1.2.1 工作原理
若碰口作业段管道两端的线路截断阀均存在内漏
现象，采用传统氮气置换方法，在置换过程中内漏的天
燃气和氮气发生混合，天燃气管道氮气置换，无法---氮气置换---，动火作
业安全风险---。通过对中间注氮的可行性分析，陕
西省股份有限公司研制了一种用于管道
置换的不动火开孔注氮装置[6]。
该装置在管道下周设置两个可拆卸的、与管道管
径相匹配的 u 形卡，u 形卡上部的直杆端固定有平台
形的支架，支架与管道间设置密封弧块，支架和密封弧
块上均开设有上大下小的同心台阶孔；支架边缘设置
凸出部分并固定有防爆台钻，防爆台钻上设置的进口
开孔钻中心与支架和密封弧块上的同心台阶孔中心重
合，在管内压力低于 500 pa 时，2 min 内实现不动火开
孔，开孔完成后，安装一螺纹阀门，与注氮软管 5 min
内实现注氮连接，由管道中间分别向两端进行氮气置
换，---了动火碰口点不带，管内形成较长段的
氮气气封与内漏的隔离。
工艺操作步骤
传统注氮置换方法的工艺操作步骤（图 1）如下：
（1）关闭甲、乙站场（阀室）线路截断阀 01、11，放
空阀 02、13；打开放空阀 03、04、12、14 对管内放
空至微正压，关闭放空阀 04、14。 （2）在甲站场（阀室）注氮阀 05 处注入氮气，打开
乙站场（阀室）放空阀 14 进体排放，并在放空阀
12 前压力表接口处进行可燃气体检测，当浓度
低于下限的 25％时，持续检测 10 min，若无异常，
停止注氮。
（3）在碰口点 a 和 b 处无火花打孔检测可燃气体
含量，当浓度低于下限的 25％时，管道氮气置换，确认管
内已全部置换合格，关闭放空阀 03、12、14。 （4）对碰口点 a 和 b 处管道进行动火切割，燃气管道氮气置换，并对
碰口点 a 的上游和碰口点 b 的下游管内放入橡胶隔
离球（充入瓶装氮气）和黄油墙进行封堵，进行新旧管
道碰口焊接施工。
（5）焊缝拍片检测合格后，在恢复生产置换
时，由于隔离球至站场（阀室）之间封存有氮气，采用天
燃气置换加氮气隔离的气推气置换技术将新建管道内
空气置换干净[5]，后续进行清管作业将隔离球清出。
中间注氮置换方法
3．2 注氮 注意 事项 由于氮 气可 使人 窒息，在作 业现场 液氮车 与氮气 车应按 照危 化品和压力容器设备管理要求摆放 。对 于 液氮源，接触液氮时应进行多方面的有效防护；注入氮 气 前应---氮气注入 的连接管道和氮气排 放的放空管 道牢固 ，防止氮气压 力不稳造成伤害 ：氮气 连接 设施要 进行试 压，还应 配备检 测仪器 ，防止氮气 泄漏 ，如 试压 过程 中发现注 氮管道 有漏 点，应 等到 设备恢 复到常温 且现 场含氧 量达标 后方可进 行紧 固或维修 ，禁止低 温 状态下拆卸注氮管道u引。 注氮过程中，通过氮气注入端的精密压力表、温度 计 ，及 时观 察氮 气注 入压 力 和温 度变 化情 况 ，防止注 入压力造成管道，氮气注入温度应控制 在 5～ 10℃，防止注入 管道 内的氮气温度过低 ，造成管 体温度 下 降，导致金属材 料金相 改变而 发生焊缝 冷脆 开裂 。管道 下游 注入 连通管道上安装超声波流量 计 ，用 于计量 回油过程 中 的流量 。回油过程 中与 各 个监测 点保持 通讯联络 ，及时掌 握 回油 清管器 的运 行位置 。当回油清 管器推 进至 管道末端 附近 时，应根据 现 场 情况 降低氮气 的注入 压力或停 止注入氮 气 ，利用 管 道 内的余 压推动 回油清 管器行进 ，控制 回油清管器 推 进速度 ，防止其进入收 (发)球筒时瞬 间冲击压力过大 。 当末 端接器报 警确 认 回油清 管 器进 入 收 (发)球筒 后 ，立 即关 闭收 (发)球筒 阀门，对油 品与氮气进行有效 切割 ，防止 回油氮气进入运行管道或储罐 内，对其造 成 冲击破坏 。 3．3 放空管道 的设置 回油结 束后 ，应 对管道 内的氮 气与可燃 气体 混合 物进 行放空排放 。根据 gb50251—2015<输气 管道 设 计 规 范>，放 空 管管径 一般 为干 线 直径 的 1／3～1／2，且 放 空管道 应 比临近设备 、构筑物高 出约 2m 并 固定 ，因 此采 用高架 式排放 管，并设置 --- 的防雷静 电接地和 阻火装置u 。 放空 排气 时气 体 中掺 有大量 油雾 ，管道氮气置换，排 出的油雾落 在 放 空 点周 围形 成 污 染 ，增 加 了后 期 处 置 工作 。可 对 放 空 管 安装 除 液 装 置 ，解 决排 气 带 出 的油 雾 污 染 问题 。
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