CN108708427A - 带压管道不停产碰口开口施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道对接施工技术领域。目的在于提供高效、稳定的带压管道不停产碰口开口施工工法。本发明所采用的技术方案是：带压管道不停产碰口开口施工工法，包括以下步骤：A、带法兰短管的焊接；B、闸阀安装；C、密封性检查；D、铰孔装置的安装；E、铰孔；F、铰孔装置的拆除；G、接管。本发明能够稳定、有效的检测出主管和短管焊接时及闸阀与短管连接时的密封性，从而快速方便的实现主管和支管的不停产碰口施工，减少了重复施工的风险，整体上提高了施工的效率，加快了施工进度。

Description

带压管道不停产碰口开口施工工法

技术领域

本发明涉及管道对接施工技术领域,具体涉及带压管道不停产碰口开口施工工法。

背景技术

在工业生产和民用生活中，由于许多管道内介质关系到无数生产部门的生产和人民生活，特别是介质主管，其他支管管道的碰口是不允许停产的，停产带来的是相关部门的全面停产和生活的不方便，所以方便、安全、快捷的开口方法是解决此类碰口问题的关键。

目前，在主管和支管碰口施工中主要采用的方式是先在主管与支管的碰口位置焊接带法兰的短管，然后在短管上安装闸阀。闸阀安装完成后，将闸阀完全打开，在开孔钻的端部安装上开孔器，开孔器穿过闸阀和短管后在主管道上进行开孔，开孔完成后取出开孔器并关闭闸阀，然后进行旁通管道的安装。这种方式不用关闭主管道内的介质，不影响正常的生产和生活，碰口更加的方便、快捷。但仍然存在一定的缺陷，例如：1、现有技术中缺乏有效的手段对焊缝的密封性及闸阀的密封性进行检测，主要依靠施工人员的经验进行判断，失误率较高。因此，如何能提高带压管道在不停产碰口施工时稳定性，使本领域亟待解决的一大难题。2、在开孔的孔径较大时，由于对开孔器的磨损较为严重，一旦一次开孔不成，需要更换开孔器时则极为不便，尤其是在钻出一定缝隙且管道内压力较大时，不便于开孔器的再次定位。

发明内容

本发明的目的在于提供高效、稳定的带压管道不停产碰口开口施工工法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：带压管道不停产碰口开口施工工法，包括以下步骤：

A、带法兰短管的焊接：

按设计要求在主管上选择接头位置，在接头位置焊接短管，所述短管的一端设置用于与闸阀连接的第一法兰盘，短管的另一端焊接在主管上；短管的侧面设置泄压管、加气管和用于检测短管内部压力的压力表，所述泄压管上安装泄压阀，加气管上安装单向阀，所述单向阀的流通方向由短管外朝向短管内；

B、闸阀安装：

利用第一法兰盘将闸阀安装在短管的一端；

C、密封性检查：

关闭闸阀，通过加气管向短管内部加入高压气体，保压10-20分钟后，观察压力表读数的变化，读数不变则密封性良好，进入步骤D；读数变小则检查漏气原因并校正；

D、铰孔装置的安装：

所述铰孔装置包括传动杆、开孔器和一端为敞口的安装罩筒，所述安装罩筒敞口的一端设置用于与闸阀连接的第二法兰盘，另一端的中心设置套筒，所述传动杆穿设在套筒内，所述套筒与传动杆之间填充填料并构成填料密封；所述传动杆的下端安装开孔器；

待铰孔装置组装完毕后，先将闸阀完全打开，开孔器依次穿过闸阀和短管到达铰孔位置；利用第二法兰盘将安装罩筒与闸阀固接；

E、铰孔：

铰孔的过程中要求转动平稳均匀，施压均匀，当主管部分铰开后需要泄压时，在泄压管上连接接长管，利用接长管将泄压管引导至安全距离外方能打开泄压阀，直到铰孔完成；

F、铰孔装置的拆除：

在主管上铰孔完成后，将开孔器退出至闸阀外，关闭闸阀，拆除铰孔装置；

G、接管：

清理铰孔留下的杂质，将支管与闸阀连接。

优选的，在步骤A中，当短管焊接完毕后，通过加强密封组件对主管与短管的焊接位置进行加强密封处理，所述加强密封组件包括安装在短管内的橡胶密封筒和密封挡圈，所述橡胶密封筒位于短管的下部，且橡胶密封筒的外径与短管的内径相配合，橡胶密封筒的内径大于铰孔的尺寸，所述橡胶密封筒上端面呈坡向短管管壁的斜面；所述密封挡圈位于橡胶密封筒的上方，密封挡圈与短管的管壁焊接，密封挡圈的下表面呈与橡胶密封筒相配合的斜面。

