浅谈成品油管道动火连头施工方法
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摘 要：由于成品油库改扩建工程中，大部分动火区域属于一级动火，施工极其艰难，因此在动火连头施工中采取了多种施工方法，使得成品油管线改造施工的安全性得到了保证。
关键词：成品油库;动火连头;施工方法
高庄油库改扩建工程是华北销售分公司2009年重点项目工程，通过改扩建将原有库容量3.5×104m3提升为8.6×104m3，其中新增5具1×104m3内浮顶柴油罐，1具1000m3内浮顶乙醇罐;汽车装车平台增加9套装车鹤管。所涉及到的新旧管线动火连头共48处，管内介质为柴油、汽油、乙醇。新旧管线改造施工动火处位于付油区、旧油罐区、卸油泵房外，原乙醇罐区，均为爆炸危险区域，且连头点均为原柴油管线、乙醇管线及汽油管线。施工现场情况复杂，点多、面广，危险因素大，极易发生火灾爆炸、成品油泄漏、触电、物体打击等事故。本次动火连头施工又是三个点同时作业，现场施工情况复杂，危险因素大，给施工带来了极大的不利。为此，高庄油库项目部多次召开动火连头研究会议，为保证此次一级动火作业能够顺利完成，将动火可行性方案确定为：①利用卸油泵房真空泵，将改造管线内存成品油抽空，从多处支线加入适量火碱，使用清水冲洗管线内的油污，并用空压机吹扫管线内的存水;②为了提高安全系数，用冷切割方法割开管网两端低部位管线段;③对于支线多的管段，通过清洗达不到动火条件的采用氮气置换;④动火连头处的旧管线法兰焊接，黄油封堵后施焊，最后以法兰连接恢复系统。此次动火连头，由于方案得当，措施到位，组织周密，动火连头一次成功，无一例安全事故发生，原定一周的停產改造动火连头只用五天时间就完成了任务，为业主提前投产赢得了宝贵时间。受到了甲方及监理的高度称赞。为了给今后其他类似工程提供参考，现将各方法介绍如下。
1 成品油管线的冲洗加火碱方法
首先将管线内的成品油抽空，然后用火碱（氢氧化钠）水溶液注入管线内进行清洗。火碱的用量，一般为每200L的容量使用0.5kg。清洗时，将火碱水溶液进行3次以上的冲洗。再用清水洗一、二次，并经油气浓度检测并符合动火要求（含氧量低于2%且可燃气体浓度低于其爆炸下限的25%为合格）方可施工。若清洗后没有立即焊、割，而存放一段时间，则必须重新用清水冲洗一、二次后才能焊、割。否则尚未清洗干净的少量汽油也会挥发出易燃蒸气，而发生爆炸事故，因为汽油的爆炸极限很低（0.76%～7%）。
2 成品油管线的冷切割、堵黄油方法
由于成品油管线长期使用，虽然进行了火碱水溶液清洗，但管道内的油气并非能达到安全施工要求。为了安全起见，在拆除旧管线的过程中，冷切割打开每条系统的主管网首尾两端，考虑到旧管网较长且支线较多，因此冷气割分段打开旧管网进行拆除。待新管线施工完毕，新旧管线连头处，采用调制好的黄油对旧管段进行封堵严实，管口油气浓度检测合格后方可施焊，最后以法兰连接恢复系统。其中，油脂与泥土应按一定比例混合，使油泥在最高环境温度下塌落度为0.5～1cm，油泥充填到管内应密实、捣紧、不得有空隙，最后刮去多余的油泥，用刀抹平。封堵段有效长度应不小于3倍的管径，且不小于500mm。封堵好的管段不得锤击，以免封堵与管壁形成空隙。
3 成品油管线的氮气置换技术
由于部分主管道分支多管线长，通过冲洗并经油气浓度检测并不符合动火要求（含氧量低于2%且可燃气体浓度低于其爆炸下限的25%为合格），因此采取氮气置换技术。
3.1 氮气置换装置的组成
3.1.1 氮气连接管
氮气连接管径为25mm，它的耐压强度不低于6.4MPa;管线设计长度为15m，在氮气连接管线与氮气瓶连接端设有压力表、单向阀（在更换氮气瓶时防止可燃气体倒流）和闸门（是单向阀的补充，当单向阀失去作用时，操作此阀），由快速接头连接氮气瓶出口。
3.1.2 氮气瓶
用于置换的氮气采用纯度为99.5%的普通氮气，气瓶标准为GB3864-83，容积为40L，压力为12±0.5MPa。
3.2 氮气置换装置的工作原理及操作方法
3.2.1 工作原理
氮气在常温常压下为无色、无味、透明的气体。分子量为28.0134，密度为1.251g/L，比液化石油气轻。氮的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不容易与其它物质发生化学反应，并具有不燃性。因此，决定了利用氮气置换的可行性。
3.2.2 操作方法
冷切割开管线两端，打开各支线上的法兰，使用塑料纸封堵各开口处，将管线一端及各支线口的塑料纸插入氮气输出管线，管线另一端的塑料纸打开一个小孔，作为置换气体出口。将氮气瓶出口通过直径为25mm的氮气管线与氮气置换装置连接，将氮气出口接入氮气管线并插入管线内。开启氮气瓶等有关阀门进行置换。经过一段时间后，对每个置换气体出口进行油气浓度检测，当管道内氧气浓度、可燃气体浓度达标后，进行“打火”试验，当确认无误后，对旧管线进行分段气割施工。
4 成品油管线带压开孔技术
由于新旧成品油埋地管线段动火连头处，管线内油气得不到彻底清除，因此管线施工采用带压开孔。阀门应选择阀体宽度较短的阀门，因此我们选择了平板闸阀，阀内通道最小直径应比开孔刀具回转直径大10mm以上。开孔刀具工作前用水将工作腔内空气置换干净，管道内充满成品油。在开孔管线上焊接管子短节及法兰，保证其轴线与管道轴线在一个平面上且相互垂直，将刀具进刀量计算出来，以免伤害至管道内下壁。开孔完毕后，带出切割的管壁并关闭阀门，方可施工新建管线。
通过以上施工方法，施工的安全性得到了保证，大大降低了现场危险性。本文旨在与广大同行共同商榷施工现场的常规施工方法问题，以起到抛砖引玉的作用。
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