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原油管道施工技术

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摘要:文章以辽宁省铁岭-锦西原油管道复线工程为例,结合压力试验对站场工艺管道施工方法进行研究,目的是为了有针对性的提出管道运行专项方案。

Abstract: This paper takes the multiple line construction of Tieling-Jinxi crude oil pipeline in Liaoning Province as the example, and combines with the construction method of station pipeline by pressure testing to put forward the targeted special scheme for pipeline operation.

关键词:原油管道;施工工艺;压力试验

Key words: crude oil pipeline;construction technology;pressure testing

中图分类号:TE973 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)12-0087-02

0 引言

铁岭-锦西原油管道复线工程铁岭首站工程,位于辽宁省铁岭市,其功能主要包括加热加压外输原油、发送清管器等。铁岭首站既可站控,又可中心远控。铁岭站场依托原有站场征地扩建,利用已建铁秦线2台及铁大线1台热媒炉改造后对原油进行加热,新建输油泵区、给油泵区、调节阀及泄压阀组区、出站清管阀组间等。为保障原油管道系统的安全运营,压力试验必不可少,基于管道设计规范等相关规定,结合原油管道的设计方法,确定了管道压力试验时高程、里程及压力之间的关系。

1 工程概况

铁岭首站位于铁岭市东郊,行政区划属铁岭市经济开发区种畜场申家沟分场管辖,场地地形为北高南低,地面坡度10°左右,呈波状起伏。依托原有站场进行建设,新建输油泵区、给油泵区、调节阀及泄压阀组区、出站清管阀组间。其中站内建筑物含变电所、配电及机柜间、车库及库房、门卫、热水泵房,共计2789m2。

1.1 场地地层结构及岩性特征

场地岩土在勘探深度内主要由花岗岩组成,局部为岩脉侵入体。地表存在0.5m左右厚度的耕土层,场地两侧山沟的顶端有人工杂填土堆积。场地内分布的花岗岩风化程度随埋藏深度增加而减弱。

1.2 气象条件

站场地处中温带亚湿润区季风型大陆性气候,热量充足,年平均光照2600小时左右,四季分明,气候温和。年平均气温7.3℃。月平均气温-13.5℃,最低气温-34.3℃。年平均降水量675mm,雨水充沛,无霜期140-145天。水资源丰富,水位平均距地面1.5m左右。季节性冻土最大冻结深度1.48m。

2 站场工艺管道施工

站场工艺管线以地上敷设为主,局部采用地沟敷设。兼顾给排水、采暖、电气、仪表等专业管线及电缆敷设。同类介质管线:先高压后低压,先主管线后支管线;设备就位:先室内后室外,先大后小,先高后低。

2.1 管道预制

管道预制图上应标注现场组焊位置和调整余量。下料和组对之前,应仔细检查管材和管件,确认材质、壁厚和规格。管段预制组对前要进一步核实管段的尺寸,核对基础、设备、预埋件、预留孔位置是否正确。预制好的管段作好记录,预制完的管段清除管内杂物,并用管帽包封管端,并按区、按材质摆放整齐。管道预制加工的每道工序均应认真核对管道组成件的有关标识,并做好材质及其它标识的移植工作。管段预制组装应方便运输和吊装,并有足够的刚度和强度,采取临时加固措施。

2.2 钢管切割

在设计压力大于6.4MPa条件下使用的钢管,切断与开孔宜采用机械切割;在设计压力小于或等于6.4MPa条件下使用的钢管可采用火焰切割,切割后必须将切割表面的氧化层除去,消除切口的弧形波纹。管材切割时,考虑到切割打磨和焊接造成收缩,管道下料时应留1-2mm余量,安装固定口处应留100mm以上的余量。

2.3 坡口加工

钢管坡口主要采用坡口机加工。当采用氧乙炔火焰加工时,应用砂轮磨光机去除坡口氧化物并按坡口形式打磨平整。

2.4 管道安装

管道安装前,对管道安装区域内的埋地管道与埋地电缆、给排水管道、地下设施、建筑物预留孔洞位置进行核对。不得采用强力对口,以免引起内应力、管变形,给设备增加外力。管道安装工作如遇到中断,采用管帽等物及时封闭管口;复工安装相连的管道时,应对前期安装的管道内部进行检查,然后进行安装。管路附件安装,特别是管路中在线仪表按头、管嘴及部件安装,应与管道组成件安装同步进行。组对点焊时,零线要接在被焊件上,零线接地材质与母材一致钳口接线可靠,防止电弧灼伤工件;电焊引弧应采取引弧板,不得在管件母材上直接引弧。

