CN104014562B - 高纯气体长管线内壁清洁整体工艺 - Google Patents

高纯气体长管线内壁清洁整体工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，包括以下步骤：⑴.管线现状调查及处理；⑵.管道内壁除锈及除尘清洁处理：使用无油压缩空气推动皮碗钢刷清管器及泡沫清管器在已敷设完成的长输管道内进行快速单向移动，将其内大量残留物等杂质推出管道；⑶.管道内壁干燥处理：利用大型压缩机和气体贮罐蓄压对管道系统进行吹扫；⑷.管道成品保护。本发明是一种设计合理、操作简便、尤其适合用于高纯气体管道内壁处理的高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，采用本工艺可以加快施工进度、提高施工质量、压缩人工作业、节约施工成本并有效的提高施工作业的效率。

Description

高纯气体长管线内壁清洁整体工艺
技术领域
本发明涉及管道内壁处理技术领域，尤其是一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺。
背景技术
高纯工业气体的应用日益广泛，被称为工业的血液之一，对各工业的高新技术领域有着重要影响。输送高纯氧气的碳钢管道在施工过程中，需要严格进行内壁清洁、脱脂、干燥等工序，以达到气体纯度、干燥度、洁净度的“三度”要求。现有的清洁技术为单向清洁管道，其主要存在以下缺陷：1、增值环节较多，如人工作业不饱满，时间安排不连续，致使成本相对较高。2、管道90弯、上返下返处的焊口有可能会残留杂质无法完全清理。氧化皮等清理时间较长，浪费大量材料，人工及工期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提高清理效果、加快清洁速度、减少不必要的施工环节、降低人工成本的高纯气体长管线内壁清洁整体工艺。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其特征在于：包括以下步骤：
⑴.管线现状调查及处理；
⑵.管道内壁除锈及除尘清洁处理：使用无油压缩空气推动皮碗钢刷清管器及泡沫清管器在已敷设完成的长输管道内进行快速单向移动，将其内大量残留物等杂质推出管道；
⑶.管道内壁干燥处理：利用大型压缩机和气体贮罐蓄压对管道系统进行吹扫；
⑷.管道成品保护。
而且，步骤⑴所述的管线现状调查及处理包括以下事项：通过图纸了解管线的走向、位置与其它管线的联系等情况；需要进行清洁处理的管道需要具备以下条件：同一条管道内径应当相同或相近，内径大小相差≤10mm；管道布置要尽量平直，必须采用的弯头一般曲率半径R≥1.5D；采用90°弯头时，管道在平面或立面改变方向时，两个转点间的距离f(或g)≥2.12D+G(G为清管器长度)；三通、支线分叉处加焊挡篦(也称栅条)，且不得突入管内；支管上有阀门，阀门靠近干管；支管不得插入主管中直接焊接；管道管径应正圆，错边≤10mm，焊缝平整，不得有焊瘤、毛刺；收发装置上安装的阀门，最好采用球阀或平板阀，有困难时可采用单闸阀，不允许采用双闸阀，手轮朝上安装；闸板突入管内壁的弓形高度≤10mm。
而且，步骤⑵所述的管道内壁除锈及除尘清洁处理的工艺流程为：首先进行皮碗钢刷清管器除锈、正爆破、除锈检验，重复以上步骤直至除锈检验合格，然后进行泡沫清管器除尘、正反爆破、除尘检验，重复以上步骤直至除尘检验合格，即完成清洁工作。
而且，所述的皮碗钢刷清管器除锈为：将一个皮碗钢刷清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动皮碗钢刷清管器对管道内残留物进行预清除；
所述的正爆破清洁为：管道末端收球装置用具有一定承受力且达到一定压力能破损的挡片用法兰片密封固定后，该挡片通常为牛皮纸，从管道进口的发射端开始注气，直到管道末端固定的挡片承受不住压力而破损爆裂，爆裂的瞬间，管道振动会使敷贴在管道内壁的氧化皮脱落，脱落的氧化皮及沉留的杂质会被气流从末端带出管道；
所述的泡沫清管器除尘为：将一个泡沫清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动泡沫清管器对管道内残留的污垢、铁锈进行清除；
