中山市域天然气利用工程试验段管道内检测项目开展和实施情况论文_陈泽鸿

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摘要:本文通过对中山市域天然气利用工程试验段首次管道内检测项目前期调研、可检测性评估分析存在的问题、影响可检测性问题的解决、清管和检测作业的实施、检测器运行姿态等方面分析该段管道内检测的开展和实施情况。

关键词:管道内检测 ;实施

1 项目概况

2018年12月,中山市域天然气利用工程试验段(以下简称“试验段”)首次开展管道内检测项目,管道总长度为18.63km,规格φ508mm×11.9mm,材质为L360,设计压力4MPa;输送介质为天然气,工作温度为常温。焊缝类型为直焊缝,管道外防腐类型为3PE,阴极保护类型为强制电流阴极保护加牺牲阳极。管线沿途环境相对复杂,具有多处河流、道路穿越,具有3个手动阀室。中山市域天然气利用工程试验段管内检测项目主要工作内容包括:前期准备、坐标测绘、清管作业、几何变形检测和漏磁检测作业。

2 前期调研

管道数据收集内容主要包括管道基本概况、工艺参数、维修情况、穿跨越信息、三通及阀门、弯头以及收发球筒等详细信息。主要通过以下途径获取上述数据:数字化管道系统、管道建设期工程资料、管道运营期资料、现场实地测量。管道数据是进行所有工作的基础,是编制方案、选择设备、分析风险等环节工作的依据,通过试验段管道内检测前期数据调研收集工作,总结以下两点经验:一是管道运营期产生的数据资料,及时归档整理保存,数据电子化统一保存,以便查阅;二是在数据收集过程中,对于争议的或不确定的数据,可通过多种数据来源渠道比对核实。

3 可检测性分析

为保证试验段管道清管及内检测顺利实施,对主要就影响通球的发球装置、管道部件、管道内部情况、生产工艺条件、收球装置5方面因素进行可行性分析,分析情况见表1:试验段管道内检测可检测性影响因素分析表。分析影响可检测性两个问题:(1)发球筒大小头前后无平衡管,在发球过程中可能会发生清管器或检测器前端撞击管线阀门造成阀门损坏的风险;(2)主干线清管三通挡条数量及分布情况无法确认,在清管器或检测器通过主干线三通时可能发生卡堵,导致天然气管道停输和检测器损坏的风险。

表1 试验段管道内检测可检测性影响因素分析表

4 影响可检测性问题的解决措施

4.1 发球筒大小头前后无平衡管解决方法

对于发球筒大小头前后无平衡管问题解决方法,方法一:在发球筒大小头上加装平衡装置;方法二:在发球时缓慢升压,每升压0.2MPa稳压10分钟,使气流通过清管器或者检测器的皮碗缓慢渗透到另一侧达到压力平衡。但是方法一需要对发球筒压力容器进行改造,涉及压力容器改造需要向压力容器特种设备监察部门申报、变更、报备,改造周期时间长、改造申报能否通过等不确定因素;而方法二由于发球筒容积小、操作人员难以通过阀门开度来控制上升压力。鉴于发球筒距离1#阀井干线主阀门100m,通过操作1#阀井干线主阀门实现发球筒进气管(DN100)和接收区去城区方向进气管(DN250)的互通来实现清管器或检测器两侧的压力平衡从而顺利发球,通过此种操作不需要进行改造,具有可行性,在试验段管道清管和内检测中也得以成功实施。

4.2 确认主管线清管三通挡条数量及分布情况

查阅建设期清管三通产品合格证和清管三通材质证明资料,但无直接资料证明内部挡条的分布及数量情况。通过无损检测单位对试验段管道内检测项目的5处清管三通进行检测x光拍片,5处清管三通均有挡条数量和三通挡条分布清管,满足管道清管及内检测的通球要求。

