输油管道动火作业的风险及安全管控措施

输油管道动火作业的风险及安全管控措施

粟文彬

（国家石油天然气管网集团有限公司广西分公司  ）

摘要：当今都市道路改造升级外加城市地铁轻轨建设等工作变得十分普遍，城市输油经营单位在道路下方铺设了大量的管道，也需要按照政府城市建设需要适时进行维修或者拆除等等。通过对城市输油当中压管道动火作业危险和可操作性开展系统性的研究工作，能够了解到在管道动火作业过程当中，满足管道压力严格控制在安全作业范围之内，相关动火作业人员严格遵循有关的作业流程，细致检测并且控制介质爆炸极限浓度，那么便能够令输油管道动火作业安全风险可控，使施工更为经济高效。本文通过相关的风险分析与安全管控措施探讨，为当前输油管道动火作业提供相应的参考借鉴依据。

关键词：输油管道；动火；风险；管控

1.引言

在本项目当中，针对西南成品油管道异常点进行开挖检查，发现管道上方焊接有一个盗油阀，存在安全隐患，经分公司研究决定，对该处进行焊接三通修复。

该段管道设计压力为9.2MPa，规格为Φ457×7.1mm，材质为X60，根据供需要求输送介质为92#汽油、95#汽油和0#柴油。修复焊接的三通材质16Mn, 型号Φ457，设计压力10MPa，

表1 动火点三通与在役管线材质情况描述

本次动火时间为2022年9月3日，施工由广西分公司维抢修队负责。

2.动火地点、部位描述

2.1动火地点及部位描述

动火点位于广西柳州市柳南区洛满镇古洲村附近（经度:109.185295,维度：24.440147，高程131m）.距离上游柳泵站（高程104.42m）约16公里，距离下游码头村龙江东岸阀室（高程:83.41m）约8公里。