优选的，所述开孔器包括呈筒状的主体和位于主体顶部的连接头，所述主体的中心设置定位钻花，主体由呈倒圆锥形的上段和圆柱形的下段构成，所述下段的下边沿均匀设置若干开孔锯齿，所述上段的周面上设置螺旋状的扩孔齿。

优选的，所述主体上段的沿内壁固定设置环形的吸杂磁铁。

优选的，所述吸杂磁铁由多个磁块拼接构成。

优选的，所述主管与短管焊接处的外围设置加强圈。

优选的，所述短管的内径大于设计铰孔尺寸25mm以上。

优选的，所述安装罩筒上方的传动杆外套设盘状的保护挡板。

优选的，在步骤G中，当支管尺寸与闸阀不匹配时，利用两端带法兰的变径管续接，变径管的一端与闸阀法兰连接，另一端与支管法兰连接。

本发明的有益效果集中体现在：

1、能够稳定、有效的检测出主管和短管焊接时及闸阀与短管连接时的密封性，从而快速方便的实现主管和支管的不停产碰口施工，减少了重复施工的风险，整体上提高了施工的效率，加快了施工进度。

2、套筒和传动杆之间采用填料密封，即不影响传动杆的抽动，便于开孔器的施压，又能有效的保证密封的效果，避免带压介质泄露。

3、优选设置的加强密封组件能够有效的保证短管与主管焊缝处的密封，避免泄露事故的发生。

4、优选设置的开孔器与传统的直接铰孔的方式相比，采用先开小孔，再将小孔扩大的方式，提高了开孔器的使用寿命。

附图说明

图1为短管的安装示意图；

图2为橡胶密封筒的安装示意图；

图3为密封挡圈的安装示意图；

图4为闸阀的安装示意图；

图5为铰孔装置的安装示意图；

图6为图5中A部放大图；

图7为开孔器的结构示意图。

具体实施方式

结合图1-7所示的带压管道不停产碰口开口施工工法，包括以下步骤：准备工作时，因所碰管道均为带压并且处于工作状态的管道，视碰口位置要做好充分的安全防范工作。处于地面以下的位置要做好坑洞防塌陷工作，空中作业要做好防坠落保护，最好搭设牢固的操作平台。

A、带法兰短管1的焊接：

按设计要求在主管4上选择接头位置，在接头位置焊接短管1，所述短管1的一端设置用于与闸阀2连接的第一法兰盘3，短管1的另一端焊接在主管4上；所述短管1的内径通常需要大于设计铰孔尺寸25mm以上，从而便于铰孔装置伸入。所述主管4与短管1焊接处，根据材料强度或主管4的壁厚选择是否设置加强圈23，当主管4壁厚及强度不足时，通常需要在主管4与短管1的焊接处外围设置加强圈23。

所述短管1的侧面设置泄压管5、加气管6和用于检测短管1内部压力的压力表7，泄压管5、加气管6和压力表7在施工准备阶段预先安装在短管1上。所述泄压管5上安装泄压阀8，加气管6上安装单向阀9，所述单向阀9的流通方向由短管1外朝向短管1内，也就是说在单向阀9的控制下可通过加气管6向主管4内加入气体，但主管4不能向加气管6外排出介质。

B、闸阀2安装：

带法兰短管1焊接并检查合格后，利用第一法兰盘3将闸阀2安装在短管1的一端；闸阀2的压力等级为主管4的设计要求等级，通常闸阀2采用闸板阀，也可采用其他开启后中间无密封构件阻挡的阀门，从而便于铰孔装置的伸入。

C、密封性检查：

在闸阀2安装完毕后，关闭闸阀2，通过加气管6向短管1内部加入高压气体，保压10-20分钟后，观察压力表7读数的变化，读数不变则密封性良好，进入步骤D；读数变小则检查漏气原因并校正；保压时间越长，则检测效果越好。通过本发明所述的密封性检测，能够稳定、有效的检测出主管4和短管1焊接时及闸阀2与短管1连接时的密封性，从而快速方便的实现主管4和支管的不停产碰口施工，减少了重复施工的风险，整体上提高了施工的效率，加快了施工进度。