所述的反爆破清洁为：在管道末端收球装置用具有一定承受力且达到一定压力能破损的挡片用法兰片密封固定好，该挡片通常为牛皮纸，在管道进口的发射端放入一个泡沫清管器后，向管道内开始注气，观察压力表的数值，当数值一定且不超过挡片的承受压力时，停止供气，将管道进口发射端的放气阀开启，使管道内部的泡沫清管器借助其前端压力返回，从而达到清扫发射端到泡沫清管器之间杂质的目的；重复正爆破和反爆破，直至符合清洁要求为止；
所述的除尘检验：将一个泡沫清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动泡沫清管器对管道内残留物进行清除，继续发射泡沫清管器，直至接收装置出来的泡沫清管器微粒渗透深度小于等于6mm，清理干净后碳钢管内壁呈暗灰色。
而且，步骤⑶所述的管道内壁干燥处理为：工作介质为气体的管道，一般宜用压缩空气吹扫；空气吹扫应尽量利用系统内的大型压缩机和气体贮罐蓄压，对管道系统进行间断性的吹扫，每一次吹扫排放间隔一般为10～15min，清洁要求较高的管道应不少于30min，吹扫压力不得超过蓄气容器和管道的设计压力，流速不宜小于20m/s。
而且，步骤⑷所述的管道成品保护为：已合格的管道系统，应进行封闭保护，不应再进行切割、开孔等修改作业，必须进行修改作业时，可采用机械切割或开孔等方法，切口部位的管内部清理干净，并采用氩弧焊进行封底焊，否则应重新按要求对管道系统进行局部分段按原要求进行处理；在管道吹扫结束后，如果管道不能及时投入使用，需要对管道进行临时保压保护，一般没有特殊要求时，可充压至0.2MPa。
而且，如果进行内壁清洁处理的是氧气管道，则对管道内壁除锈及除尘清洁处理后，需要对管道进行内壁脱脂及水洗处理：即：首先，采用夹液清管器脱脂列车在无油压缩空气的推动下，在已敷设完成的管道内进行匀速单向移动，除去管内油脂并对管道内壁进行水洗；然后，利用二路供气持续发射泡沫清管器，直至验收规范，即最后一个球的末端切片，在紫光灯下照，无油光为合格；最后，验收合格后，用压缩空气推动泡沫清管器列车将残留的水推出管道，直至接收装置出来的泡沫清管器看不到水为止，脱脂及水洗处理结束。
而且，所述的夹液清管器脱脂列车包括三个皮碗清管器，第一个和第二个皮碗清管器之间置放清洗剂，第二个和第三个皮碗清管器之间置放与清洗剂等体积量的饮用水；
将一列皮碗清管器夹液列车装入发射装置，用水基清洁剂推动清管器列车前行，保证每一处管内壁与清洗剂(水基清洁剂)之间紧密接触，同时保证一定的接触时间；通过压缩空气推动皮碗清管器夹液列车前进3m，用皮碗清管器夹水列车重复推动清洗剂(水基清洁剂)时的操作，对管道进行脱脂处理；通过压缩空气推动皮碗清管器夹水列车前进3m，将泡沫清管器列车装入发射装置，用压缩空气推动列车组前行，对管道进行水洗。
本发明的优点和积极效果是：
1、本工艺中采用正反爆破相结合的清理工艺解决了遗留杂质给最后吹扫阶段带来的困难、保证了施工在规定的工期内顺利完成，在提高清洁效率的同时，能将附在管道内壁且清管器清理不掉的杂质振掉，并随气流吹出管道，加速管道内壁清理的进度，加大了管道内壁清理的清洁度。
2、本工艺采用二路供气，节约了施工时间、降低了人工成本、提高了施工效率、避免了因开启快开阀门导致出现安全隐患、避免了因装填管路压力值过低造成清管器逆行。
3、对氧气管道进行内壁脱脂清洗，可减少增值环节、加快施工速度，根据压力值，随时调整列车速度，保证清洗效果，确保一次清洗完成。
4、本发明是一种设计合理、操作简便、尤其适合用于高纯气体管道内壁处理的高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，采用本工艺可以加快施工进度、提高施工质量、压缩人工作业、节约施工成本并有效的提高施工作业的效率。
附图说明
图1是本发明正爆破的示意图；
图2是本发明反爆破的示意图；
图3是夹液清管器脱脂列车的示意图；
图4是二路进气的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其包括以下步骤：
⑴.管线现状调查及处理。
