PE管路不停输开孔封堵技术与设备

PE管路不停输开孔封堵技术与设备
作者：袁美琴
来源：《山东工业技术》2014年第21期
摘要：PE管道不停输开孔封堵设备适用于城市PE燃气输配管线管网的施工作业。

主要应用于带气带压运行中的PE管线上接支线，加接或更换阀门、更换管段、管道改线和改造，以及维修、抢修、抢险和处理管道故障等带压开孔封堵作业，文中介绍了PE管开孔封堵的基本原理，设备的构造特点和应用方法。

关键词：PE管道；不停输；开孔封堵；应用
0 引言
聚乙烯（PE）燃气管以其耐腐蚀、流阻小、抗震、接头可靠、施工方便、运行维护量小和工程综合造价低等优良性能以及较高的性价比在燃气输送领域已经得到了广泛的应用，并且用量在逐年增加。

由于建设、维护等需要，有时需要在PE管道上连接分支，或者由于管道受损需要进行修补、更换等操作。

为了不影响用气用户的正常使用，需要进行不停气带压施工，于是就出现了PE管道不停输带压开孔技术。

1 开孔封堵技术工作原理
PE管不停输开孔封堵技术主要是对正在进行中的城市燃气网线进行不停输的施工作业方式。

它的工作原理是：对在运行中有压力的管线进行施工或抢修，将要封堵的管段两端用封堵设备将其堵住，并通过开孔封堵设备上的旁通装置将管线内的介质通过其实现不停输输送，保证其正常运行。

2 开孔封堵设备结构特点和原理
开孔封堵设备是由开孔机、机架、封堵器、下堵器、开孔刀、电熔管件等组成。

2.1 开孔机
开孔机由钻杆、进给机构、连接盘、机壳、护套和操纵杆手把等机件组成。

开孔机采用手动进给钻杆驱使开孔刀开孔套料。

开孔范围Ф100～Ф130mm。

它通过移动手柄可将机壳连同钻杆一起上下快速移动。

机壳下端装有定位螺母，定位螺母安装有定位螺钉，当开孔机钻杆到达规定位置后，将定位螺母上的螺孔与导向轴上定位孔调整对正，拧紧螺钉固定孔机，可调整钻杆做少量移动。

开孔时，用操作手柄旋动钻杆，钻杆可实现每转1mm的进给。

2.2 机架
机架是一种承上启下的连接设备，主要材质是铝合金。

主要由扇形闸板、上下连接法兰盘、左右支架、放散球阀、压力表等组成。

在施工作业中，机架上的扇形阀门起开启功能，进行开孔封堵设备的置换。

另外，机架利用两侧支撑板和变径卡环将不同管径的作业管道牢牢卡固，起支撑固定作用，扇形闸板通过上阀体表面的开、关指示牌，用六角专用板手旋转至“开”或“关”档位，可实现闸板的打开和闭合，以便在置换作业设备时截断管内介质，防止外泄。

2.3 封堵器
封堵器由传动轴、操作手柄、球面锁紧装置、密封皮碗装置等零部件组成。

封堵时将封堵头收缩状态推入到管底，摇动手柄带动传动轴进给，球面锁紧装置使传动轴在一定范围内可自由转动，方便皮碗顺利通过作业孔，球面锁紧装置的锁紧螺母通过压紧尼龙球体可锁紧传动轴，并防止管内介质外泄。

封堵头采用三叠式合页形式，当下到管底时皮碗打开，唇边与管道内壁贴合紧密，并且有一定压缩量，使封堵严密可靠。

2.4 下堵器
下堵器由操作手轮、下堵杆、连接盘、锁紧螺母等组成。

下堵杆上有定位销用来插入电熔管件的尼龙堵塞槽中，旋转操作手轮带动尼龙堵塞往下移动，尼龙堵塞上有O圈形可实现密封作用。

2.5 开孔刀
开孔刀主要由套料刀体、浮动护套、刀柄、中心钻等组成。

开孔采用套料切削，开孔刀中心钻与刀柄用弹性销固定，中心钻尾柄与开孔机钻杆用弹性销固定联接。

中心钻开孔定心后，套料刀齿开始切削。

浮动护套在开孔前下移到齿尖，并随着开孔的进深上移，将切屑挡入刀筒内，可起到防止切屑外露的作用。

2.6 电熔管件
电熔管件是由防护帽、上鞍座、下托板、堵塞密封装置、联接压板、固紧螺栓等机件组成。

在管件的上鞍座内园弧面排布有电热丝，通过电熔焊机加热管件内园弧面和PE管外表面。

当温度达到1900C～2300C时管材与管件配合面完全融合，冷却后成为一体。

堵塞密封装置由堵塞本体、密封圈组成。

防护帽内端面设有一道O形密封圈，防护帽内端面的O形圈起到双重密封和对堵塞的防护作用。

3 PE管开孔封堵设备的技术参数
开孔范围Φ100～Φ130，允许最大压力：≤0.4 Mpa，介质温度：10～40；开孔机进给量为1mm
4 开孔封堵技术应用
（1）现场准备工作：根据现场施工条件首先进行开挖，刮去施工段上与管件上鞍座电熔焊接弧面安装处的氧化层，用PE溶剂清洁括面和管件上鞍座内圆弧面的油脂和脏物。

用下托板、连接压板、螺栓将管件上鞍座夹固在母管上，用电熔焊机将管件焊牢在母管上。

（2）机架安装：将机架与管件的连接套旋紧在管件上，将机架两侧的下托板插入机架下方，卡住管道，并用手轮螺钉拉紧连杆，使下托板夹紧在管道上，用蝶形螺母背紧固定好机架。

对管件的电熔焊接质量和机架各安装连接处进行气密性测试，试验压力不大于管内介质压力。

（3）开孔机的安装和钻孔：根据母管管径，选定开孔刀规格，将开孔刀安装在开孔机主轴上。

刀具等组装后的开孔机安装到机架上，开孔机与机架连接后进行气密性测试，顺时针方向扳动旋转，操作手柄，开孔进刀开始，开到之前测量好的尺寸，逆时针旋转操作手柄，提升钻杆退出刀具到开孔机连接盘内腔中，用专用扳手旋转关闭机架上的扇形闸阀。

打开放散阀，排放闸阀上部压力介质。

拆除开孔机连接盘连接螺栓，卸下开孔机，关闭放散阀。

（4）封堵：准备与封堵管径规格相对应的封堵头，将其与封堵器连接，收拢皮碗将封堵头提升至连接盘内腔中，用锁紧手柄旋紧压盖螺母，连接盘上密封球体被压缩使封堵器主轴不能下移，作压力平衡，打开扇形闸板，将封堵头送入管底，摇动手柄，使封堵皮碗打开起到密封作用。

下完封堵头之后，检查密封性，无泄漏，将封堵头提升到封堵连箱中，关闭闸板，放散介质，拆除封堵器。

（5）下堵塞：将电熔管件堵塞连接在下堵杆上，一起安装在机架上，作压力平衡，打开闸板，手摇下堵杆上的手轮，带动堵塞旋转下移至电熔管件中，下到位后，撤除下堵器，关闭闸板，放散介质，下堵作业完成。

（6）扫尾：最后盖上电熔管帽，整个开孔封堵过程完毕。

作者简介：袁美琴（1978—），女，江西峡江人，本科，助理工程师，研究方向：机械工程类。