带压开孔方案

DN100型、DN2θ0型、DN400型、DN600型、DN800型

电动带压开孔机

ZL2011中国专利

备有限公司

设备制造厂

重庆正人

重庆市大

法定代表人:刘英爵

咸廴 析旨: 023ˉ [1**********]

巾宁 晏≡: 023ˉ86501498

由阝 编: 400050

网 址:咖ww。cqzhenqren。∞m

电动开孔机使用说明书

一、用途

本机适用于白来水、燃气、石油、化工等管道在不停止内部输送介质

的情况下与闸阀和管卡配套,(钢管用短接头,焊接在被开孔的钢管上,除

自来水管道外,燃气、石油、化工管道均应采用焊接方式),在大于钻孔孔

= 径和等于钻孔孔径的铸管、钢管上带压钻孔安装相应的分支管道。 ² 二、主要技术创新点

本机于⒛11年获得国家实用新型专利证书丿其主要创新点体现在电动

机快速装拆机构的设置(DNsQ0、DNsO0型除外)和圭轴与传动套保持良

好的密封状态的密封机构。

1、传统的电动开孔机除了有齿轮箱外,还设有一个减速器,本机省去 了减速器,减轻了重量,使用时更加轻便、快捷并大大减轻了劳动强度。

2、传统的电动开孔机,其电动机设置在开孔机部件中上部、由于位置

高,致使稳定性差、震动大,既容易损坏刀具,影响寿命,还不利于保证

开孔精度,而本机电动机装在齿轮箱上,位于开孔机部件下部,其稳

定性

∷ 好,开孔精度高,并能有效延长开孔机的使用寿命。

∷ 3、由于设有主轴与传动套联接部位所构成的形状相匹配的密封圈,其

密封效果特好。

4、本机装拆简单,转移作业地点方便。当管卡、阀门安装在被开孔管

道上后,可先将主机装在阀门上,然后再将电机插入电机托架上,旋动锁

紧螺母手柄即可将电动机牢牢地锁紧在电动机托架上,即安装完毕。便可

螺母相固接。

2、主机及闸阀的安装

a、将上、下管卡紧固定在管道上相应位置(钢管则焊接固定在相应的

位置),并采取相应的密封措施后,套上密封平垫将管卡与闸阀相固接。

b、清洁连接盘和闸阀端面,套上密封平垫将闸阀与连接盘、主机相固

接。即安装完成。

五、使用说明

1、检查闸阀开关进、退必须灵活到位,然后退到零位(处于最大开启 位置,即阀腔内不能看到闸板。)

2、启动按钮空动转3-S分钟,确认转动正常、无异常声音及套式钴头 空行程过程中无阻滞现象后,进行相应的压力试验,检查各密封部位应无

渗漏现场,同时主传动、进给传动必须灵活,然后从球阀处注满主机密封

腔冷却水,并排净内腔空气后关闭球阀。

3、大手轮往外拉出为主轴空行程快速进给,向内推到位则为主轴工作

进给。

4、启动按钮,缓慢匀速摇动小手轮进行钴孔(DNsO0型、SO0型直接 摇动大手轮),钻孔过程中进给刀削用量控制在技术参数表规定范围内,即

可正常切削。当孔钻穿后(无切削声音时),摇动手轮使主轴退回零位,关

闭电源及闸阀。然后启开球阀,检查此处无气体或液体流出后,卸下主机

和连接盘。

5、安装法兰连接分支管道。如暂时不连接支管,可用闷盖盖住闸阀, 以确保安全。

6、主机和连接盘卸下后,取出余料块,卸下套式钴头和锁紧螺母、连

接螺母,顺时针旋转锁紧螺母,拔出中心固料钻头。

六、注意事项

1、工作前安全性检查,主机、附件各连接部位有无松动及损伤,各转 Ⅱ 动部位是否灵活,电动机是否能正常使用等。

U 2、钻孔前,必须进行全面的安全检查和气密性试验,并作好安全防范

和措施,在燃气管道上施工,工作点附近不得吸烟或有其它火源。

3、刀具在运输、安装过程中,应轻拿轻放,防止磕碰、甩打,应放置 在固定位置,不允许与其它物品混装。

4、操作过程中,各项技术要求和指标必须控制在技术参数表规定范围

内。

七、保养

1、每次使用后,用柴油或汽油清洗各零部件,注上洎滑油或防锈油并 装箱保存。

2、每季度对主机、附件进行一次正常的维护保养和安全性检查。

3、不用时,将各零部件装箱放置于干燥、清洁无腐蚀性气体的环境中。

八、常见故障及原因

序号故障现象原 因

l 振动或噪音过大

安装连接不牢圃;