管线现状调查及处理包括以下事项：通过图纸了解管线的走向、位置与其它管线的联系等情况；需要进行清洁处理的管道需要具备以下条件：同一条管道内径应当相同或相近，内径大小相差≤10mm；管道布置要尽量平直，必须采用的弯头一般曲率半径R≥1.5D；采用90°弯头时，管道在平面或立面改变方向时，两个转点间的距离f(或g)≥2.12D+G(G为清管器长度)；三通、支线分叉处加焊挡篦(也称栅条)，且不得突入管内；支管上有阀门，阀门靠近干管；支管不得插入主管中直接焊接；管道管径应正圆，错边≤10mm，焊缝平整，不得有焊瘤、毛刺；收发装置上安装的阀门，最好采用球阀或平板阀，有困难时可采用单闸阀，不允许采用双闸阀，手轮朝上安装；闸板突入管内壁的弓形高度≤10mm。
⑵.管道内壁除锈及除尘清洁处理：使用无油压缩空气推动皮碗钢刷清管器及泡沫清管器在已敷设完成的长输管道内进行快速单向移动，将其内大量残留物等杂质推出管道。
管道内壁除锈及除尘清洁处理的工艺流程为：
首先进行皮碗钢刷清管器除锈、正爆破、除锈检验，重复以上步骤直至除锈检验合格。然后进行泡沫清管器除尘、正反爆破、除尘检验，重复以上步骤直至除尘检验合格，即完成清洁工作。
①.所述的皮碗钢刷清管器除锈为：将一个皮碗钢刷清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动皮碗钢刷清管器对管道内残留物进行预清除；
②.所述的正爆破清洁为：管道7末端收球装置用具有一定承受力且达到一定压力能破损的挡片12用法兰片密封固定后，该挡片为牛皮纸，其厚度等尺寸根据接收装置、管道等进行设计选择。管道进口的发射端连接空压机，利用空压机1从管道进口的发射端开始注气，直到管道末端固定的牛皮纸挡片承受不住压力而破损爆裂，爆裂的瞬间，管道振动会使敷贴在管道内壁的氧化皮脱落，脱落的氧化皮及沉留的杂质会被气流从末端带出管道；
③.所述的泡沫清管器除尘为：将一个泡沫清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动泡沫清管器对管道内残留的污垢、铁锈进行清除。
④.所述的反爆破清洁为：同样在管道末端收球装置用具有一定承受力且达到一定压力能破损的挡片用法兰片密封固定好，该挡片同样为牛皮纸，其厚度等尺寸根据接收装置、管道等进行设计选择。在管道进口的发射端放入一个泡沫清管器15后，利用空压机向管道内开始注气，观察压力表的数值，当数值一定且不超过挡片的承受压力时，停止供气，将管道进口发射端的放气阀开启，使管道内部的泡沫清管器借助其前端压力返回，从而达到清扫发射端到泡沫清管器之间杂质的目的。
正爆破和反爆破中所述的管道进口的发射端包括发射筒6，该发射筒的一端连接空压机，另一端连接长管线的进口端，该发射筒上部安装进口端压力表2、进口端球阀3、进口端放气阀4和进口端注液阀5，发射筒下部安装进口端排污阀13，发射筒还连接一个快开阀门14。
所述的收球装置包括收球管道9、出口端压力表8、出口端放气阀10和出口端排污阀11，出口端压力表和出口端放气阀安装在收球管道上部，出口端排污阀安装在收球管道下部，收球管道的一端通过法兰连接在长管线的末端，收球管道的另一端通过法兰连接牛皮纸挡片。
重复正爆破和反爆破，直至符合清洁要求为止，清洁要求一般根据施工节点和具体的施工情况，如泡沫清管器运行后的外观情况等而定，清洁干净度的标准一般以打靶实验进行确认，打靶实验后，靶子上杂质颗粒点不超过15个为合格。
⑤.所述的除尘检验为：将一个泡沫清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动泡沫清管器对管道内残留物进行清除，继续发射泡沫清管器，直至接收装置出来的泡沫清管器微粒渗透深度小于等于6mm，清理干净后碳钢管内壁呈暗灰色。
此外，如果进行内壁清洁处理的是氧气管道，则对管道内壁除锈及除尘清洁处理后，需要对管道进行内壁脱脂及水洗处理：即：
首先，采用夹液清管器脱脂列车在无油压缩空气的推动下，在已敷设完成的管道内进行匀速单向移动，除去管内油脂并对管道内壁进行水洗；
