摘要：随着部分石油化工装置陆续进入检修、改造阶段，较大规模的检修一般情况下持续50天左右，装置全部停工，集中处理生产中遇到的问题，或者提高部分功能而进行改进，有时也会遇到一些小的改进，再进行大面积的停工会造成较大的经济损失，随着技术的进步，带压开孔技术越来越成熟，在不影响装置正常运行的情况下，完成管线碰头的目的，本文结合某装置收封油线改造项目增加跨线，在原有管线上带压开孔，浅谈管线带压开孔的控制要点。
关键词：管道；带压开孔；控制
随着部分石油化工装置陆续进入检修、改造阶段，较大规模的检修一般情况下持续50天左右，装置全部停工，集中处理生产中遇到的问题，或者提高部分功能而进行改进，有时也会遇到一些小的改进，再进行大面积的停工会造成较大的经济损失，随着技术的进步，带压开孔技术越来越成熟，在不影响装置正常运行的情况下，完成管线碰头的目的，本文结合某装置收封油线改造项目增加跨线，在原有管线上带压开孔，浅谈管线带压开孔的控制要点。
1 基本情况
某石油化工装置，炼油量800万吨/年，在二联合催化装置收封油线改造项目中进行带压开孔一个：主管线规格：DN150；管内介质：柴油；温度：50℃；压力：常压；开孔直径：DN50，1个。
2 开孔前准备工作
2.1 设备及材料准备
带压开孔主要机具有：开孔设备一套，DN50刀具1把，电源控制柜（380V 15KW）一台，焊机一台，开孔所需的阀门、法兰、垫片等，检查相关材料的质量证明文件，阀门经过试压合格，电源控制柜及焊接经过检查合格，并粘贴合格标签；安全措施材料包括防火毡、灭火器等灭火器材。
支管材料：DN50，20#钢，GB9948-2013；
2.2 施工准备
1）检查现场情况，验收常压指定的开孔位置，确保开孔机能顺利工作，否则要求常压调整开孔位置。
2）采用金属测厚仪检测开孔处管道测厚，实测数据为：6.0，5.9，6.2，6.3，6.2，6.1mm，将管道壁厚测量结果报相关部门，若开孔处管道壁厚小于4mm，则禁止开孔或更换开孔位置。
3）开出相应的作业许可证和动火作业许可证等相关手续，必要时申请消防部分配合。
4）接通开孔机电源，检查开孔机是否运转正常、刀具转向是否正确，认真检查弹簧销、刀具是否完好，否则坚决更换。
5）确认阀门全开时阀板能完全退出不影响刀具进退，安装阀门和开孔机，保证开孔机法兰、阀门、短节同心，并向阀腔内注满有利于切削和降温的介质（机油），安装完开孔机后进行刀具行程测试，确认刀具在空腔内伸缩自如。
6）检查冷却水线，并接通冷却水。
7）检查蒸汽管线，并接通备用。
3 开孔短接、法兰的焊接
3.1 管道允许带压施焊的压力计算如下：
p=2σs（t-c）/D・F
P―管道允许带压焊接的压力单位为MPa；σs―管材的最小屈服极限单位为MPa；t―焊接处管道实际壁厚单位为mm；c―因焊接引起的壁厚修正量单位为mm（取决于焊条直径）；F―安全系数（取决于焊接处管道实际壁厚）；D―管道外径单位为mm。
管道材质20#，最小屈服极限为245MPa。原管线规格D168*6，F取0.4，使用Φ3.2焊条，C取2.0，经计算，P=4.67MPa，本工程管线运行压力为常压，符合带压焊接要求。
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3.2 焊接
首先将短管与法兰焊接在一起，焊接完毕后对焊口进行射线检测，合格后将弧板放到主管开孔处，根据短管尺寸制作补强板，短管与开孔管道焊接前，将补强板套在短管上，然后进行短管与开孔管道的焊接，严格按照焊接工艺评定焊接，形成角接接头，对焊缝进行表面检测，检测合格后再进行补强板的焊接。
焊接过程是个关键，短管与开孔主管的焊接属于带压在线焊接，根据焊接原理，焊接过程是一个熔化金属的过程，焊接中会形成一个局部的熔池，熔池温度很高，且会使周围金属温度升高，降低金属的抗拉强度。焊接方法上首先选择易控制手工钨极氩弧焊，且焊接过程中采用小电流，快速焊、手把倾斜等方法降低线能量，从而降低温度和熔池深度。
焊接完毕后组装钻孔器、组装完毕后进行水压试验，压力与开孔管道内压相等，试压合格后排掉试压用水。
4 开孔作业
4.1 理论计算中心钻接触到主管外壁所需的进刀行程、大刀盘接触到主管外壁所需的进刀行程、开通该孔大刀盘所需的切削深度。开钻前施工负责人必须向施工人员进行专业技术交底。
4.2 摇动进刀手柄，使刀具中心钻进给至接触主管道外壁，记录下刀具行程指针的位置数值，并与理论值相比较。
4.3 反摇进刀手柄，使刀具上提10mm，启动开孔机，正向进刀开始切削开孔。
4.4 开通冷却水，对主要部位进行必要的降温。
4.5 孔打通后，继续进刀20mm，若行程允许可进给更多一些，以确保将该孔完全开通。
4.6 确认该孔开通后，记录下总的进刀行程，开始退刀。
4.7 刀具完全退出，关闭阀门。
4.8 打开排泄阀，用管线接出开孔机内存的介质并导入指定容器，再通入热水进行置换，然后用蒸汽吹扫干净为止。
4.9 拆下开孔机，取出切下的壁板，确认开孔成功。
5 开孔过程中出现问题时的处理方法
5.1 刀具被卡导致开孔机停止运转，则立即关闭开孔机电源，退刀5mm，重新启动开孔机，继续正向进刀切削。
5.2 刀具完全损坏致使开孔无法继续进行，若弹簧销未进入主管，则退出刀具关闭阀门，拆下开孔机更换刀具，重新开孔；若弹簧销已进入主管，则缓慢退刀，直到将弹簧销磨断，退出刀具关闭阀门，拆下开孔机更换刀具，重新开孔。
5.3 弹簧销损坏，切下的管壁未能带出，则只能让其留在管中。
6 安全保证措施
带压开孔是在装置正常运行的情况下进行的，生产区域内危险较多，安全保证措施尤为重要，具体要求为：
①严格按照操作规程开出相关作业许可证。②准备必要的防火毡、灭火器等消防器材，并由专人负责。③架子要牢固、便于施工人员施工。④对有关部位随时进行温度监测，并进行必要的冷却，保证开孔设备正常运转。⑤开孔程序严格按照制定好的方案进行。⑥所有在场人员熟悉紧急撤离路线。⑦穿戴好必要的安全防护服、护眼镜、安全帽等安全用品。⑧建议消防车到现场安全监护。
7 结束语
由于带压开孔在不影响装置正常运行的情况下，完成管线碰头的目的，经济安全，效率较高，近年来在国内应用越来越普遍，技术也越来越成熟，在开孔过程中，把好质量关，控制每道工序的自检工作就能安全实现开孔，相信今后的维修改造过程中，带压开孔会得到更好的发展和应用。
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[4]刘斌章.石油化工装置管道工艺的设计研究作[J].现代企业文化.2009，（14）.
论文作者:任书灵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/15
标签：开孔论文; 刀具论文; 装置论文; 管道论文; 管线论文; 石油化工论文; 阀门论文; 《基层建设》2018年第19期论文;