图1 动火点线路平面图

图2 动火现场平面布置图

图3 动火现场原貌简图

2.2作业处周边环境

该处管段穿越高速公路匝道，周边为甘蔗地。动火点位于高速路匝道盖板涵下面，涵洞口南面有一条村道，车辆人员可沿机耕路到达。附近无铁路、河流和高压线。

2.3风险消减措施

2.3.1风险识别

1、在作业坑作业时，操作不当，易造成管道防腐层损伤、光缆受损或中断。

2、放坡不够，没有支护，作业坑塌方，人员不能顺利逃生发生人身伤亡事故。

3、作业坑无明显标志，人员闯入受伤。

4、如油品泄漏，可能造成污染环境，人员伤亡，环境污染。

5、电焊机、焊把线及电源线损坏或未接地，易造成人员触电。

6、管道壁厚减薄，焊接造成撕裂，油品泄漏。

7、管道运行压力未降到方案指定4MPa，焊接时焊穿管道，造成成品油泄漏。

8、焊接管帽时未按照焊接工艺进行焊接，产生焊接应力，撕裂管材。

2.3.2风险消减措施

1、挖掘深度超过1.2米时，每隔8米，利用梯子、阶梯、斜坡或其他方式为进出沟槽提供安全通道。如果使用梯子，梯子的上部就高出地平面1米并且应适当固定。

2、人工对光缆加装套管保护，避免意外操作造成光缆损伤。

3、动火点周边拉设警戒线，禁止无关人员进入现场；保持与政府部门沟通，做好应急准备。

4、按照施工方案落实安全措施。

5、施焊前，应对电焊机、焊把线及电源线和接地进行检查，确认合格后，方可作业。

6、焊接前现场组织现场监护、维抢修组、柳州库站共同确认管道检测壁厚，实际运行压力，确保在4MPa以下。

7、焊接前对焊工进行安全技术交底，焊接工艺交底，焊工严格按照工艺规程要求进行焊接作业。

8、现场配备8个MFZ/ABC8手提式干粉灭火器和4张灭火毯。

9、做好现场工农关系协调，避免出现阻工等情况。

3 .动火级别

根据《国家管网集团动火作业管理暂行细则》动火分级标准中第四条，在役油气管道补板、B 型套筒、支管、短节、三通焊接作业。三通焊接施工属于一级动火作业

4.动火方式

在管道本体上进行打磨，焊接。

5.动火施工主要工作

由于盗油阀连接着高压油管，根据现场情况直接安装好三通管件，把高压软管盘进三通管件内腔，对剥离防腐层进行定位，用记号笔画出，然后剥离防腐层。打磨，最后进行焊接

6.动火施工

6.1施工准备

（1）完成作业坑开挖，确保作业坑有足够的作业空间，坑内无积水。

（2）作业位置处于盖板涵下面，属于一个半封闭式环境，采取强制通风措施。

（3）去除焊接部位的防腐层和锈层，打磨至金属光泽。

（4）用测厚仪对管道预焊接位置进行壁厚检测，取壁厚最小值进行施焊压力复核。

（5）施工机具：电焊机、角磨机、氮气瓶、氩气瓶、砂轮机、抽水泵、鼓风机等。

6.2焊接准备

（1）动火作业前，对拟动火部位防腐层进行剥离，首先对剥离防腐层进行定位，用记号笔画出；然后用扁铲和锤子将防腐层剥离，剥离过程中不得破坏管道母材；最后用砂轮毛刷将管道清理干净。

（2）本次焊接管道母材材质为X60，三通管件材质为16Mn，为避免发生焊透管材的现象，焊接前使用管道壁厚测量仪测量管道壁厚，保证所有环焊缝位置壁厚达到5.5mm

及以上，焊接过程注意停歇，避免长时间高强度焊接导致管材焊透。

（3）确认管道压力是否达到施工标准

P=2*415*（7.1-2.4）/457*0.6=5.12MPa；

式中：p—管道允许带压施焊压力，MPa；

—管材的最小屈服极限，取415MPa；

t—焊接处管道实际壁厚，mm；

c—因焊接引起的壁厚修正量，mm（通常取2.4mm）；MM

D—管道外径，mm；

F—安全系数（原油、成品油管道取0.6，天然气、煤气管道取0.5）。

经计算焊接点理论压力小于5.12时满足焊接条件，为确保缺陷点修复安全，焊接点管道压力应控制在4MPa以下。

6.3三通管件焊接

结合现场实际情况，将三通管件用防爆链钳固定在盗油阀门正上方。再次确认输油工况和现场安全条件，安全措施满足动火作业条件后进行三通管件焊接。

（1）三通管件焊接，管道母材材质为X60，三通管件材质为Q345R,设计压力10MPa焊接采用E5015-G（J507）焊条进行施焊，焊接要严格按照焊接工艺评定中规定的参数和焊接顺序进行焊接，焊接参数详见表2所示。

表2 焊接工艺评定中规定的参数

（2）三通管件焊接前再次检测管道壁厚，保持管件与母管的缝隙要控制在0—2mm间，若缝隙过大，则矫正后再进行焊接，不能直接焊接。严格按照焊接工艺参照进行，以防电流过大击穿母材。

（3）三通管件的焊接严禁使用气焊。

（4）三通管件环向角焊缝的焊接

（5）管件焊接时电焊机二次线应放置在管件的上面并接触牢固。

6.4焊缝检验

（1）质检员应对焊缝进行外观检验，焊缝外观质量符合要求后，填写焊接外观检验记录。

（2）焊缝外观合格后，由具有资格的无损检测人员对焊缝进行着色及渗透检测，合格后进行下一步施工。

7.作业过程中的风险控制点

7.1三通的焊接过程

首先，针对三通安装的定位间距来讲，需要严格依据相关的标准要求执行。三通环焊缝位置的管道进行具体壁厚测量工作，结合标准当中许焊压力进行详细的计算，再次确认焊接位置是否满足科学性与合理性。在焊接开始之前，务必完成焊接工艺的交底，焊接过程严格依据焊接工艺的有关规程执行。针对预热的要求、多排多道的要求、单层的焊接厚度要求以及回火/退火焊道的要求来讲，同样务必达到落实到位的要求，在工艺规程当中，所有措施的制定是确保焊接质量、预防焊接裂纹以及减少应力集中切实可行的举措。直焊缝焊接方面，需要加垫铁，保护管道不和电弧直接进行接触。在两端位置需要加引护板，在焊接完成的情况下将其切除，避免在三通本体上出现引弧和收弧的问题，较大程度减少缺陷的出现。在环焊缝焊接过程当中，严格依据标准和焊接工艺要求，重点控制角焊缝的焊角尺寸，不仅应确保焊缝具备足够的强度，同时还应尽量降低焊缝位置发生应力集中的状况。

在管道带压的前提下开展动火焊接工作，特别是管道壁厚相对较薄的情况下，需要密切关注焊工的精神状态，避免因为工作人员的主观因素而直接影响到整个施工。三通焊接除了需要依据标准要求做出分层检测以及24h延迟检测之外，还需要按照现场的具体情况，开展48h之后的延迟裂纹检测工作。由于堆焊焊缝自身应力集中相对来讲较大，特别是焊缝与管道连接的焊趾位置存在焊接缺陷状况，容易最终发展成为裂纹，严重影响到管道运行稳定性和安全性。在三通焊接完成的情况下，在整个开孔封堵过程当中，所有的三通均需要进行接地处理。

