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PE管不停輸開孔封堵技術(shù)_尺寸規(guī)格表

日期:2019/12/9
傳統(tǒng)PE管封堵技術(shù)存在的局限性
隨著城市燃?xì)獾牟粩喟l(fā)展,聚乙烯(PE)管道在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用,歐洲人最早將PE管道用于低壓燃?xì)夤芫W(wǎng),如今PE管道逐步成為中壓城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的主要選擇,因此對于PE管道不停輸維修搶修新技術(shù)的需求也越來越迫切。
傳統(tǒng)的PE管封堵技術(shù)存在以下局限性:
①管道在改造或維搶修施工過程中,通常要先停輸改造管段或事故管道,放空管道內(nèi)的天然氣,再實施改造或維搶修作業(yè)。即便是不采取放空管內(nèi)天然氣的改造或維修搶修方式,作業(yè)時也需將管內(nèi)輸送氣體的壓力降低到安全范圍,采用阻氣袋臨時封堵后實施作業(yè),以確保施工安全完成。無論是采取放空還是降低管道壓力的作業(yè)方式,不僅造成了大量的資源浪費和環(huán)境污染,也會影響下游用戶的正常生產(chǎn)和生活,給用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。
②傳統(tǒng)PE管夾扁封堵的方法僅適用于公稱管徑小于200mm的PE管道。對于公稱管徑為250~315mm的PE管無法采用夾扁的方法,仍需要采取停氣降壓的方法進(jìn)行作業(yè)。即便條件適合采用PE管夾扁方法進(jìn)行施工作業(yè),也需要將管內(nèi)輸送氣體的壓力降低到安全范圍后,才能充分發(fā)揮夾扁器的夾扁作用,達(dá)到阻氣的目的。另外,PE管夾扁作業(yè)對環(huán)境溫度也是有要求的,環(huán)境溫度低時不適合對PE管進(jìn)行夾扁,因為環(huán)境溫度低時,管材的延伸率降低,此時夾扁PE管道易發(fā)生脆裂,造成安全隱患,此現(xiàn)象在北方的冬季更加明顯。
③傳統(tǒng)接支管的施工作業(yè)也可采取鞍形三通開孔的方法,即在帶氣運行的PE管道上提前焊接鞍形三通電熔管件與新建支管連接,再利用配置在鞍形三通內(nèi)的刀頭對帶氣管道開孔,為新建支管通氣。采取這種方法雖然不用停輸,但是由于開孔大小受到內(nèi)置刀頭直徑的限制,所開孔徑往往達(dá)不到新建支管的流量要求。為了滿足流量的需求,只能采取對帶氣管道停氣,斷管加裝三通的方法進(jìn)行支管連接,這樣不僅會造成資源浪費也會影響下游用戶的用氣。
同以上傳統(tǒng)方法相比,應(yīng)用PE管不停輸開孔封堵技術(shù)在帶氣運行的PE管道上接支管、加裝或更換閥門、更換管段、進(jìn)行管道改線和改造,以及維修、搶修等作業(yè),可以避免因施工作業(yè)停輸造成的經(jīng)濟(jì)損失和對社會生活生產(chǎn)造成的不利影響,還可以滿足流量的要求。
2PE管不停輸開孔封堵技術(shù)原理
PE管不停輸開孔封堵過程主要是通過專用不停輸開孔封堵設(shè)備來完成。它的基本原理是:在PE管道上進(jìn)行施工作業(yè)時,在施工管段兩端使用專業(yè)開孔封堵設(shè)備阻斷該管段天然氣的流通,作業(yè)過程中的不停輸、不降壓是通過開孔封堵設(shè)備上特設(shè)的旁通口實現(xiàn)的。在對施工管段兩端進(jìn)行封堵前,采用旁通管連接架設(shè)在施工管段兩端的開孔封堵設(shè)備上的旁通口,使施工管段兩端的天然氣得以連通,對施工管段進(jìn)行封堵后,也可保證天然氣正常輸送。
