输油管道动火作业油气隔离方法研究

(国家石油天然气管网集团有限公司, 北京  100013)

摘  要：为做好输油管道动火作业的油气隔离工作，介绍了几种输油管道动火作业常用的油气隔离方法，分析了这几种常用隔离方法各自的适用工况及优缺点，重点提出了一种止推器加橡胶球隔离法，阐述了具体施工工艺流程，并进行了工业试验，试验结果表明：该隔离方法隔离效果较好，能很好的保障输油管道动火作业的安全，具有一定的推广应用价值。

关键词：管道；动火作业；安全；油气隔离；方法

0 引言

众所周知，在油气管道附近是严禁明火的，甚至严禁手机等电子器材的使用，这是因为在油气管道附近有以上行为是非常危险的。因此在本文中通过比较各种动火作业时的隔离方法并同时详细介绍了止推器加橡胶球隔离法在输油管道附近进行动火作业时的优缺点。

1  动火作业隔离的常用方法

1.1 黄油墙隔离法

最常见的有一种基本的方法黄油墙隔离法，其内部物质配比如黄甘油和滑石粉根据动火时间长短不同，管径的大小，复杂的天气变化的等因素有不同的比列范围。

黄油墙隔离法的优点是严密性好，容易制作。缺点是黄油墙稳定性不好且不耐高温。 经过多方实践调查，这种隔离方法曾因为在高温环境下长时间工作，出现过严重的作业事故。故使用这种隔离方法时不可同时有多个动火点，在有一点施焊动火时，无其他作业人员在现场；若需要有多个动火点，应事先做好修管口等准备工作。200mm以上管道很少使用。

1.2 黄土墙隔离法

黄土墙隔离法在盲板焊接等施工场合应用较多。顾名思义，黄土墙是地下的黄土和水搅拌后凝筑的动火隔离墙。优点是：耐高温，稳定性好，取材方便。缺点是墙体遇热后干燥易出现裂纹，在动火作业时，容易点燃通过裂缝泄出的可燃气，有极大的安全风险。其次可能会有沙石通过裂缝进入管道，对油质和管道运输极其不利。

1.3 黄油囊隔离法

黄油囊隔离法与黄油墙隔离法有略微不同，只是在黄油墙隔离法的基础上添加了一道工序，即在输油管道断口紧紧连接黄油囊的地方加一道黄油墙，这样在输油管道动火工作时就有了两层保险，极大规避了施工安全风险。其中黄油墙的优点是在动火施工时能够有效的避免焊落的焊渣到处乱飞，而黄油囊则有效的发挥了在动火施工时能够隔离油气的密封作用。适用于管径200mm以上输油管道。

1.4 橡胶囊隔离法

橡胶囊隔离法在动火施工时需要提前在需要的地方根据橡胶囊的开孔孔径、输油管道的管径的不同开一个取送囊口。其具体操作为若需要橡胶囊口在输油断管前放置，就将橡胶囊经过囊口传递过去进行后续工作；若将橡胶囊放置在管断口的地方，就用绳子将橡胶囊经过送囊孔拉出来，在短节处拴好后对橡胶囊进行充气。此方法的优点是稳定性好，耐高温，密封作用也极佳。缺点是抗压性不好，一旦遇到压力，橡胶囊就会产生大的轴向变形，若增强橡胶囊的受压能力，则其厚度必然增加，随之囊口孔径也必然增大。根据实践及实验数据，其开孔孔径通常在300～400mm左右。

1.5 布袋囊隔离法

布袋囊隔离法与上述橡胶囊隔离法相比，工作时布袋囊承受压力能力比橡胶囊强，受压时不会发生较大的轴向拉伸，随之其厚度和囊口开孔孔径也不会太大，通常管径在200mm以下，且同时有质量轻，耐磨损等优点。这种方法在实际应用时，可通过取囊孔将布袋囊放置管中发挥作用，也可经过管口将布袋囊送入管中，将囊放入管中后，将囊的牵引绳拴在短节上，其中管中布袋囊与管口的距离不能小于300mm。缺点是布袋囊是纤维制成的，在输油管道内进行焊接工作时，因不易变形而密封性不好，因此该方法常与黄油墙一同使用。多适用于管径200mm以上。

