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摘要：冶金企业煤气管道带压开孔接管技术已经逐步取代了传统的开孔接管技术，如何安全地利用该项技术是目前许多冶金企业面临的急需解决的问题，本文就煤气管道带压开孔接管技术进行了安全分析与研究，提出了冶金企业煤气管道带压开孔与旁接支管技术的相关安全对策与措施。

关键词：带压开孔；煤气管道；安全风险；安全对策

0前言

冶金企业中的煤气主要分为四类：高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气,这四类煤气是冶金企业在生产过程中的副产品，同时也是供给自己企业的主要能源，该四种煤气均具有易燃、易爆、有毒等特点，在使用、输送、存储等过程中易发生安全事故。煤气管道在冶金生产中担负着能源输送的重任,成为输送煤气的重要载体，煤气管道的开孔、旁接支管、安装阀门及盲板等是较为常见的管道作业，但其作业过程安全风险大是冶金企业十分关注的一项作业。为提高安全系数和生产效率，煤气管在线带压接管已成为全国众多冶金企业技术攻关项目之一。管道带压开孔是在密闭状态下，以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔的一种作业技术，当在役管线需要加装支管时，可采用管道带压开孔技术完成，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保的完成新旧管线的连接工作。

1冶金企业煤气管道开孔接管主要技术措施

1.1传统开孔接管技术

传统开孔接管技术是对在役的被接管道进行停气，关闭煤气管道阀门、加装盲板、放空管内的煤气，用氮气进行吹扫置换，合格后，用人工火焰切割开孔的方法进行接管。采用传统开孔接管技术虽然比较安全,但存在着影响生产、污染环境、工序繁多、工期较长和人力物力消耗大等问题，特别是在煤气恢复过程中，煤气管道一旦有空气进入，极易造成爆炸着火。

1.2带压开孔接管技术

带压开孔是在母管上利用安装支接短管后安装闸板阀及开孔筒刀，开孔中心钻头和开孔筒刀通过液压站设定参数驱动，液压全自动开孔机利用机械切削，在短管密封腔内切削母管开孔作业，在切削过程中通过开孔连箱内注入的氮气封堵煤气，切削完成后,切掉的管壁进入筒刀腔内，实现了带压开孔作业。

带压开孔接管施工开始前,需要做好开孔前的一系列准备工作，施工技术人员应进行施工技术交底,使施工人员熟悉施工步骤、技术标准、质量要求、安全管理要求、施工要点,保证施工顺利进行。

1)待开孔管道上焊接短管（如图1），并装好闸板阀后（如图2）,在闸板阀门法兰上加装密封垫安装筒刀开孔机组件（如图3）。

2)氮气置换密封。通过开孔连箱上的截止阀对开孔刀所在容腔进行气密性检查、置换开孔密封腔内的空气,检测含氧量是否小于2% , 达到要求后充入0.6 MPa的氮气到密封腔内,关闭放散阀门,完成氮气置换密封。

3)液压站联接好动力电源后,启动液压站,检查液压站工作是否正常。通过高压胶管把开孔机与液压站联接,启动开孔机试运行3分钟,确认刀头右旋,检查各部位是否运行正常。

4)待设备运行平稳后停机,手动摇动开孔机手轮,启动电机,当中心钻钻头端部接触到管壁时, 将开孔机进给箱挂上自动进给档,启动机器,开孔刀自动向下进给开孔作业（如图4）。切削完毕, 开空筒刀进止预先计算好的行程而停车,手动旋转手轮,把开空刀与切削下来的管壁一起提回开孔连箱内。