將相同規(guī)格的開孔機(jī)分別安裝在機(jī)架上,與提前焊接在管段兩端的專用PE電熔管件(即PE封堵管件)連接,開孔機(jī)旋入PE封堵管件內(nèi)在待施工管道上方各開出一個孔。開孔完成后,卸下開孔機(jī),安裝封堵器執(zhí)行封堵。封堵器將三折式皮碗封堵頭下降通過已開好的孔進(jìn)入施工管道,操縱進(jìn)給手柄使封堵頭張開與管道內(nèi)壁貼合緊密,封堵頭在施工管段兩端同時張開,將天然氣阻斷。在實行封堵后,封堵頭兩端管道內(nèi)的天然氣可通過旁通管正常供給下游用戶,達(dá)到不停輸、不降壓的目的。對圖1中A點與B點之間的PE管道進(jìn)行維搶修、改造等施工作業(yè)。作業(yè)完畢后,堵塞PE封堵管件上方的孔,拆除機(jī)架等設(shè)備,恢復(fù)供氣。PE管不停輸開孔封堵技術(shù)原理見圖1。
8PE管不停輸開孔封堵設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點
① 機(jī)架
機(jī)架與PE封堵管件的連接見圖2(黃色為施工管道,紅色為PE封堵管件,其余均屬機(jī)架)。機(jī)架主要由扇形閘板、上螺紋連接盤、密封法蘭盤、兩側(cè)支撐板、變徑卡環(huán)(圖2中被遮擋,無法顯示)、平衡放散裝置等部分組成,平衡放散裝置包括放散球閥、壓力表、平衡閥。
機(jī)架的作用是為開孔機(jī)、封堵器和下堵器提供支座,同時通過密封法蘭盤與PE封堵管件連接并密封。在施工作業(yè)中,扇形閘板通過上板體表面的開、關(guān)指示牌,用六角專用扳手旋轉(zhuǎn)至“開”或“關(guān)”檔位,可實現(xiàn)閘板的打開和閉合,以便在置換作業(yè)設(shè)備時截斷管內(nèi)介質(zhì),防止外泄。機(jī)架利用兩側(cè)支撐板和變徑卡環(huán)將不同管徑的作業(yè)管道牢牢卡固,起支撐固定、管道矯圓的作用。
機(jī)架上的平衡放散裝置的作用在于:當(dāng)扇形閘板處于關(guān)閉狀態(tài)時,通過放散球閥可放散掉閘板上腔的介質(zhì),然后更換作業(yè)設(shè)備;當(dāng)扇形閘板需要打開時,按下平衡閥,平衡扇形閘板上下的壓力,避免扇形閘板開啟時單面受壓。上螺紋連接盤可分別與開孔機(jī)、封堵器、下堵器相連接。密封法蘭盤與PE封堵管件的連接套連接,密封法蘭盤與連接套的連接配合采用插套式結(jié)構(gòu),可相對軸向移動。密封法蘭盤的內(nèi)孔中安裝有兩道O形密封圈,確保密封可靠,并方便與不同規(guī)格的PE封堵管件的連接套連接。
② 開孔機(jī)
開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖3。開孔過程中開孔機(jī)通過人工手動驅(qū)動,實現(xiàn)開孔刀套料切削、鉆桿自動進(jìn)給,無需外接電源。開孔刀主要由套料刀體、浮動護(hù)套、刀柄、中心鉆等組成。開孔刀中心鉆與刀柄用彈性銷固定,中心鉆尾柄與開孔機(jī)鉆桿用彈性銷固定連接,刀體柄部銑有凸臺與開孔機(jī)鉆桿端面凹槽配合,用于傳遞切削動力,開孔采用套料切削。開孔機(jī)操作簡單,開孔速度快,施工作業(yè)時間得到大幅度縮減。
③ 封堵器
封堵器(見圖4)由封堵桿、進(jìn)給手柄、定位扳手、安全擋塊、連箱、預(yù)緊裝置、三折式皮碗封堵頭(見圖5,收合在連箱內(nèi))等零部件組成。封堵器是在開孔后實行封堵、截斷管道介質(zhì)流通的關(guān)鍵設(shè)備,它所實現(xiàn)的效果是PE管不停輸開孔封堵技術(shù)的關(guān)鍵。用直插式連接銷將封堵頭連接到封堵桿底部,送入開好的孔中,用定位扳手調(diào)節(jié)三折式皮碗封堵頭朝向,封堵頭正對來氣方向后,通過進(jìn)給手柄打開。管道中的壓力推動三折式皮碗封堵頭,致使封堵嚴(yán)密可靠,達(dá)到封堵作用。
