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HT75管道不停输带压开孔机的改造及使用
摘要：介绍HT75不停输带压开孔设备的基本原理和操作步骤；并就该种作业方式与传统的带（停）气作业相比所具有的优势及施工注意事项作了介绍。
1 概况
佛山市燃气总公司自 1992年底成立以来，致力于发展佛山市区的液化石油气管道燃气供气业务，现已铺设地下输配网约200公里，发展管道气居民用户约4万户，管道气工商业单位用气户近200户。随着总公司业务的发展，带（停）气碰日作业次数越来越多，一年达180多次。为了减少带（停）气碰口作业的次数，减少夜问作业量，减少对市民停气的影响，提高碰日的安全性；我们向江西省新余长林特种设备有限责任公司购买了HT75管道不停输带压开孔机，投入使用后取得了较好的效果。
2 带（停）气作业存在问题
2.1 对用户用气的影响
随着社会的进步，公司业务的发展，在已建的通气管道上进行开日增加新用户在所难免。为减少对用气户用气的影响，以往的碰日作业一般都安排在晚上23:00—零晨6：00进行作业；即使这样对所碰日控制区内的用户仍然有影响：酒楼、宾馆无法连续供气，影响营业；夜间下班的工作人员回家无法洗上热水澡等等。
2.2 存在的安全隐患
（1）用气户安全隐患
停气后，由于用气户灶具熄火或打不着火，有些用气户可能因此而忘记关闭灶具阀或管道阀门，这样在恢复通气后，易造成燃气泄漏；另外，若是停气充氮碰日作业，如果通气时管道内的氮气未置换干净，用户可能因此而点不着火或者中途熄火。所有这些都极易引发事故，造成危险。
（2）碰口施工安全隐患
碰口时，由于宣传不够或用气户违规操作，造成施工人员受伤或其它事故。如某些商业性用气户在管道已经停气的情况下，擅自接人钢瓶供气，因阀门漏气等原因而导致钢瓶气倒灌进人输配管道，造成施工人员被火灼伤。另外带气作业时管道如果没有保证做正压，或氮气置换燃气不干净，一旦有空气进入与燃气混合，达到爆炸浓度，一遇明火，极易引发事故。
2.3 浪费能源，对环境造成污染
当新建管道与输配管网碰口时，一般均需关闭碰日处上、下游阀门，放空管内燃气并在管道略带正压的情况下进行带气碰日作业；若碰日作业难度较大还需先用氮气进行置换，作业完成后再用燃气置换氮气直至合格。若上、下游阀门较远，则所需置换时间更长，损失的燃气量更多；一般达几十标方，有时上百标方。另外，放散的燃气是用明火烧掉，对放散枪周围的环境造成一定程度的污染，不利于环保。
3 HT75带压开孔机的工作原理及配套设备
3.1 HT75的主要技术性能
工作压力：PN≤ 6．4MPa
最大开孔直径：D70
钻杆最大行程：300mm
钻杆进给方式：手动 3mm/r
允许最大扭矩：250N．m
动 力：手动
3.2 HT75的工作原理
本机由外力通过方头直接驱动钻杆进行工作，采用机壳上的螺纹与花纹套经手动调节作进刀，在机壳上带有刻度，开孔时直接指示工作进尺。机器下部装有轴封填料，使机器在带压工作的情况下不致渗漏。
机器上部的螺母压盖与主轴之间有一销孔，当销子插入后，可使钻杆与螺母套连成一体，实现快速进、退，以便于安装和提取法兰堵塞中的堵头。其结构参见图1。
3.3 HT75的配套设备
（1）开孔刀
开孔刀是用来对金属管道直接开孔的刀具。
（2）连箱
对每种开孔规格直径均应配置相应规格的连箱，以便连接开孔机与夹板阀；同时为开孔刀具提供一个存放空间。
（3）法兰堵塞
是给开孔机在所开孔的管路上提供的一个基座，开孔时必须选用一个与开孔直径相适应的法兰堵塞。在封堵作业完成后，用堵头封住以便取下夹板阀。
（4）夹板阀
夹板阀连接连箱与法兰堵塞，在开孔及更换刀具与进行封堵作业时起隔断压力介质的作用。
4 试验及改造
