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摘要：天然气管道抢险及工艺改造施工，管道断管和预制，均需要进行切割作业，随着天然气管道越来越多的应用大口径、高壁厚和高强度钢，切割作业成为施工作业中关键环节。现在施工中常用的方法主要有火焰切割、机械切割、高压水射流切割等方法，通过对比多种切割方法在实际中的应用，分析满足大口径、高钢级和大壁厚管道的切割要求，总结管道抢险在线切割的各种方法的优劣，提出了具体建议。

关键词：在线切割；切割方法；天然气

0引言

随着天然气行业的发展，全国天然气管道建设已初步形成“四大（进口）通道”和“三纵三横”的管网系统，全国天然气管道总里程已达到7.91万公里。但是，天然气管道因腐蚀、施工质量、自然灾害、人为破坏等因素造成损伤事故也随之增多，管道损伤后，换管成为一种及时有效的应急处置；在输气场站工艺改造、连头等施工，也需要进行管道切割作业。

1 常规切割方法的对比分析

在管道切割作业中，切割方法主要有机械切割、热切割、高压水射流切割等方法，工作原理、切割效率均有所不同，下面对各种切割方法进行对比。见表1。

2 切割方法在管道切割作业中的应用

管道切割技术越来越趋于满足大口径、高钢级和大壁厚管道的切割要求，高级钢管道在硬度、韧性和熔点及氧化性等方面都优于其它钢材，对机械切割、火焰切割均提出了更高的要求。机械冷切割和热切割对管道均有不同的影响，高级钢熔点高、氧化性好，热切割会产生淬硬层，对管端坡口焊接性能产生影响，需进行后续处理[1]，同时切割后管端受热影响，易发生缩径或椭圆变形，实际作业中φ600-700管道会缩小3-5mm，若更换预制短节，热变形会更加严重，影响组对。

GB 50235-2010《工业金属管道工程施工规范》要求，碳素钢、合金钢宜采用机械方法切割，当采用氧乙炔火焰切割时，必须保证尺寸正确和表面平整[2]。《国家管网集团动火作业管理暂行细则》等行业规范要求，天然气管道打开作业，第一道口应采用机械或人工冷切割，管道完全打开后，可视安全条件采用其他切割方式，如采用火焰方式切割，切割前应确认管内无积液[3]。冷切割优先使用分瓣式割管机或爬管机进行作业，切割精度可达到毫米级，切割速度快，对切割管端一次加工坡口成型，可直接进行组对焊接。为提高管道组对效率，预制管道也宜使用机械切割，避免变形，满足GB50369-2014《油气长输管道工程施工及验收规范》组对错边要求，错边量应小于等于壁厚的1/8，且连续50mm范围内局部最大不应大于3mm。切割完成后，应用高斯计检查管道磁感应强度，并做好消磁工作，磁感应强度低于5mT即可焊接。

3 管道抢险切割作业关键环节分析

3.1切割作业

按照天然气管道抢险作业中第一道口应采用机械或人工冷切割要求，结合破损管段情况，应首先选定断管位置，依据GB50369-2014《油气长输管道工程施工及验收规范》，确定更换管段长度不应小于管子外径且不小于0.5m[4]，保证更换管段长度合格，同一直管段上两对接焊缝中心间的距离，应符合GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》，公称直径小于150mm时，不应小于管子外径，且不应小于100mm，公称直径大于或等于150mm时，不应小于150mm[5]。确定管道切割点后，应剥离切割处50-100mm宽防腐层，若使用爬管机导轨，则应剥离导轨处防腐层，安装导轨。同时，在线切割前应对管道释放应力，防止管道弹跳伤人或夹刀。

3.2切割作业关键因素分析

机械切割：在抢险作业中，首选机械切割方法，安全性和切割精度高，同时避免了火焰切割产生的淬硬层，常用的有分瓣式和爬管式割管机。切割作业中应用调制好的切割乳化液持续对刀具冷却、润滑，防止刀具温度过高发生退火。切割过程中应随时观察管道切削下的铁屑，铁屑大小厚度应适中，过大则切割速度快，损伤刀具，过小则切割速度慢，影响效率。

热切割：火焰切割后切口表面存在影响焊接质量的淬硬层，SH/T 3517-2013《石油化工钢制管道工程施工技术规程》规定：采用火焰加工钢管后，必须除去影响焊接质量的表面层，有淬硬倾向的管子宜用机械方法切割[6]。使用热切割，钢级越高、环境温度越低，则管道淬硬性倾向越强，为减小管道淬硬性，需采取加热措施。环境温度低于20℃时，火焰切割管道壁厚大于20mm时，需加热到60-100℃，降低坡口的硬化。

4 结语

随着新建和在役天然气管道的逐年增加，管道的安全管理和应急抢修作业也被提到了一个全新的高度，一旦管道发生险情，管道就需要及时、高效的抢修。充分考虑现场情况，采用适合的切割方法，使切割的精准和管道的变形量均有优化，会提高管道组对效率，缩短抢修时间。同时，针对大口径、高钢级和大壁厚管道切割的相关技术和标准仍需进一步完善，提高切割作业的安全性。

参考文献：

[1]徐葱葱，姚学军，马江涛，谭笑.油气管道用高强钢在线切割技术国内外对比分析.石油工业技术监督，2017，33（5）：43-46.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.《工业金属管道工程施工规范》：GB 50235-2010.北京，中国计划出版社，2010.

[3]《国家管网集团动火作业管理暂行细则》.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.油气长输管道工程施工及验收规范：GB50369-2014.北京，中国计划出版社，2015.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》：GB50236-2011.北京，中国计划出版社，2011.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部. 《石油化工钢制管道工程施工技术规程》：SH/T 3517-2013.北京，中国计划出版社，2013.