④ 下堵器
下堵器由操作手柄、主軸、定位裝置、連接盤、內(nèi)外卡鉗等組成。其作用是在開孔和封堵后,在PE封堵管件的孔中塞入堵塞裝置將其密封堵住。主軸由內(nèi)外控制桿組成,內(nèi)外卡鉗分別安裝在內(nèi)軸和外軸上,可相對轉(zhuǎn)動,通過操作定位手柄可使內(nèi)外卡鉗處于“下堵”、“定位”、“空位”三個檔位,實現(xiàn)管件的下堵提堵、堵塞定位、堵塞與主軸脫離等操作,將堵塞裝置固定在PE封堵管件中。
4PE管不停輸開孔封堵的作業(yè)流程
① 焊接PE封堵管件
根據(jù)現(xiàn)場施工條件,開挖開孔封堵作業(yè)坑,清理封堵位置及施工管段附近的土方,保證作業(yè)坑有多方向的安全暢通通道和足夠的坡度,便于開展施工。確定施工管道(以下簡稱母管)上開孔封堵的位置,做好標(biāo)記,安裝并焊接封堵管件。在管件的上鞍座內(nèi)弧面排布有電熱絲,通過電熔焊機(jī)加熱,當(dāng)溫度達(dá)到190~230℃時上鞍座與母管配合面完全融合,冷卻后成為一體。融合面強度可達(dá)到與母管同等要求。
PE封堵管件是一種專用材料,由防護(hù)帽、上鞍座、下托板、堵塞裝置、聯(lián)接板、固定螺釘?shù)冉M成(見圖6、7)。
② 安裝機(jī)架
將連接套旋緊在PE封堵管件上,打開機(jī)架內(nèi)扇形閘板,將機(jī)架安放在母管上,將機(jī)架上的密封法蘭盤與管件連接套對正插入配合。將機(jī)架兩側(cè)的支撐板插入機(jī)架下方,卡住管道,并用手輪螺釘拉緊連桿,使下托板夾緊在管道上,用蝶形螺母背緊固定好機(jī)架。機(jī)架上安裝試壓板或開孔機(jī),通過機(jī)架上放散球閥向內(nèi)部打入空氣,對封堵管件的電熔焊接質(zhì)量和機(jī)架各安裝連接處進(jìn)行氣密性測試,試驗壓力不大于施工管道內(nèi)的介質(zhì)壓力。
③ 開孔機(jī)的安裝和鉆孔
開孔機(jī)與機(jī)架連接盤連接后,將開孔刀完全送入連接盤內(nèi)腔中,啟動平衡閥,打開機(jī)架上的扇形閘板,準(zhǔn)備開孔。首先中心鉆開孔定心后,順時針旋轉(zhuǎn)操作手柄,套料刀齒開始切削。切削時,浮動護(hù)套在開孔前下移到齒尖,并隨著開孔的進(jìn)深上移,將切屑擋入刀體內(nèi),可起到防止切屑外露的作用,從而避免刀體在PE管件內(nèi)擠死,減小切削阻力。繼續(xù)開孔直至阻力減小,轉(zhuǎn)動輕松無阻力后,開孔完畢。按照相反的順序?qū)㈤_孔刀提起,關(guān)閉扇形閘板,放散掉機(jī)架上腔氣體,拆除開孔機(jī),此時浮動護(hù)套防止屑條吊掛,從而造成扇形閘板不能完全閉合。
④ 對管道進(jìn)行封堵
選擇與封堵管道相對應(yīng)的三折式皮碗封堵頭,采用直插式用連接銷與封堵桿連接,將連接好的三折式皮碗封堵頭收合進(jìn)連箱內(nèi),安裝連箱到機(jī)架上。啟動平衡閥,打開扇形閘板,將三折式皮碗封堵頭完。