D、铰孔装置的安装：

当密封性检测合格后，进入铰孔准备阶段，安装铰孔装置。所述铰孔装置包括传动杆10、开孔器11和一端为敞口的安装罩筒12，所述安装罩筒12敞口的一端设置用于与闸阀2连接的第二法兰盘13，另一端的中心设置套筒14，所述传动杆10穿设在套筒14内，所述套筒14与传动杆10之间填充填料并构成填料密封；所述传动杆10的下端安装开孔器11；套筒14和传动杆10之间采用填料密封，即不影响传动杆10的抽动，便于开孔器11的施压，又能有效的保证密封的效果，避免带压介质泄露。

通过安装罩筒12和套筒14共同对传动杆10进行限位，能够有效的防止传动杆10侧偏，套筒14和传动杆10之间的填料能够保证密封性，防止在部分铰开时，高压介质喷出伤人。为了进一步提高防护效果，更好的做法还可以是所述安装罩筒12上方的传动杆10外套设盘状的保护挡板24。

待铰孔装置组装完毕后，先将闸阀2完全打开，开孔器11依次穿过闸阀2和短管1到达铰孔位置；利用第二法兰盘13将安装罩筒12与闸阀2固接；

E、铰孔：

铰孔装置安装完成后，开始进行铰孔，本发明可采用人工铰孔，实现无噪声施工，当然也可以将传动杆10的上端与原动机相连，通过原动机驱动进行铰孔。铰孔的过程中要求转动平稳均匀，施压均匀，当主管4部分铰开后需要泄压时，不可直接打开泄压阀8，而需要在泄压管5上连接接长管，利用接长管将泄压管5引导至安全距离外方能打开泄压阀8，直到铰孔完成；

F、铰孔装置的拆除：

在主管4上铰孔完成后，将开孔器11退出至闸阀2外，关闭闸阀2，拆除铰孔装置；

G、接管：

清理铰孔留下的杂质，将支管与闸阀2连接。当支管尺寸与闸阀2不匹配时，利用两端带法兰的变径管续接，变径管的一端与闸阀2法兰连接，另一端与支管法兰连接。

为了进一步提高主管4短管1焊接时的密封性，更好的做法是，如图2和3所示，当短管1焊接完毕后，通过加强密封组件对主管4与短管1的焊接位置进行加强密封处理，所述加强密封组件包括安装在短管1内的橡胶密封筒15和密封挡圈16，所述橡胶密封筒15位于短管1的下部，且橡胶密封筒15的外径与短管1的内径相配合，橡胶密封筒15的内径大于铰孔的尺寸，所述橡胶密封筒15上端面呈坡向短管1管壁的斜面；所述密封挡圈16位于橡胶密封筒15的上方，密封挡圈16与短管1的管壁焊接，密封挡圈16的下表面呈与橡胶密封筒15相配合的斜面。加强密封组件的工作原理如下，当短管1内充注满带压介质时，在压力作用下，橡胶密封筒15扩张，其上端受到密封挡圈16的阻挡，被压缩，从而使得橡胶密封筒15紧贴主管4和短管1焊接处，也就是二者的拐角部位，从而能够有效的保证短管1与主管4焊缝处的密封，避免泄露事故的发生。

另外，由于在铰孔过程中，当铰孔尺寸较大时，采用常规的开孔器11容易出现一次铰孔不到位的现象，因此更好的做法是，本发明所述开孔器11包括呈筒状的主体19和位于主体19顶部的连接头17，所述主体19的中心设置定位钻花18，主体19由呈倒圆锥形的上段和圆柱形的下段构成，所述下段的下边沿均匀设置若干开孔锯齿20，所述上段的周面上设置螺旋状的扩孔齿21。在工作的过程中，定位钻花18最先与主管4接触，实现定位钻孔，接着在持续施压的过程中，开孔锯齿20与主管4接触，先在主管4上开出较小的孔位，然后再利用扩孔齿21将孔位扩大。与传统的直接铰孔的方式相比，采用先开小孔，再将小孔扩大的方式，能够减少易损件开孔锯齿20的磨损，提高了开孔器11的使用寿命，实现了稳定的一次铰孔成型。

在铰孔的过程中，由于有较多的铁屑产生，为了防止铁屑混入输送介质中，更好的做法是，所述主体19上段的沿内壁固定设置环形的吸杂磁铁22。为了便于吸杂磁铁22的安装，永昌所述吸杂磁铁22由多个磁块拼接构成。吸杂磁铁22可将铁屑吸附在其上，同时，由于本发明开孔器11的主体19上段呈倒圆锥形，在转动的过程中，其产生的离心力使得铁屑收纳在主体19的空腔内，实现了锁渣的功能，尤其适合在生活用水管道上进行应用。