5)关闭新装闸板阀门（如图5）。

6)打开开孔机上开孔连箱上的放散阀,排除连箱内介质。按顺序卸下开孔机, 开孔工作完成。

在完成开孔后只需要将待接管道（如图6）与新装闸板阀门碰接即可实现开孔接管。

2.1技术安全风险

传统的开孔接管技术在作业前管道内煤气已经被置换出来，在施工技术上安全风险相对较小。带压开孔接管技术是在不停产的情况下，带气带压作业，煤气在管道内正常运行，在管道上进行开孔接管等一系列的施工作业，安全风险较大。带压开孔接管技术需要在管道上焊接短管、安装阀门、安装筒刀开孔机，此过程中涉及到液压驱动、机械切削和动火焊接等，在母管上如同动刀动枪，如有不慎都会擦枪走火。需要保证开孔腔体内含氧量符合作业条件，在密闭状态下进行，在开孔作业过程中开孔机的中心钻头定位要精准，切削速度控制好，不能产生较大温升和撞击打火。

作者简介:韩栋(1978年5月－),男，汉族,安徽太湖县人,硕士,主要研究领域为冶金、化工、除尘设备技术，安全技术研究。

2.2作业安全风险

带压开孔接管技术在整个施工过程中涉及到吊装作业、高空作业、动火作业等，这些都是特种作业，安全风险高。作业使用的全自动开孔机涉及到机械加工作业、临时用电、液压站电机驱动等均有不同程度的风险存在。

2.3煤气自身安全风险

在带压开孔接管技术中，是在煤气不停产状态进行的，煤气本身的安全因素将是施工作业中存在的最大安全风险，四种煤气中无论哪种煤气中都含有易燃易爆的CO、H2等成分及有毒气体成分，在施工作业任何一个环节上都不能失误，否则都有可能酿成爆炸、中毒等事故。具体见表1.从安全的角度，最关心的是一氧化炭、氢气、甲烷三种成份，他们既是危险成份，也是有用成份，具有较高的热值。体现煤气的毒性上，煤气中毒，主要是一氧化炭中毒。煤气中的氢气和甲烷具有爆炸性，爆炸极限范围越大，煤气的危险性越大。

冶金过程中产生的煤气既是冶炼过程的副产品，又是冶炼过程中主要燃料，这就导致煤气管网在在冶金企业内部错综复杂，管道与风机、除尘器设备、煤气净化设备、煤气柜、锅炉等设备设施相关联，煤气管道口径大、架空输送，这对带压开孔接管作业带来潜在的风险。管道开孔与接管往往是在管道腐蚀程度严重或是部分支路需要更换更新作业的情况下进行，母管的强度、剥蚀、煤气泄漏点，管廊上其他管道的干涉等都将对开孔接管带来风险。

2.5作业设备设施安全风险

液压开孔机是整个作业中做关键的设备，它由液压站和筒刀装置两大部分组成，自带设备，除了设备笨重外，系统内涉及到液压系统，供电配电系统、控制系统，涉及到液压管道、氮气压力管道等，筒刀装置的起吊、对中、安装、调试各个环节都是极易出现安全事故。同时电机、控制箱、电气控制元件等的防爆等级温度组别需要符合煤气危险场所使用要求，防爆电机及相关相关电气设施需要接地保护。

3管道带压开孔接管技术安全对策

在带压开孔接管技术中常见的安全事故有：触电、高处坠落、物体打击、机械伤害和煤气中毒、着火、爆炸等，要有效地预防这些安全事故，必须采取行之有效的具有针对性的安全技术措施和对策。

3.1做好施工前准备

在施工前，准备必须的劳动防护用品及煤气检测与报警设备，需要对作业环境中煤气设施做细致的检查分析，是否存在泄漏。对在役煤气管道壁厚进行管壁测厚，确认是否满足最小施焊厚度，对周围易燃易爆物品的清理、气样的取样和分析、电气设施的安装、脚手架的搭建等必须认真准备，1)测定开孔处管壁厚度,并由安全、技术和作业人员共同确认。2)准备和检查开孔器、开孔用的各种材料、备件,如阀门、法兰、螺栓、螺丝和垫圈等。尤其接管用阀门应清洗、加油,开关灵活,关闭可靠。3)制造开孔用的备件,如马鞍管、异径短管、预留短管、事故短管及盲板,以及接通保压、灭火氮气或蒸汽的管接头等。4)准备在马鞍短管与开孔母管上焊接加强筋护板,并根据规范要求决定是否以及如何对接管母管段作进一步加固处理。5)现场准备电源及电、气焊工具。

