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HT75管道不停輸帶壓開孔機的改造及使用
摘要：介紹HT75不停輸帶壓開孔設備的基本原理和操作步驟；并就該種作業方式與傳統的帶（停）氣作業相比所具有的優勢及施工注意事項作了介紹。
1 概況
佛山市燃氣總公司自 1992年底成立以來，致力于發展佛山市區的液化石油氣管道燃氣供氣業務，現已鋪設地下輸配網約200公里，發展管道氣居民用戶約4萬戶，管道氣工商業單位用氣戶近200戶。隨著總公司業務的發展，帶（停）氣碰日作業次數越來越多，一年達180多次。為了減少帶（停）氣碰口作業的次數，減少夜問作業量，減少對市民停氣的影響，提高碰日的安全性；我們向江西省新余長林特種設備有限責任公司購買了HT75管道不停輸帶壓開孔機，投入使用后取得了較好的效果。
2 帶（停）氣作業存在問題
2.1 對用戶用氣的影響
隨著社會的進步，公司業務的發展，在已建的通氣管道上進行開日增加新用戶在所難免。為減少對用氣戶用氣的影響，以往的碰日作業一般都安排在晚上23:00—零晨6：00進行作業；即使這樣對所碰日控制區內的用戶仍然有影響：酒樓、賓館無法連續供氣，影響營業；夜間下班的工作人員回家無法洗上熱水澡等等。
2.2 存在的安全隱患
（1）用氣戶安全隱患
停氣后，由于用氣戶灶具熄火或打不著火，有些用氣戶可能因此而忘記關閉灶具閥或管道閥門，這樣在恢復通氣后，易造成燃氣泄漏；另外，若是停氣充氮碰日作業，如果通氣時管道內的氮氣未置換干凈，用戶可能因此而點不著火或者中途熄火。所有這些都極易引發事故，造成危險。
（2）碰口施工安全隱患
碰口時，由于宣傳不夠或用氣戶違規操作，造成施工人員受傷或其它事故。如某些商業性用氣戶在管道已經停氣的情況下，擅自接人鋼瓶供氣，因閥門漏氣等原因而導致鋼瓶氣倒灌進人輸配管道，造成施工人員被火灼傷。另外帶氣作業時管道如果沒有保證做正壓，或氮氣置換燃氣不干凈，一旦有空氣進入與燃氣混合，達到爆炸濃度，一遇明火，極易引發事故。
2.3 浪費能源，對環境造成污染
當新建管道與輸配管網碰口時，一般均需關閉碰日處上、下游閥門，放空管內燃氣并在管道略帶正壓的情況下進行帶氣碰日作業；若碰日作業難度較大還需先用氮氣進行置換，作業完成后再用燃氣置換氮氣直至合格。若上、下游閥門較遠，則所需置換時間更長，損失的燃氣量更多；一般達幾十標方，有時上百標方。另外，放散的燃氣是用明火燒掉，對放散槍周圍的環境造成一定程度的污染，不利于環保。
3 HT75帶壓開孔機的工作原理及配套設備
3.1 HT75的主要技術性能
工作壓力：PN≤ 6．4MPa
最大開孔直徑：D70
鉆桿最大行程：300mm
鉆桿進給方式：手動 3mm/r
允許最大扭矩：250N．m
動 力：手動
3.2 HT75的工作原理
本機由外力通過方頭直接驅動鉆桿進行工作，采用機殼上的螺紋與花紋套經手動調節作進刀，在機殼上帶有刻度，開孔時直接指示工作進尺。機器下部裝有軸封填料，使機器在帶壓工作的情況下不致滲漏。
機器上部的螺母壓蓋與主軸之間有一銷孔，當銷子插入后，可使鉆桿與螺母套連成一體，實現快速進、退，以便于安裝和提取法蘭堵塞中的堵頭。其結構參見圖1。
3.3 HT75的配套設備
（1）開孔刀
開孔刀是用來對金屬管道直接開孔的刀具。
（2）連箱
對每種開孔規格直徑均應配置相應規格的連箱，以便連接開孔機與夾板閥；同時為開孔刀具提供一個存放空間。
（3）法蘭堵塞
是給開孔機在所開孔的管路上提供的一個基座，開孔時必須選用一個與開孔直徑相適應的法蘭堵塞。在封堵作業完成后，用堵頭封住以便取下夾板閥。
（4）夾板閥
夾板閥連接連箱與法蘭堵塞，在開孔及更換刀具與進行封堵作業時起隔斷壓力介質的作用。
4 試驗及改造