2.5 地下工艺管网安装

在工艺安装施工中先于设备安装,与设备有联系的管段,只施工到管汇;待设备、容器就位,安装校正后,再将支管与其连接,避免管线与设备容器强力组对。管道下沟前,进行一定量的预制工作,以减少固定焊口的数量。管沟中心线、沟底标高、沟底宽度偏移允许偏差100mm,直线段管沟应顺直。

2.6 坡口加工与管口组对

坡口加工采用坡口机,管道连头口采用机械冷切割。管端坡口如有机械加工形成的内卷边,切割后的管子坡口应用直尺检查管口的椭圆度,对管端的轻度变形,采用千斤顶机械方法矫正。对管件少的直管段采用沟上组装,每个管子下面应设置1个管墩,管底与地面的距离为0.5-0.7m。管墩用土筑并压实。

2.7 管道下沟及回填

管道下沟需要垫临时支撑;每隔6m安装一个临时支撑,临时支架采用枕木制作,临时支撑下方必须垫实,以防管线倾倒。管道下沟采用机械下沟,局部场地狭窄地方采用人工下沟。完成地下管线的补口及保温工作,保温隐蔽前应使用电火花检漏仪检查管道防腐层,如有破损或针孔应及时修补。管沟回填:管道两侧及管顶以上0.3m内回填砂,0.2-0.5m内的回填土不得含有碎石、砖块等杂物。距管顶0.5m以上的回填土中的石块直径不得大于0.1m,且均匀分布。回填土应分层压实,每层虚铺厚度宜为0.2-0.3m,管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土必须采用人工压实、密实度不小于90%、距管顶以上0.5m内的回填土可采用小型机械压实,每层虚铺厚度为0.25-0.4m。

3 管道吹洗

工程中DN50以上工艺管线采用爆破吹扫,DN50及以下管线采用压缩空气吹扫。爆破口选择在宽敞、不影响施工及原有设施的地方。,爆破口处安装坚固的支架,选用厚度为2mm的普通石棉板。爆破压力一般控制在0.2~0.5MPa之间,当管道较长、管径较大时可适当加大爆破压力,但最大爆破压力应小于0.6MPa。爆破过程启动压缩机,压缩空气不断进入吹扫管道,管道内空气压力逐渐增加,达到极限压力爆破片突然破裂,压缩空气瞬间迅速从爆破口高速喷出,管道内的杂物排出后检查管道。

按照先主线,后支线的顺序依次进行,吹扫压力不得超过管道的设计压力。采用分段打压,站场试压后进行清扫排水,站场内的过滤分离器、清管器收发筒参与压气站工艺管道系统试验。管道上的仪表部件,如调节阀、流量计、安全阀等不应参加试压的部件。

4 管道试压(压力试验)

管道完成吹洗后需进行管道试压,进行压力试验。从管道底部向管内充水,并打开高点放空,注水速度要稳定,在管内水位增高时要观察所有排气阀,直到浑浊的水流完,干净不带气泡的水不断从每个排气流出后关闭阀门。当水位接近高点法兰开口的顶部时,减小注水速度。水从法兰开口流出时旋紧连接,让水从其它松开的法兰开口处流出,核实空气是否彻底排出,并旋紧法兰螺栓。管道地形纵断面、设计水力坡度曲线及不同壁厚的分布见图1。根据设计数据,该管线在运行过程中,其管壁环向应力大于20%管材最低屈服强度。

随着不断注水和压力的增加,再次打开排气阀排出空气,当确定所有空气排出,即无气泡出现时注水再继续进行,按强度试验的10%逐级升压,缓慢升压,达到30%和60%强度试验压力时,分别稳压30min,检查所有接头和曝露的管线表面,以无任何裂管、无渗漏、无压降、无异常变形现象为合格,最后升压至强度试验压力并稳压4h,管线稳压期间,重复上述检测,合格后泄压至严密性试验,稳压24h后经检查无泄漏无压降为合格。压力试验结束,即可进行管道试运行。

5 结论

管道工程为社会发展和经济建设输送能源做出了重大贡献。辽宁省铁岭-锦西原油管道复线工程建设占地呈线性条带状分布,影响范围大,施工周期较长。因长期受低温和冻土等因素的限制加大了施工的难度,本文对施工过程中所遇到的重点做出详细的阐述,结合管道里程、高程、压力等因素对管道进行压力试验,确保管道正常运营使用。

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