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行业动态

中低压燃气管道泄漏抢修技术适用性分析
发布时间:2022-08-01浏览次数:1247

摘自《城市燃气》2022年六期

摘要:城市燃气管网系统中,中低压管道占比*高,发生泄漏风险的概率*大。常用的燃气管道抢修技术有带压修复和不带压修复两类,带压修复又包括手工焊接和机械作业两种方式。如何在保证安全的前提下快速高效的修复漏点,在抢修方式的选择上需要综合考虑泄漏点的严重程度、泄漏管段下游所带用户情况、事故地点周边环境等多方面因素。本文以北京市中低压燃气管网的泄漏抢修情况为研究基础,针对不同压力级制、主线或支线泄漏所适合采用的泄漏抢修技术进行了分析评价,并从危险性、作业环境要求、用户影响、时效性等角度对中低压管道泄漏抢修技术进行了适用性分析,以期为今后随时可能发生的中低压管道泄漏抢修能快速响应、高效处置、减少损失提供一定的参考意义。


关键词:泄漏抢修;手工焊接;机械作业;适用性分析

1 引言

随着埋地管道的服役期增长,受管道材质、土壤环境、焊接质量、外力破坏等因素影响,城市燃气管网存在诸多泄漏隐患,近年来应急抢修的案例逐年增加,对社会稳定和人民生命财产安全产生了风险。在城市燃气管网系统中,中低压管道占比*高,发生泄漏风险的概率*大。一旦发生突发性的泄漏事故,针对泄漏特点和周边环境有针对性地制定抢修方案并快速有效地进行现场处置是城市燃气公司的必备能力。在这种大背景下,研究中低压燃气管道抢修技术方案的适用性对促进燃气行业发展和保障城市安全具有重大意义。

2 管道抢修技术分类与特点

目前对中低压燃气管道的泄漏抢修主要分为停气抢修和带气抢修两类,停气抢修能极大程度地减少抢修作业的危险性,适用于下游用户较少的情况。但当下游用户较多时,停气抢修后续的复气工作量巨大,且容易产生较大社会影响。

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图1 燃气管道抢修技术分类


图1为带气抢修主要分为手工焊接和机械不停输封堵作业2种方式,图2为手工焊接作业和机械作业的流程图。手工焊接是指焊工使用抢修器具和管材在常压或降压条件下直接在带气管道的漏点上进行焊接或换管作业,这种方法对作业环境的要求较低,作业时间较短,特别适用于交通流量较大的路段或地下障碍物较多的情况。缺点是焊工直接接触泄漏的燃气和明火,操作风险较大,且当需要大面积降压的时候会影响用户用气。

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图2 手工焊接和机械作业流程图

机械不停输封堵作业是指在管道常压的情况下,使用开孔封堵机对漏点两侧的管道进行封堵,形成隔离段,对隔离段进行吹扫合格后对漏点进行修复或者更换受损严重的管段。当漏气管段下游为单一气源时,可使用封堵机的旁通装置铺设临时线保障下游用户用气。机械作业不会产生明火,杜绝了手工焊接的危险性,可在保障不停输不降压的情况下修复漏点。机械作业的缺点是对作业环境要求较高,且开孔、封堵、预制管件等准备工作均需要较长时间 。

如表1所示,对停气抢修、手工焊接和机械作业的安全性、用户影响、时效性等特点进行了分析与总结,可以看出3种抢修方式均有各自的优缺点和适用环境,当发生突发性的泄漏抢修事故时,为快速有效地进行抢修,选择抢修方案时需要综合考虑泄漏点的严重程度、泄漏管段下游所带用户情况、事故地点周边环境、抢修所需时间、经费等多方面因素,下文结合这些影响因素对泄漏抢修技术进行适用性分析。

表1  3种抢修技术的特点分析

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3管道泄漏抢修技术适用性分析

3.1

中压主线漏气

中压主线一般位于市政道路上,交通流量较大,一旦发生燃气泄漏,处置不及时可能会引起严重的后果。如采用机械作业的方式,大管径管道开孔、预制管件所需时间较长,对运输车辆的要求也较高,会长时间影响市政交通。因此,针对中压主线漏气,为达到快速响应、高效处置的目的,优先采取降压条件下的手工焊接方式。当泄漏点为多向气源,抢修涉及控压闸井较多、影响区域较大时,可使用机械封堵将控压区域缩小,配合降压动火作业联合实施抢修。

一旦发生中压主线泄漏,在开挖见管后,若漏气点数量较少,且管道具备补焊条件,关闭控压闸井,连接跨接补气装置,同时安排人员在重点调压箱值守实时观测压力,将控压区域管道压力降至0.04MPa,在不影响用户用气的情况下对漏点进行补焊;当管道受损严重,必须进行换管作业时,应避开用气高峰时间,在夜间利用跨接补气装置将压力控制在30Pa进行手工接线作业。

如2021年海淀区大柳树路中压DN300燃气管线抢修,漏气点位于大柳树路北口的中压主线处,为市政道路,车流量和人流量较大。考虑到该抢修的控压区域需关闭闸井2座,涉及用户数过万,在开挖出漏点后,将控压区域内压力降至0.04MPa后,在未影响下游用气的条件下成功补焊修复。