HT75帶壓開孔機全套設備配齊后，在廠方技術人員的指導下，先進行了模擬性帶壓開孔試驗，經試驗后發現有三個問題需要解決：
（1）手動開孔費時費力。
（2）開孔刀具開孔后拆卸困難，有時現場根本無法拆在。
（3） 法蘭堵頭對中性較差，密封性不強。
經與廠方研究后，針對上述三個問題進行了相應改造：首先增加電動頭，解決手動開孔費時費力問題；其次在開孔刀具側面鉆φ6mm—φ8mm的孔，方便刀具拆卸；另外在法蘭堵頭端部增加錐度及接觸面，增強其對中性及密封性。改造后的HT75帶壓開孔機再一次進行了帶壓開孔試驗，試驗時管道工作壓力為0．6Mpa。試驗表明已經較圓滿地解決了上述三個問題。現開一孔時問只需約15分鐘，刀具也易拆卸，法蘭堵頭密封性較好。在試驗成功的基礎上我們于去
年8月31日進行了現場不停輸帶壓開孔作業，現場安裝示意圖如圖二所示。開孔過程順利，一次成功。
5 操作規程及施工中的注意問題
作業前應齊套準備好相應規格和壓力級的連箱、夾板闊和法蘭堵塞，刀具以及必備的材料。
5.1 焊接法蘭堵塞
取出堵頭并妥善保管，將法蘭擺正，法蘭中心線應垂直于母管軸線，且在一個平面內，焊接在選定好的位置上；支管接口時應汪意其方向，并將支管接至所需之處，作好通氣準備。
5.2 安裝夾板閣
將夾板間加密封圈與法蘭堵塞聯接，對稱用力堅固螺栓。啟閉夾板閥，記錄閘板進、退到位手把轉動的圈數。測量并記錄圖3中Hl尺寸。
5.3 連箱、開孔機與刀具的安裝
將開孔機鉆桿螺紋纏上密封膠帶，旋人連箱螺孔固緊。手旋動開孔機上的花紋套，將鉆桿伸出連箱法蘭面，用專用套筒板手將開孔刀與鉆桿連接后縮回連箱內。將開孔機帶連箱加密封圈后安裝于夾板閥上并固緊。作焊接和連接面密封檢查。測量并記錄圖3中H3和H4尺寸。
5.4 鉆桿進尺行程計算
計算馬鞍塊弦高H2
式中：D0—母管外徑，mm；
D—母管內徑，mm；
Dc—盤刀齒外徑，mm。
中心鉆尖頂至母管管頂的空行程：
S1＝H1＋H3
當中心鉆尖頂露出連箱平面時，H3為負數，反之為正數。
刀具從連箱中到將馬鞍塊切下后的全行程：
S2=H1+H2+H3
5.5 開孔
打開夾板閥到位，將機頭上的銷子插人軸孔中，搖動手把，將開孔刀走完空行程；當中心鉆接觸母管頂部時，將插銷拔出，取下手搖把，裝上電動驅動頭，打開電源，驅動刀具旋轉，手動旋動花紋套實行進刀；手動進刀時應緩慢進行。當卡刀時，可先稍退刀后再進刀，不可強行搖動。當在小管徑上開孔時，在馬鞍塊被切斷后，不得再繼續進刀，以防中心鉆將對面管壁鉆通。當切削完成后，斷開電源，取下電動驅動頭，裝手搖把，再將插銷插入軸孔中，反向搖動手搖把，將刀具提至連箱內，關閉夾板閥。
5.6 下堵頭
將連箱帶開孔機卸下，取下刀具；將堵頭旋入鉆桿的內螺孔擰好，堵頭縮進連箱，計算好下堵頭到位的行程。將連箱帶開孔機一并安裝在夾板間上固緊。全開夾板閥，將開孔機上的插銷插入軸孔內，搖動手把將堵頭送到法蘭內腔螺孔日部后，輕緩旋動，使堵頭入扣后再旋緊。堵頭旋緊后，拔去插銷，反轉花紋套，提升鉆桿縮進連箱，泄放夾板閥和連箱問的介質，并從泄放日進一步檢查堵頭的密封情況；如正常則可拆除設備。在法蘭堵塞上加墊、蓋上百板并固緊或焊死堵頭與法蘭的結合處。
6 使用情況
該設備從去年8月31日現場不停輸帶壓開孔至年底，不停輸帶壓開孔作業已成功9次，成功率達100％。
經使用表明：HT75管道不停輸帶壓開孔機完全可以用在管線不停輸、不降壓的情況下進行開孔作業增加新用戶。該設備使用方便、靈活，減少了夜間帶（停）氣作業的次數，提高了作業的安全性，相信完全適用于大部分城市輸配管網的不停輸帶壓開孔作業，具有較大的推廣應用前景。
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