1.6 橡胶球隔离法

顾名思义，橡胶球隔离法是将橡胶球放入管内后充气膨胀来隔离油气的一种隔离措施。该方法与上述方法相比优点是没有取送囊孔，同时便于操作，能够承受较大压力。缺点也很明显，就是橡胶球比较沉重。适用于拥有把橡胶球收回的工艺流程的输油管道。

2  止推器加橡胶球隔离法

2.1 止推器加橡胶球隔离法施工示意图

如图所示，在对输油管道进行动火工作时，盘式封堵器对上下游的输油管道分别进行截断和切断，此时管道内虽然没有油流流过，但是充满油气，在进行对管道的动火作业时，油气的存在使施工充满危险。

2.2 止推器加橡胶球隔离法工艺施工流程

在截断管道内油流后，保障管线等满足条件的情况下，施工流程如下：

 (1)管道开孔下封堵:在输油管道的不能继续工作使用的地方找个合适的位置开孔放置下盘式封堵器，对油气进行封堵；

(2)断管清管:进行上一步后，将已经不能使用的输油管道拿下来进行清理，但要将输油管道的管口内测留下；

 (3)充气:将橡胶球充一点点气；

 (4)把充了一点气的橡胶球和止推器放进输油管道里；橡胶球的充气管拉出管口外

 (5)二次充气:给橡胶球充气至额定压力；

 (6)收充气管:停止给橡胶球充气，将充气阀和离橡胶球近的充气管部分和止推器放在一起。

  (7)封堵隔离:一切准备就绪后，对输油管道内油气进行封堵隔离，动火施工；

  (8)清管器和隔离囊的回收：在对输油管道动火施工结束后，将盘式封管堵器回收，将开的孔进行封闭，其中管道内的橡胶球和止推器在管线正常运行后，橡胶球破裂和止推器一起在管道下游泵站取出，至此动火施工圆满完成。

2.3 止推器加橡胶球隔离法试验

2.3.1 试验装置

经调查后止推器加橡胶球的试验型号选择为:Φ660。试验输油管段的参数为:管道外径Φ660 mm、输油管道的管壁厚度为9mm、输油管道的管长度为7500 mm、对输油管道单侧封闭、管道的适用压力为500kPa、橡胶球的充气管接口尺寸为G1/2"。用微压表作为此次试验压力表，其量程为0～100kPa。

 试验台:如图2所示为试验台，让试验输油管段一侧管道开口，另一侧封闭，在封闭侧近管口处开孔作为微压表、充气打压口的接口。

2.3.2 试验过程

将止推器加橡胶球放入选用的试验输油管道内对油气进行隔离，在橡胶球密封的地方增压至0.01MPa，之后观察30min左右，看管道内是否有油气泄露。

止推器及橡胶球从试验输油管道内开口测放入；将整个设备放入管道内后，对橡胶球进行充气至0.03MPa后关闭阀门。在充气打压口一侧对试验的输油管道内密封段进行充气打压至0.01MPa，观察30min，若不发生漏气，则试验成功。

2.4 止推器加橡胶球隔离法的优点

优点是在动火施工完成后破裂的橡胶球和止推器随着油流一起将在管道下游的泵站取出且可以不用管道上开设取送囊孔。止推器和橡胶球实现了试验的输油管道内对油气的双层密封，极大提高了动火施工的安全性。

3  结束语

在输油管道动火作业时，油气的存在容易引发大火甚至爆炸，对施工的工人存在极大的安全风险，因此油气隔离至关重要。本文提出的止推器加橡胶球隔离法在输油管道动火施工时实现了对油气隔离双层保护，且同时不需要在管道侧开取送囊孔，施工完成后止推器加橡胶球将在下游泵站进行回收。

参考文献：

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作者简介：李佳函( 1988-) ，男，汉族，黑龙江省大庆市人，本科，中级工程师；研究方向：管道调控。

       来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972   2022年第12期   在线投稿  >>