如图3所示，所述的夹液清管器脱脂列车包括三个皮碗清管器16，第一个和第二个皮碗清管器之间置放清洗剂，第二个和第三个皮碗清管器之间置放与清洗剂等体积量的饮用水；计算出运动速度，保证清洗剂与管壁的接触时间在允许的工期内达到清洗的最佳效果。将一列皮碗清管器夹液列车装入发射装置，用水基清洁剂推动清管器列车前行，保证每一处管内壁与清洗剂(水基清洁剂)之间紧密接触，同时保证一定的接触时间，具体时间根据施工要求设定；通过压缩空气推动皮碗清管器夹液列车前进3m，用皮碗清管器夹水列车重复推动清洗剂(水基清洁剂)时的操作，对管道进行脱脂处理；通过压缩空气推动皮碗清管器夹水列车前进3m，将泡沫清管器列车装入发射装置，用压缩空气推动列车组前行，对管道进行水洗。
然后，利用二路供气持续发射泡沫清管器，直至验收规范，即最后一个球的末端切片，在紫光灯下照，无油光为合格。如图4所示，二路进气的装置结构如下：由空压机17、清管器发射装置25、清管器接收装置、主供气管路19、支路供气管路32、装填管路组成24，空压机输出端与主供气管路相连接，主供气管路上安装有支路供气管路，主供气管路与支路供气管路上分别设置有可单独控制供气的主管路球阀20及支管路球阀29，主供气管路与支路供气管路均与装填管路相连接，该装填管路位于主供气管路与支路供气管路连接处之间设置有装填控制球阀28，装填管路位于主供气管路一侧依次安装有清管器发射装置、主放气阀26及注液阀27，装填管路位于支路供气管路一侧安装有支路放气阀30，所述装填管路进口端安装有快开阀门22，装填管路出口端与工业气体管线31相连接，并在工业气体管线出口端安装有清理器接收装置。而且，所述空压机输出端与主供气管路连接处设置有总控球阀18。所述装填管路位于主供气管路一侧设置有排污阀23。所述装填管路进口端安装有压力传感器21。
使用时，在第一个清管器运行一段时间后(具体时间根据管线长度而定)，关闭主管路球阀及装填控制球阀，主管路停止供气，打开装填管路位于主供气管路一侧的主放气阀，将气体排出，确认无压力后将快开阀门打开，放入第二个清管器，将清管器顶入装填控制球阀处，关闭快开阀门；开启主放气阀，当压力传感器压力数值到达预定值后，打开装填控制球阀，将第二个清管器发射。
最后，验收合格后，用压缩空气推动泡沫清管器列车将残留的水推出管道，直至接收装置出来的泡沫清管器看不到水为止，脱脂及水洗处理结束。
⑶.管道内壁干燥处理：利用大型压缩机和气体贮罐蓄压对管道系统进行吹扫。
管道内壁干燥处理具体过程为：工作介质为气体的管道，一般宜用压缩空气吹扫；空气吹扫应尽量利用系统内的大型压缩机和气体贮罐蓄压，对管道系统进行间断性的吹扫，每一次吹扫排放间隔一般为10～15min，清洁要求较高的管道应不少于30min，吹扫压力不得超过蓄气容器和管道的设计压力，流速不宜小于20m/s。
⑷.管道成品保护。
已合格的管道系统，应进行封闭保护，不应再进行切割、开孔等修改作业，必须进行修改作业时，可采用机械切割或开孔等方法，切口部位的管内部清理干净，并采用氩弧焊进行封底焊，否则应重新按要求对管道系统进行局部分段按原要求进行处理；在管道吹扫结束后，如果管道不能及时投入使用，需要对管道进行临时保压保护，一般没有特殊要求时，可充压至0.2MPa。

Claims (5)

1.一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其特征在于：包括以下步骤：
⑴管线现状调查及处理；
⑵管道内壁除锈及除尘清洁处理：使用无油压缩空气推动皮碗钢刷清管器及泡沫清管器在已敷设完成的长输管道内进行快速单向移动，将其内大量残留物杂质推出管道；
⑶管道内壁干燥处理：利用大型压缩机和气体贮罐蓄压对管道系统进行吹扫；
⑷管道成品保护；
步骤⑴所述的管线现状调查及处理包括以下事项：通过图纸了解管线的走向、位置、与其它管线的联系情况；需要进行清洁处理的管道需要具备以下条件：同一条管道内径应当相同或相近，内径大小相差≤10mm；管道布置要尽量平直，必须采用的弯头一般曲率半径R≥1.5D；采用90°弯头时，管道在平面或立面改变方向时，两个转点间的距离f≥2.12D+G，G为清管器长度；三通、支线分叉处加焊挡篦，也称栅条，且不得突入管内；支管上有阀门，阀门靠近干管；支管不得插入主管中直接焊接；管道管径应正圆，错边≤10mm，焊缝平整，不得有焊瘤、毛刺；收发装置上安装的阀门，最好采用球阀或平板阀，有困难时可采用单闸阀，不允许采用双闸阀，手轮朝上安装；闸板突入管内壁的弓形高度≤10mm；