HT75带压开孔机全套设备配齐后，在厂方技术人员的指导下，先进行了模拟性带压开孔试验，经试验后发现有三个问题需要解决：
（1）手动开孔费时费力。
（2）开孔刀具开孔后拆卸困难，有时现场根本无法拆在。
（3） 法兰堵头对中性较差，密封性不强。
经与厂方研究后，针对上述三个问题进行了相应改造：首先增加电动头，解决手动开孔费时费力问题；其次在开孔刀具侧面钻φ6mm—φ8mm的孔，方便刀具拆卸；另外在法兰堵头端部增加锥度及接触面，增强其对中性及密封性。改造后的HT75带压开孔机再一次进行了带压开孔试验，试验时管道工作压力为0．6Mpa。试验表明已经较圆满地解决了上述三个问题。现开一孔时问只需约15分钟，刀具也易拆卸，法兰堵头密封性较好。在试验成功的基础上我们于去
年8月31日进行了现场不停输带压开孔作业，现场安装示意图如图二所示。开孔过程顺利，一次成功。
5 操作规程及施工中的注意问题
作业前应齐套准备好相应规格和压力级的连箱、夹板阔和法兰堵塞，刀具以及必备的材料。
5.1 焊接法兰堵塞
取出堵头并妥善保管，将法兰摆正，法兰中心线应垂直于母管轴线，且在一个平面内，焊接在选定好的位置上；支管接口时应汪意其方向，并将支管接至所需之处，作好通气准备。
5.2 安装夹板阁
将夹板间加密封圈与法兰堵塞联接，对称用力坚固螺栓。启闭夹板阀，记录闸板进、退到位手把转动的圈数。测量并记录图3中Hl尺寸。
5.3 连箱、开孔机与刀具的安装
将开孔机钻杆螺纹缠上密封胶带，旋人连箱螺孔固紧。手旋动开孔机上的花纹套，将钻杆伸出连箱法兰面，用专用套筒板手将开孔刀与钻杆连接后缩回连箱内。将开孔机带连箱加密封圈后安装于夹板阀上并固紧。作焊接和连接面密封检查。测量并记录图3中H3和H4尺寸。
5.4 钻杆进尺行程计算
计算马鞍块弦高H2
式中：D0—母管外径，mm；
D—母管内径，mm；
Dc—盘刀齿外径，mm。
中心钻尖顶至母管管顶的空行程：
S1＝H1＋H3
当中心钻尖顶露出连箱平面时，H3为负数，反之为正数。
刀具从连箱中到将马鞍块切下后的全行程：
S2=H1+H2+H3
5.5 开孔
打开夹板阀到位，将机头上的销子插人轴孔中，摇动手把，将开孔刀走完空行程；当中心钻接触母管顶部时，将插销拔出，取下手摇把，装上电动驱动头，打开电源，驱动刀具旋转，手动旋动花纹套实行进刀；手动进刀时应缓慢进行。当卡刀时，可先稍退刀后再进刀，不可强行摇动。当在小管径上开孔时，在马鞍块被切断后，不得再继续进刀，以防中心钻将对面管壁钻通。当切削完成后，断开电源，取下电动驱动头，装手摇把，再将插销插入轴孔中，反向摇动手摇把，将刀具提至连箱内，关闭夹板阀。
5.6 下堵头
将连箱带开孔机卸下，取下刀具；将堵头旋入钻杆的内螺孔拧好，堵头缩进连箱，计算好下堵头到位的行程。将连箱带开孔机一并安装在夹板间上固紧。全开夹板阀，将开孔机上的插销插入轴孔内，摇动手把将堵头送到法兰内腔螺孔日部后，轻缓旋动，使堵头入扣后再旋紧。堵头旋紧后，拔去插销，反转花纹套，提升钻杆缩进连箱，泄放夹板阀和连箱问的介质，并从泄放日进一步检查堵头的密封情况；如正常则可拆除设备。在法兰堵塞上加垫、盖上百板并固紧或焊死堵头与法兰的结合处。
6 使用情况
该设备从去年8月31日现场不停输带压开孔至年底，不停输带压开孔作业已成功9次，成功率达100％。
经使用表明：HT75管道不停输带压开孔机完全可以用在管线不停输、不降压的情况下进行开孔作业增加新用户。该设备使用方便、灵活，减少了夜间带（停）气作业的次数，提高了作业的安全性，相信完全适用于大部分城市输配管网的不停输带压开孔作业，具有较大的推广应用前景。
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