3.2做好预防措施

做好预防措施，是保障整个施工的顺利进行的有利条件，设计施工作业方案和应急预案项目负责人是该项目的责任人，控制的重点是施工中人员的不安全行为、设备设施的不安全状态、作业环境的不安全因素以及管理上的不安全缺陷。责任人在施工前要进行安全检查，把不安全因素消灭在萌芽状态。并做好以下触电事故、高处坠落事故、防止物体打击、开孔机使用和煤气中毒、着火、爆炸事故的预防措施及应急预案。加强安全教育和宣传工作，使安全意识得到进一步提高。

3.3落实施工技术措施

带压开孔接管技术的关键步骤就是施工作业，要保证整个施工过程安全，需要严格按照规范和程序施工，工作人员要严格按照施工规范进行施工，施工期间谨慎小心，杜绝一切侥幸心理。除了严格执行施工规范外，还需要注意以下几点：

1)开孔部位要尽量避开管道焊缝，除去管道表面油污、底漆，确测量管线壁厚，满足施焊最小壁厚要求，尽量避开管道的严重腐蚀区域。

2）氮气置换密封。通过开孔连箱上的截止阀对开孔刀所在容腔进行气密性检查、置换开孔密封容腔内的空气（用氮气进行试压检漏、置换，氮气置换时，通过开孔连箱的放散阀注入0.6MPa的氮气，当注满氮气后通过开孔连箱的放散阀将密封容腔内的氮气放散到0.1MPa，重复2-3次充、放氮气过程，检测含氧是否小于2%，达到要求后充入0.6MPa的氮气到密封容腔内，关闭放散阀门，完成氮气置换密封）。

3)开孔设备在使用、安装前要进行试运转，确认设备钻削行程是否符合作业要求，确定配件、备件及安装的专用工具是否齐全。

4）开孔切削后，退出主机主轴及刀具的同时要关闭阀门。然后对设备、辅助设施依次拆。同时，在切削过程中要严格控制施工过程中的切削热，以免发生温度过高造成安全隐患。

3.4落实组织管理措施

整个施工过程是否成功组织管理是关键，在开孔接管施工作业中尤为重要，首先必须有组织施工结构，要建立安全责任制，落实责任人，对施整个煤气管道带压接管进行有计划、有组织、统一指挥和协调，保证施工中的人身安全、设备安全、结构安全、财产安全并创造适宜的施工环境。在施工中要坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。要从工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断制度、工作终结及停送电制度等制度方面去约束和规范行为。设专职安全员，全面负责施工工程的安全,统筹工程安全生产工作，保证并监督各项措施的实施。作业申请人、作业批准人、作业人员及作业监护人要各司其责。

4结语

带压开孔接管技术的应用现在不仅在冶金企业煤气管道上得到广泛应用，在石油化工、天然气管道等上也得到了推广应用。尽管带压开孔接管技术作业安全风险十分大但只要贯彻好“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，认真制定和落实各项安全措施，从源头开始做好人防物防将易产生的各类事故和安全隐患消灭在萌芽状态，最终实现带压开孔接管技术在冶金煤气管道及相关危险管道作业上安全、经济和高效地实施。

参考文献

[1].吴思伟，韩栋.带压开孔接管技术在杭钢焦化厂的应用[J]浙江冶金，2013（3）：53~55

[2]. 李凯铭.带压开孔接管技术在煤气管道上的应用与发展[J] 酒钢科技，2007（3~4）：20~22

[3]. 王水明.煤气管道带气抽堵盲板开孔接管中的安全技术[J] 中国安全生产科学技术，2006 2（3）：112~114