7.2开孔作业

针对带压开孔技术来讲，指的是借助于开孔设备，在没有介质外泄的基础上，通过动火焊接切削方式，在运营管道当中加工出圆形孔的作业中心钻。在开孔联箱进行拆装之前，氮气置换、均压属于必须进行检验的项目。在开孔过程当中，通过设备的操作规程和切削声音进行详细的判断，转速与进给量二者是否有着匹配性，进而确保开孔质量满足要求。在开孔顺利结束之后，应第一时间检查鞍形板是否已经顺利取出。

7.3旁通的建立

针对旁通管线来讲，需要依据SY/T6150标准当中有关的要求，应进行设计的必须由满足资质要求的单位开展设计工作，将设计文件当做有关的归档文件，保证其具备合规性的要求。旁通管线全部焊口均要接受无损检测，不能因为是临时管线而对其予以抽检，无损检测在合格之后开展管道试压

工作。在试压之前，针对旁通管道的支撑固定做出细致的检查工作，避免在试压过程当中或者是旁通投用时震动相对过大。旁通管道的氮气置换合格之后，满足相关的标准要求情况下，接着进入到下一个工序。

7.4动火连头作业

在开展断管作业之前，需要对管段做出氮气置换、放空，在断管过程当中，需要密切关注于注氮保护工作，避免介质置换不彻底而增加潜在的作业风险。对于第一道口来讲，需要采用机械段管的方式完成，在断管作业期间，操作人员站位应保持正确性，避免管道断开情况下瞬间的应力释放，对操作人员带来严重的伤害，新管段或者是管件在现场安装之前，需要依据相关的标准完成试压工作。连头管道组对焊接期间，应严格依据既定焊接工艺开展作业工作，确保组对没有应力、焊前之前有预热、过程不中断外加焊后100%射线以及超声检测等等，如果有必要，那么应开展24h之后的延迟检测工作。连头焊接要求质量与效率均相对较高。在管道封堵的前提下，作业安全风险随着封堵持续时间的增加而相应有所增加，同时还应确保质量满足要求。

8.输油管道动火作业安全风险管控

8.1输油管道动火作业前的检查

为了能够顺利达到管道动火期间，火源与易燃、易爆油气介质完全隔离这样的目的，在动火管段的隔离和清扫过程当中，需要重视下列三个不同的问题：第一，关闭阀门期间，应做到避免由于阀门关闭不严或者是阀门内漏而引发的各类事故，在法兰位置需要加设盲板。采用封堵器的情况下，需要做到认真检查封堵器的密封胶垫以及皮囊是否完好。第二，动火之前，需要细致检查管道内部油品残留状况，注意检查管段最低点的残留物以及最后排出的油品，分析其排空状况。第三，检查管道内部的可燃气体浓度，如果隔离清扫不够，那么需要采取其他一些辅助措施进行保护。

8.2动火作业许可管理

（1）作业申请。在申请动火作业许可证期间，需要参照动火有关的级别，明确申请人和相关的办理部门，申请人员需要和动火施工现场有关部门及时进行沟通，按照作业施工现场实际状况开展交流工作。在各项资料准备齐全的情况下，向上级有关单位进行及时提交。

（2）施工准备。对于动火施工区域来讲，相关管理部门及工作人员在动火作业开展之前，应及时切断油气的相关来源，将动火作业现场可燃材料做出彻底的清理。动火施工现场所用到的有关设备，需要由相关的专业技术人员对其予以操作。

8.3动火施工设备安全管理

动火作业期间，能够用到的施工设备往往较多，比如说吊车、污油车、消防车、抽油泵、切管机以及发电机等等。在施工设备使用之前，应严格检查机械设备具有的性能，确保其在施工过程当中具有足够的安全性。假如在动火作业过程当中，需要用到有关的吊装设备，那么需要提前做好一系列试吊工作。

9.结语

动火作业被视为特殊类型的作业，其施工过程往往过于复杂，通常都是在具有油气的场地或者具有油气相关设备基础上开展施工活动，风险性相对较高。对于动火作业来讲，需要健全并且优化指挥协调组织，进一步完善施工管理团队，明确其肩负的职责权限，并且严格落实个人职责。制定系统性的施工管理措施，做到统筹安排，强化不同施工环节沟通力度。与此同时，还应克服工作当中的随意性问题，严格遵守输油管道抢修工作流程，避免作业过程当中潜在安全风险出现。

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