要工艺措施。清管的目的概括起 来有以下四方面： （1）改善管线内部的光洁度，减小摩阻损失，增加通过量，从 而提高管道的运送效率； （2）避免低洼处积水，使管内壁免遭电解质的腐蚀，降低H2S、 CO2对管道的腐蚀，避免关内积水冲刷管线，使管线变薄，从而延长 管线的使用寿命； （3）扫除管壁的沉积物、腐蚀产物，使其不存在附加的腐蚀电极， 减少垢下腐蚀； （4）进行管内检测。