5 清管和检测作业的实施

5.1 准备阶段

根据中山市域天然气利用项目环状管网供气的特点,提前测试试验段管道内检测通球作业供气方式,了解双气源接气下输气流量分配情况,编制了试验段管道内检测双气源供气测试方案并组织了为期10天的流量观测,模拟了试验段管道内检测期间的流量分配,为管道清管和内检测作业的气量调度提供了调度依据。

在项目正式开始前组织所有项目参与人员召开方案交底会和作业风险分析会并开展方案预演,真实模拟各小组人员在就位、场地布置、设备准备、操作流程等方面的准备情况,以检验方案的可操作性和合理性,预演后组织全员对新发现的问题集中讨论制定解决措施。

5.2 气量调度

清管作业气量调度要求。中山市域天然气利用工程天然气管道运行压力控制在3.3MPa情况下,考虑到管道输气量和压力波动等因素,防止卡球和球体因撞击解体,确保清管作业工作的高效性和安全,管网气量要求为4.5-7.5万方/小时,而南朗气源供气量上限为6万方/小时,所以在清管作业为保证清管球的运行速度在2-3.5m/s,南朗供气压力控制在3.3MPa情况下,流量控制在5万方/小时,而民众气源供气压力控制在3.3MPa情况下,具体的流量安排根据现场下游需求量进行调整。

检测作业气量调度要求。中山市域天然气利用工程天然气管道运行压力控制在3.3MPa情况下,考虑到管道输气量和压力波动等因素,为确保检测器球体的安全以及数据质量和精度的要求,管网气量要求为4.5-7.5万方/小时,而南朗气源供气量上限为6万方/小时,所以在清管作业为保证检测器的运行速度在1.5-2m/s,南朗供气压力控制在3.3MPa情况下,流量控制在4万方/小时,而民众气源供气压力控制在3.3MPa情况下,具体的流量安排根据现场下游需求量进行调整。

5.3 清管和检测作业

试验段管道内检测现场作业从2018年12月3日开始至2018年12月24日结束,清管器、检测器发送顺序见表2,累计发送清管球13个,发送电子几何变形检测器和漏磁检测器各1个,清理出杂质黑粉总计约2.8吨,完成16个磁力盒埋设和特征点坐标现场测绘作业,检测数据完好无缺漏。

表2 试验段清管器、检测器发送顺序

6 检测器运行姿态

6.1 几何变形检测器运行姿态

试验段管道内检测项目此次几何变形检测器运行速度范围是:0.1~5.0米/秒,天然气管道最佳运行速度0.5~3米/秒。本次检测期间检测器运行速度较平稳,平均速度为1.18米/秒,速度曲线如图1:几何变形检测器运行速度曲线所示,满足几何变形检测器的运行速度要求,检测记录的数据质量可以接受,说明几何变形检测作业的气量调度符合作业要求。

图2 漏磁检测器运行速度曲线

7 总结

一是通过试验段管道内检测的实践,发现特殊清管器的清管效果是远远优于钢刷清管器和磁力钢刷清管器的,在依次通完泡沫测径清管器、机械测径清管器、钢刷清管器和磁力钢刷清管器后,可以考虑一直使用特殊清管器进行清管,在检测器前再发一次磁力钢刷检测器消除磁性杂质对漏磁检测的影响,一方面能够直观的通过每次清出的黑粉质量判定管道内的黑粉残余量,另一方面能减少清管的次数,也能够节省部分清管费用的支出。

二是清管三通竣工资料有合格证明和材质证明,而无制造图,以致需要通过X光拍片的手段判断清管三通档条数量和分布情况是否满足要求,建议提前介入工程建设期管道完整性管理,完善工程建设资料管理制度,应要求供货商提供清管三通制造图、图片,并作为竣工资料归档,对每个清管三通建立电子档案。

三是工程设计、建设阶段应提前考虑管道内检测的需要,提前介入工程建设期管道完整性管理,有效规避因收发球条件不符合如发球筒大小头无平衡装置的情况发生。

论文作者:陈泽鸿

论文发表刊物:《防护工程》2019年10期

论文发表时间:2019/8/19

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