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管道研究

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输气管道内检测作业安全管理的探讨

来源:《管道保护》杂志 作者:吴晓畅;许明忠;向敏;陈啟斌 时间:2019-9-17 阅读:

吴晓畅 许明忠 向敏 陈啟斌

广东省天然气管网有限公司



在天然气长输管道运行过程中,内检测是一项非常重要、同时风险较大的作业。通过清管和内检测作业,可以全面了解管道现状、评价腐蚀控制措施,及时排除事故隐患、保障天然气供应安全,是落实管道完整性管理关键的环节。

1 内检测作业目的

一是清除管道内的铁粉等杂质,减少摩阻损失,提高管壁光洁度和管输效率。二是清出工程建设阶段位于低洼处管道内残留的水、轻烃凝析液等腐蚀物,减少对管道的腐蚀。三是对管道进行测径、测厚,与测量仪器构成一体或作为这些仪器的牵引工具,检测和记录管道内部腐蚀情况。

2 内检测作业风险

2.1 管道本体风险

(1)管道连续弯头

清管时容易导致清管器被挤压变形,造成清管器卡堵。

(2)管道几何变形

管道椭圆变形、弯曲或凹陷等几何变形部位容易造成检测器卡堵,影响内检测作业。

2.2 生产设备设施风险

(1)阀门内漏

一旦发球筒或收球筒进气阀、出入口阀、排污阀等阀门出现内漏,都导致发球、取球的操作风险陡生,甚至引发火灾爆炸或人员窒息等事故。

(2)收发球筒盲板密封不严

一旦快开盲板关闭不严,导致在升压时发生盲板泄漏,影响发球作业。

(3)电动球阀发生误动作

发球或收球时,一旦电动球阀在漏磁检测器通过时出现意外动作,将严重威胁内检测作业的安全。

(4)联锁系统无动作、清管指示器故障

如未能提前确认和充分考虑易损件的配备,出现故障后制约内检测工作的顺利开展。

2.3 内检测装备风险

(1)泡沫清管器运行过程中难以跟踪

泡沫球无法安装检测器,只能在管道三通处监听是否通过。如果泡沫清管器的运行速度计算不准确,或者跟踪人员缺少经验,将很难判断泡沫清管器的位置。

(2)皮碗或检测器磨损严重

通常皮碗过盈量在3%~5%,如果皮碗磨损严重,驱动皮碗过盈量失效,会造成内检测器出现停球状态,同时里程轮卡死导致无法收集数据,影响清管效果和检测。

(3)检测器万向联轴节断裂丢失

很多内检测器采用“火车头”方式,多节单元使用万向节联轴连接,由前端完全密封提供动力,检测 器后端一般密封。当内检测受到较大拉作用力时,容易在机械万向连接处断裂,造成检测器多节分开,检测器后半部分停留在管道内部,导致检测失败。

(4)皮碗泄流导致漏磁检测器停球

一旦泄流过大,导致检测器动力不足,将出现停球。

2.4 作业风险

(1)不熟悉现场情况,存在误操作风险

包括线路现状不清楚、操作流程不熟悉、系统压力满足不了检测器运行需要、厂家误将氧气当氮气配送等。

(2)装球和取球操作不当,造成设备受损和人员受伤

装球、取球过程涉及起重吊装作业、叉车作业等,作业场地为碎石子地面,场地不平整,地面承载力不足,甚至场地受限,增加作业风险。安全措施未落实易致人员受伤、吊装清管器时不慎碰撞管道或阀门导致设备设施损坏等风险。

(3)无法准确跟踪检测器

检测器通过时间计算不准确,导致不能确定检测器的运行位置。

(4)打开盲板时造成人员受伤或引发自燃

如果泄压不彻底,一旦人员站位不正确,快开盲板开启过程中很容易导致作业人员受伤。阀门内漏时引发天然气泄漏或导致起火爆炸。清出管道内的FeS时遇空气容易发生自燃。

2.5 其他风险

(1)外部环境的影响

高压电网的高压直流接地极放电,可能导致阀室管道带电,影响现场跟球作业安全。同时管道带电可能导致检测数据异常,必须避免检测期间高压直流接地极放电。

(2)杂质影响输气质量

清管器(检测器)在通过分输站场或分输阀室时将管道内杂质推入站场或下游工艺管道,造成站场或下游用户过滤分离器污堵等风险。

(3)杂质引发自燃或污染

一是杂质FeS如果堆放管理不妥,很容易发生自燃。二是各种含烃类杂质如果处理不当,容易引发污染。

3 控制措施

3.1 管道本体风险管控

对于管道连续弯头、几何变形等,关键要在工程阶段按规范施工,确保满足清管器和检测器顺利通过的基本要求。宜采取内检测作业检测工程质量,即在施工全部完成后且在投产接气前先进行内检测作业,一旦发现检测器无法顺利通过或者金属损失超标等情况,立即处理。不但可以避免输气量协调环节,而且大幅节约后续运行阶段内检测成本。工程阶段内检测的结果对运营阶段管理有很大的价值。