Claims (9)

1.带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于，包括以下步骤：

A、带法兰短管（1）的焊接：

按设计要求在主管（4）上选择接头位置，在接头位置焊接短管（1），所述短管（1）的一端设置用于与闸阀（2）连接的第一法兰盘（3），短管（1）的另一端焊接在主管（4）上；短管（1）的侧面设置泄压管（5）、加气管（6）和用于检测短管（1）内部压力的压力表（7），所述泄压管（5）上安装泄压阀（8），加气管（6）上安装单向阀（9），所述单向阀（9）的流通方向由短管（1）外朝向短管（1）内；

B、闸阀（2）安装：

利用第一法兰盘（3）将闸阀（2）安装在短管（1）的一端；

C、密封性检查：

关闭闸阀（2），通过加气管（6）向短管（1）内部加入高压气体，保压10-20分钟后，观察压力表（7）读数的变化，读数不变则密封性良好，进入步骤D；读数变小则检查漏气原因并校正；

D、铰孔装置的安装：

所述铰孔装置包括传动杆（10）、开孔器（11）和一端为敞口的安装罩筒（12），所述安装罩筒（12）敞口的一端设置用于与闸阀（2）连接的第二法兰盘（13），另一端的中心设置套筒（14），所述传动杆（10）穿设在套筒（14）内，所述套筒（14）与传动杆（10）之间填充填料并构成填料密封；所述传动杆（10）的下端安装开孔器（11）；

待铰孔装置组装完毕后，先将闸阀（2）完全打开，开孔器（11）依次穿过闸阀（2）和短管（1）到达铰孔位置；利用第二法兰盘（13）将安装罩筒（12）与闸阀（2）固接；

E、铰孔：

铰孔的过程中要求转动平稳均匀，施压均匀，当主管（4）部分铰开后需要泄压时，在泄压管（5）上连接接长管，利用接长管将泄压管（5）引导至安全距离外方能打开泄压阀（8），直到铰孔完成；

F、铰孔装置的拆除：

在主管（4）上铰孔完成后，将开孔器（11）退出至闸阀（2）外，关闭闸阀（2），拆除铰孔装置；

G、接管：

清理铰孔留下的杂质，将支管与闸阀（2）连接。

2.根据权利要求1所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：在步骤A中，当短管（1）焊接完毕后，通过加强密封组件对主管（4）与短管（1）的焊接位置进行加强密封处理，所述加强密封组件包括安装在短管（1）内的橡胶密封筒（15）和密封挡圈（16），所述橡胶密封筒（15）位于短管（1）的下部，且橡胶密封筒（15）的外径与短管（1）的内径相配合，橡胶密封筒（15）的内径大于铰孔的尺寸，所述橡胶密封筒（15）上端面呈坡向短管（1）管壁的斜面；所述密封挡圈（16）位于橡胶密封筒（15）的上方，密封挡圈（16）与短管（1）的管壁焊接，密封挡圈（16）的下表面呈与橡胶密封筒（15）相配合的斜面。

3.根据权利要求2所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：所述开孔器（11）包括呈筒状的主体（19）和位于主体（19）顶部的连接头（17），所述主体（19）的中心设置定位钻花（18），主体（19）由呈倒圆锥形的上段和圆柱形的下段构成，所述下段的下边沿均匀设置若干开孔锯齿（20），所述上段的周面上设置螺旋状的扩孔齿（21）。

4.根据权利要求3所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：所述主体（19）上段的沿内壁固定设置环形的吸杂磁铁（22）。

5.根据权利要求4所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：所述吸杂磁铁（22）由多个磁块拼接构成。

6.根据权利要求5所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：所述主管（4）与短管（1）焊接处的外围设置加强圈（23）。

7.根据权利要求6所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：所述短管（1）的内径大于设计铰孔尺寸25mm以上。

8.根据权利要求7所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：所述安装罩筒（12）上方的传动杆（10）外套设盘状的保护挡板（24）。

9.根据权利要求8所述的带压管道不停产碰口开口施工工法，其特征在于：在步骤G中，当支管尺寸与闸阀（2）不匹配时，利用两端带法兰的变径管续接，变径管的一端与闸阀（2）法兰连接，另一端与支管法兰连接。