3.2

中压支线漏气

当中压支线发生漏气时,如果泄漏面积较小,为高效完成抢修作业,采取降压手工焊接的方式。当泄漏情况较为严重时,如泄漏点所在管段具备如下条件:(1)作业区域周边环境、管道情况满足机械作业要求;(2)下游有重点用户对用气影响较为敏感,如冬季医院锅炉等。这种情况应当采取机械作业更换管道。当泄漏点周边地理环境较为狭窄,作业坑内障碍物较多,且下游用户对短时间内用气影响不敏感,则采用降压条件下的手工动火作业进行换管。

如果发生泄漏的中压支线为PE管,由于PE管开孔下堵、预制所需时间大大小于钢管,当大管径PE管发生泄漏时,可优先采取机械封堵作业进行换管。2021年海淀区今日家园小区中压管线抢修,如图3所示,由于该小区内地下电缆与燃气管线距离较近,受杂散电流的影响,调压箱前埋地钢管腐蚀严重。该小区中压管线位于小区内绿地下,抢修作业对车辆通行和居民生活的影响较小,具备机械封堵作业所要求的吊装条件和作业坑条件,因此决定采取机械封堵作业将箱前钢管更换为PE管。通过在DE315管线处下封堵的方式阻断气源,将漏点所在的DN300管线内的余气吹扫干净,并更换为PE管,使用封堵器的旁通装置连接补气胶管作为临时线对调压箱下游所带用户进行补气,在未影响小区3 000余用户用气的前提下成功完成了该次抢修作业。

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图3 今日家园中压管道抢修技术方案

3.3

低压管线漏气

低压燃气管线在城市燃气管网中占比*高,发生泄漏抢修的频次也*大,而且低压管线一般位于居民小区内,发生泄漏后容易窜入住户厨房,遇明火后发生爆炸。因此,一旦发现低压管线漏气,在开挖出漏点后必须及时根据漏点情况制定抢修方案。如管道泄漏点较小,总泄漏面积不大,且管道其它部位状况良好,优先采取在常压或降压条件下打补丁焊接的方式。如图4所示,为某小区低压DN100燃气管线漏气,漏点为管道两点钟方向1处,管道其它部位状况良好,采取未降压打补丁焊接的方式成功修复,未影响用户用气。

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 图4 低压管道打补丁焊接

如图5所示,当开挖后发现漏点具有如下几种情况时:(1)管道出现多处腐蚀点造成管壁减薄,难以实施补焊作业,需要换管;(2)管道弯头或三通处破损点严重,难以实施补焊;(3)漏点所在管道具有穿越隐患,需改移管线位置;(4)漏点位于管道正下方,受作业坑条件所限无法实施补焊。由于这几种情况下漏点所在管道已不具备补焊条件,只能采用停气换管的方式。为降低对用户用气的影响,停气抢修一般安排在用气高峰过后的夜间进行,由户内人员提前张贴停气通知,关闭下游用户总进口截门后进行停气换管。

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 图5 不适宜补焊的4类管道泄漏 

2021年海淀区太平路22号院某楼DN50低压引入燃气管线抢修,如图6所示,由于漏气管段腐蚀严重,不具备补焊条件,于是采取在夜间用气高峰过后关闭户内截门,断管停气并更换新管的抢修方式,共导致4户停气,当夜完成抢修并复气成功。

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图6停气断管更换腐蚀严重的燃气管道

4中低压燃气管道抢修技术方案推荐

在3种抢修技术中,不带压停气抢修施工难度小,焊接效率高,但会造成用户停气,适用于管道破损严重必须进行换管且对下游影响较小的低压燃气管道抢修;手工焊接作业优点是适用范围广,操作灵活,缺点是抢修人员直接接触燃气和明火,危险性高,并且根据需要会采取降压措施,可能影响下游用户用气,适用于交通流量大的市政道路和作业环境障碍较多的地区;机械封堵作业能保障下游用户正常用气,抢修人员不直接接触泄漏的燃气,安全系数高,缺点是对作业环境要求较高,抢修所需时间较长。

通过对日常抢修案例的经验总结和抢修技术适用性分析,将不同压力级制、不同泄漏情况的技术方案进行总结,如表2,便于在今后的应急抢修工作中,抢修人员在确定漏点情况和作业区域周边环境后选择合适的抢修技术方案。 

表2中低压管道泄漏抢修技术方案推荐

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5 结论

(1)针对燃气中压主线漏气,受道路交通环境、作业坑条件和抢修时效性等因素影响,优先采取降压条件下的手工动火作业进行焊接或更换管道。

(2)中压支线发生漏气时,如果管道泄漏面积较大、破损严重,且漏气管道的作业条件允许,为确保作业安全,优先选择机械封堵更换管道;当下游有重点用户对用气影响较为敏感,采取机械封堵作业能保障用户用气不受影响。

(3)PE管道开孔下堵、管件预制所需时间大大小于钢管,当大管径PE管发生泄漏时,可优先采取机械封堵作业进行换管。

(4)针对低压燃气管道抢修,当漏点为如下情况时应采取停气更换管道的作业方式:①管道出现多处腐蚀点造成管壁减薄,难以实施补焊;②管道弯头或三通处破损点严重;③漏点所在管道具有穿越隐患,需改移管线位置;④漏点位于管道正下方,受作业坑条件所限无法实施补焊。

来源:《城市燃气》2022年六



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