3.2 生产设备设施风险管控

(1)组织开展设备设施测试

重点做好管道附属设施和管道的工艺运行测试,包括收发球筒的快开盲板、气液联动阀、排污管道、压力表、通球指示器、放空系统、工艺联锁系统等,及时开展维修维护。

(2)确保管道干线阀门处于全开状态

干线阀门保持全开,同时关闭引压管阀门、放空气液联动阀气缸,避免干线阀门误动作。

(3)做好相关物资准备

梳理和编制清管和内检测物资需求清单,包括工器具、检测仪器、通讯设备、照明设备、氮气、安全防护用品等,明确物资管理负责人,及时采购备品备件。

3.3 内检测器风险管控

(1)针对泡沫清管器运行过程中跟丢问题,一是落实管控措施,明确生产调度在运行监控方面的工作内容及责任,建立清管和内检测期间作业人员轮班制度。二是进一步优化运行速度计算公式,充分考虑管容补偿对清管器(检测器)的运行速度影响。三是研制在泡沫球中放置简易跟踪器,方便跟球工作。

(2)针对清管器卡堵,一是加强运行跟踪,及时定位卡堵现场位置。二是提高上游进气量,增大清管器前后压差,且合理控制压差值不大于1.5 MPa, 确保检测器性能。三是调整清管器结构,缩短前后钢刷间距,增大清管器的弯头通过能力。四是循序渐进开展清管作业,合理选择清管器类型,降低卡堵风险。

(3)针对双节磁力清管器万向联轴节断裂,通过提高焊接质量、更换可靠性更高的检测器、进一步优化操作过程予以解决。

(4)针对停球状况,开展停球位置定位并调整压差推动检测器运行,注意压差控制在0.6~0.8 MPa范围,避免损坏检测器。

3.4 作业时的管控措施

(1)作业前的充分准备

一是作业前开展线路踏线设标,合理设置线路跟踪标记点,重点对盾构穿越、连续大角度弯头等特殊位置进行现场勘查。二是落实收发球作业的操作票制度,将收发球操作步骤化、表单化,明确每个步骤的作业内容及风险控制措施,降低误操作风险。三是制定清管器(检测器)不同流速状况下的收球模式,并严格执行工艺操作监护要求,做到一人操作一人监护。四是系统压力不足无法满足检测器运行要求时,提前进行管道升压并确保升压操作安全平稳。五是使用氮气进行置换前,均进行检测确认,严格把关。

(2)整改作业场地

一是对收发球作业区地面进行硬化,便于收发球时吊装机械进场作业。二是对于暂时无法硬化的场地,也要铺设钢板,提高地面的支撑力。三是在收发球筒前预留足够的作业场地,确保大型机械作业空间。

(3)加强运行监控和计算

生产调度和工艺工程师通过跟踪分析上下游输用气量和检测器运行时管道压力曲线及压力波变化,密切跟踪定位检测器运行实时位置,及时判断异常情况(如停球、卡堵、供气中断等)并指导现场人员进行处置。通过输气量计算检测器运行里程、利用压力曲线突变确认检测器通过监测点、结合压力波定位检测器卡堵位置等方式,多管齐下,保证定位准确。

(4)盲板打开前落实风险管控

一是确认阀门的严密性,一旦阀门内漏,及时进行处理。二是确保有效放空和排污,关注精密压力表的压力显示情况,通过多个途径确认筒体处于不带压状态。三是打开前进行氮气置换,取出清管器时对杂质进行喷水湿式作业,并准备好灭火器等防火器材,做好灭火准备。四是禁止无关人员站在快开盲板开启的安全警戒范围内,作业人员不能站在快开盲板正前方,必须使用绳索牵引快开盲板缓慢打开。

3.5 其他风险管控

(1)对于风险较大的高压直流电网的排流放电,提前与高压电网运营管理单位进行沟通和协议约定,计划放电时提前通知,必要时调整放电时间,确保内检测作业安全。

(2)杂质影响下游用气质量,需在清管器(检测器)即将通过站场或阀室下游分输三通处时,提前30分钟关闭下游分输阀门,或及时投用备用过滤器,并调配维修队伍进行滤芯更换和杂质清理。

(3)清管杂质中硫化物管理。将硫化物杂质与沙子混合,有效防止自燃。杂质堆放点远离工艺区,存放在空旷地带且保持通风,并清除存放地周边可燃物。检测作业完成后,及时委托有处理资质的单位清理。

4 结束语

天然气管道内检测作业是完整性管理中非常重要的一个环节,设计时的清管区间长度、工程建设阶段的安装质量、投产前的清管效果、输送天然气的清洁程度、管道内腐蚀的管控情况等,都是决定清管和内检测作业难易程度、影响内检测效果的因素。管道企业要从源头考虑内检测作业实际需求,为内检测作业提供良好的条件。

 

作者:吴晓畅, 1976年生,本科,高级工程师,主要从事油气管道的安全管理工作。

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