步骤⑵所述的管道内壁除锈及除尘清洁处理的工艺流程为：首先进行皮碗钢刷清管器除锈、正爆破、除锈检验，重复以上步骤直至除锈检验合格，然后进行泡沫清管器除尘、正反爆破、除尘检验，重复以上步骤直至除尘检验合格，即完成清洁工作；
所述的皮碗钢刷清管器除锈为：将一个皮碗钢刷清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动皮碗钢刷清管器对管道内残留物进行预清除；
正爆破清洁为：管道末端收球装置用具有一定承受力且达到一定压力能破损的挡片用法兰片密封固定后，该挡片通常为牛皮纸，从管道进口的发射端开始注气，直到管道末端固定的挡片承受不住压力而破损爆裂，爆裂的瞬间，管道振动会使敷贴在管道内壁的氧化皮脱落，脱落的氧化皮及沉留的杂质会被气流从末端带出管道；
所述的泡沫清管器除尘为：将一个泡沫清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动泡沫清管器对管道内残留的污垢、铁锈进行清除；
反爆破清洁为：在管道末端收球装置用具有一定承受力且达到一定压力能破损的挡片用法兰片密封固定好，该挡片通常为牛皮纸，在管道进口的发射端放入一个泡沫清管器后，向管道内开始注气，观察压力表的数值，当数值一定且不超过挡片的承受压力时，停止供气，将管道进口发射端的放气阀开启，使管道内部的泡沫清管器借助其前端压力返回，从而达到清扫发射端到泡沫清管器之间杂质的目的；重复正爆破和反爆破，直至符合清洁要求为止；
所述的除尘检验：将一个泡沫清管器装入发射装置，根据经验用压缩空气推动泡沫清管器对管道内残留物进行清除，继续发射泡沫清管器，直至接收装置出来的泡沫清管器微粒渗透深度小于等于6mm，清理干净后碳钢管内壁呈暗灰色。
2.根据权利要求1所述的一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其特征在于：步骤⑶所述的管道内壁干燥处理为：工作介质为气体的管道，用压缩空气吹扫；空气吹扫应尽量利用系统内的大型压缩机和气体贮罐蓄压，对管道系统进行间断性的吹扫，每一次吹扫排放间隔一般为10～15min，清洁要求较高的管道应不少于30min，吹扫压力不得超过蓄气容器和管道的设计压力，流速小于20m/s。
3.根据权利要求1所述的一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其特征在于：步骤⑷所述的管道成品保护为：已合格的管道系统，应进行封闭保护，不应再进行切割、开孔修改作业，必须进行修改作业时，可采用机械切割或开孔方法，切口部位的管内部清理干净，并采用氩弧焊进行封底焊，否则应重新按要求对管道系统进行局部分段按原要求进行处理；在管道吹扫结束后，如果管道不能及时投入使用，需要对管道进行临时保压保护，一般没有特殊要求时，可充压至0.2MPa。
4.根据权利要求1所述的一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其特征在于：如果进行内壁清洁处理的是氧气管道，则对管道内壁除锈及除尘清洁处理后，需要对管道进行内壁脱脂及水洗处理：即：首先，采用夹液清管器脱脂列车在无油压缩空气的推动下，在已敷设完成的管道内进行匀速单向移动，除去管内油脂并对管道内壁进行水洗；然后，利用二路供气持续发射泡沫清管器，直至验收规范，即最后一个球的末端切片，在紫光灯下照，无油光为合格；最后，验收合格后，用压缩空气推动泡沫清管器列车将残留的水推出管道，直至接收装置出来的泡沫清管器看不到水为止，脱脂及水洗处理结束。
5.根据权利要求4所述的一种高纯气体长管线内壁清洁整体工艺，其特征在于：所述的夹液清管器脱脂列车包括三个皮碗清管器，第一个和第二个皮碗清管器之间置放清洗剂，第二个和第三个皮碗清管器之间置放与清洗剂等体积量的饮用水；
将一列皮碗清管器夹液列车装入发射装置，用水基清洁剂推动清管器列车前行，保证每一处管内壁与水基清洁剂之间紧密接触，同时保证一定的接触时间；通过压缩空气推动皮碗清管器夹液列车前进3m，用皮碗清管器夹水列车重复推动水基清洁剂时的操作，对管道进行脱脂处理；通过压缩空气推动皮碗清管器夹水列车前进3m，将泡沫清管器列车装入发射装置，用压缩空气推动列车组前行，对管道进行水洗。
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