全送入被封堵管道中,然后將固定卡和預(yù)緊裝置鎖死,再轉(zhuǎn)動進(jìn)給手柄通過螺母副使堵頭通過四桿機(jī)構(gòu)在管內(nèi)全部打開,形成一個完整圓形,皮碗唇邊與管道內(nèi)壁貼合緊密,管道中的壓力推動封堵頭上的皮碗,致使封堵更加嚴(yán)密可靠,達(dá)到封堵作用。預(yù)緊裝置的鎖緊螺母通過壓緊尼龍球體可鎖緊傳動軸,并防止管內(nèi)介質(zhì)外泄。三折式皮碗封堵頭設(shè)計有通氣孔,用膠管與封堵桿連通,封堵桿頂端安裝有閥門,可以實現(xiàn)封堵管道內(nèi)氣體的放空。作業(yè)中,用臨時旁通管將兩端設(shè)備上的旁通口連通,實現(xiàn)不停輸不降壓,避免了大面積的停氣,減少了經(jīng)濟(jì)損失。作業(yè)完畢后,連接機(jī)架上的放散球閥和封堵桿頂端閥門,在扇形閘板開啟的狀態(tài)下,可以對作業(yè)后的管道進(jìn)行補氣,以平衡封堵頭兩端的氣體壓力。
⑤ 對管段進(jìn)行施工
連通臨時旁通管,放空施工管段內(nèi)的剩余氣體,根據(jù)需要對施工管段進(jìn)行施工作業(yè)。作業(yè)完畢后,用硬質(zhì)膠管連通機(jī)架上的放散球閥和封堵桿頂端閥門,在扇形閘板開啟的狀態(tài)下,對作業(yè)后的管道進(jìn)行補氣,以平衡封堵頭兩端的氣體壓力。確保施工后的管段不漏氣后,反方向轉(zhuǎn)動進(jìn)給手柄使三折式皮碗封堵頭收攏,氣體在PE管道內(nèi)流通。提起封堵桿,關(guān)閉扇形閘板,排空機(jī)架上腔和臨時旁通管內(nèi)的氣體,拆掉臨時旁通管,撤出封堵器。
⑥ 下堵塞裝置
下堵器安裝在支架上,平衡壓力后,開啟支架上的扇形閘板。操縱下堵器將堵塞裝置送入管件孔中的槽內(nèi)。下堵器主軸裝置設(shè)有軸向移動和旋轉(zhuǎn)移動,當(dāng)軸向移動到位后,操縱手柄旋轉(zhuǎn)90°。將堵塞裝置卡緊在管件孔內(nèi)的槽中,而后退出主軸,撤除下堵器。拆除機(jī)架及兩側(cè)支撐板和變徑卡環(huán),逆時針旋轉(zhuǎn)退出機(jī)架與PE封堵管件的連接套,最后在PE封堵管件上部安裝防護(hù)帽,并確認(rèn)旋緊。堵塞裝置留在PE封堵管件中,與密封圈、彈性卡板、壓力平衡互鎖弧板、防護(hù)帽組成堵塞密封裝置,確保管件整體無氣體泄漏。至此,整個PE管不停輸開孔封堵作業(yè)全部結(jié)束。
5PE管不停輸開孔封堵的應(yīng)用
該套設(shè)備使用范圍寬泛,管道內(nèi)介質(zhì)壓力不超過0.4MPa、管徑不大于DN315mm的PE燃?xì)夤艿郎隙伎梢赃M(jìn)行不停輸開孔封堵作業(yè)。結(jié)合包頭地區(qū)燃?xì)夤芫W(wǎng)的實際情況,我公司將PE管道不停輸開孔封堵設(shè)備應(yīng)用在中壓A燃?xì)夤芫W(wǎng)改造施工項目中,此段管道為DN315mm的PE管,運行壓力為0.35MPa,涉及4戶工業(yè)用戶、7所學(xué)校以及1963戶居民用戶。施工作業(yè)采用該套設(shè)備,避免了用戶停氣,且在PE管道上封堵作業(yè)一次成功,縮短了施工時間,提高了工作效率,后期在多處燃?xì)馐┕ぶ胁扇》舛伦鳂I(yè)也非常成功。由于該設(shè)備的合理運用,施工工藝得到了改善與提高,既不影響燃?xì)夤艿赖恼]斔?,確保了用戶安全用氣,又能保證安全、高效、環(huán)保地施工。

聚乙烯(PE)管道不停輸開孔封堵技術(shù)和設(shè)備的設(shè)計原理先進(jìn),應(yīng)用方便簡單,設(shè)備構(gòu)造小巧精致、輕便,開孔機(jī)、封堵器和下堵器互相配合,易于置換和操作,實用性強,使用時安全可靠。通過該設(shè)備技術(shù)上的不斷進(jìn)步、完善,聚乙烯管不停輸封堵技術(shù)將逐步取代傳統(tǒng)PE管封堵作業(yè)方法,成為城市PE燃?xì)夤艿缼庾鳂I(yè)的先進(jìn)方法。

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