刀具磨损严重;

进给量过大。

电动机不能启动

或突然停机

1、线路不通;

2、接触不良:

3、交流接触器超负荷自动跳闸;

4、保险丝烧坏;

5、电动机损坏。

`3 鬻枫工作时温升过高

润滑油过少;

未注冷却水;

环境温度过高g

进给量过大;

刀具磨损严重。

4 密封性能差

超过工作压力;

安装连接不牢圃:

密封面未清洁干净;

密封圈磨损。

5 刀具易损坏

1、进给量过大或不匀速:

2、连接不牢圃;

3、未要善保管。

带压开孔施工方案

工程概况：220t/h锅炉工程高炉、焦炉煤气

220t/h煤气锅炉工程用一根DN7oo焦炉煤气管道、三根

DN1200高炉煤气管道已敷设到位,需分别与能源动力厂DN12oo 焦炉煤气主管道、DN280o及DN2oo0高炉煤气主管道合茬,因主 管线无法停产,合茬方式采用带压合茬。目前开孔阀及配套设施 安装已完成,计划4月24日-26日实施开孔作业,因本次开孔

管径大、管内运行压力大,存在各种不确定因素及风险,为保障带压开孔作业安全顺利逃行,特制订此专项方案:

一、成立施工组织机构

1、工程领导小组组长:

成员:`

2、现场领导小组成员:

组长:

成员:

3、具体分工:

现场指挥:

施工协调:

现场安全负责人:

现场施工技术负责人:

生产应急负责人:

二、作业内容及作业时间

能源动力厂DN12o0焦炉煤气主管道带压开孔叩7oo⊥ 个, 能源动力厂DN28o0及DN2oo0高炉煤气主管道带压卉孔

DN1200三个,

计划施工时间:4月24日一26日

三、施工准备

1、平台搭建工作:为保障人身及设各安全,开孔处必修搭建平台,要求尺寸为4*4米,并带有护栏、斜梯,高度为管道下0.6米。两个活动工作凳,规格为高8OO,顶面600mm*600mm,方便上下做两步踏步,宽25omm,用于使用操作;由开孔技术人员提出开孔机支撑底座制作图,明确尺寸及承载重量,并制作吊装,工作完成后由相关人员进行检查验收。

2、短管焊接及阀门安装: 目前开孔位置已经确定,短管已经焊接完成,位置已经正人确认。在焊接法兰短管时只允许焊接短管外圈,在母管上另加一层加强板。阀门底部已加装支架,防止下沉损伤母管。每个阀门开关处要制作开关操作平台,由现在相关人员进行验收。 采用氮气保压试漏,详细要求见图纸。

短管打压试漏:

检查确认并签字:

加强板安装:

阀门处增加操作平台、支架:

试漏检查单位:

3、开孔机安装后试漏工作:开孔机安装完毕后,必须进行试漏工作P步骤是:将开孔机定位准确,经确认后将螺栓全部上

好,打开输油管开孔阀门,利用开孔机上卸压阀门联接软管至氮气 瓶,试漏时根据母管的承压要求(0.02MPa)控制氮气压力,然

后用肥皂水涂抹焊缝和法兰连接处来判断是否有泄漏,如有泄漏 进行处理。

试漏工作:

试漏检查单位:

4、开孔准各工作:现场25T吊车一部并保证按合闸时间准时进入施工现场,并负责起吊至开孔机安装位置。

四、操作要求: 。

1、首先将连接盘安装在开孔机机坐盘上,并加上密封垫:对好螺孔,

紧固螺栓。

2、检查中心固料钻头倒销是否灵活,然后插入传动轴锥孔内,用内六角螺钉固定后,再将套式钻头用六角螺栓紧固定在刀盘上。 3、开孔机接上电源试车,是否正常。

4、将装好连接盘和刀具的开孔机吊装在已安装好的闸阀上,并在阀与开孔机和连接盘之间套上密封平垫。吊装时由起吊人员指挥微调,将开孔机连接盘与闸阀螺孔对准,插入螺栓并紧固连接。

5、开孔机装好后,打开闸阀,按照本方案第3条进行试压,试压合格后,先摇动手轮将主轴推进至刀具接触母管管壁,再回摇少许(5-1o nlm),便可启动电源,先空转卜2分钟,确认转动正常,即可进行开孔。开孔机转速每分钟为8转,进给量为1-1.5mm。

6、开孔时间:DN700的孔约1~1.5小时;DN1200的孔约2~ 3小时。总的开孔量为:DN1⒛ 03个,DN7o0 1个,计划半天 开1个,可2天开完,但考虑各种不可预测的因素,预定3天内 开孔完成。

7、在各项准各工作确认到位,校核无误,测试合格后,方 可实施带压开孔作业。 施工单位:相关人员全过程监督 五、安全措施:

1、施工单位根据生产情况做好生产稳定工作,保证管道压力(0.OO8MPa-0.012MPa)稳定正常,并有专人监控。 负责人:

2、吊车、电源设专人管理及协调。 负责人:

3、需在开孔前对开孔机的性能及工作状态确认,

必要时可在模拟状态操作经有关人员确认,确保开孔安全顺利进行及开孔钢杈顺利取出。 负责人:

4、施工人员负责施工区域现场安全告知,明确施工现场范围,无关人员严禁进入施工现场。 负责人:

5、操作人员必须具备相关操作证件培训合格后方可上岗操作,由监理签字确认。开孔技术人员必须对其操作人员进行安全技术交底,并报业主备案。 负责人:

6、操作人员配带空气呼吸器、C0报警仪操作,现场配备两瓶灭火器至操作平台。 负责人:

7、带压开孔完毕后退出钻杆,然后关闭阀门,卸压并对空排放,拆除电源并拆卸开孔机，安全的将开孔机从平台吊下。 负责人:'

8、有焊接人员阀门后加盲板及短管。 负责人: 六、应急要求:

1、如Co报警仪报警,操作人员必须立即将空气呼吸器打开,以防中毒。并立即检查漏气原因,进行处理。若出现异常情况,紧急启动应急预案。

2、如果漏油处理不好或因机器故障无法解除,必须停止钻孔,摇动开孔机手轮,将套钻退出问阀后关闭闸阀,将开孔机卸下，将闸阀进行封闭,并另择点重新开孔。

3、若遇机械故障,刀具不能退出阀门,闸阀无法关闭,开孔机便不能卸下,只好将闸阀和开孔机全部封闭掉,另作开孔机和闸阀,再选点开孔。

4、生产应急具体见:不停输压开孔全生产应急方案(附后)

不停输带压开孔

管道带压开孔是指在密闭状态下，以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔的一种作业技术。当在役管线堵塞、损坏或需要加装支管时，可采用管道带压开孔技术完成，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保的完成新旧管线的连接工作。 适用范围：燃气、石油、化工等管道在不停止内部输送介质

适用介质：除氧气以外的任何工矿介质（含易燃、易爆、有毒等介质）

适用材料：碳钢、铸铁、球墨铸铁、混凝土、内涂层钢、聚乙烯和石棉水泥板等等 特殊工艺：合金材质、不锈钢材质开孔封堵工艺 适用管径、介质压力和温度：

开旁通孔 Φ20～Φ1500 ≤6.4MPa -30℃～330℃ 开封堵孔 Φ20～Φ1000 ≤4.0MPa -30℃～280℃ 技术特点

安全性：由于切削过程是在完全封闭的空腔内进行的，所以刀具与空气完全隔绝，没有着火、爆炸的可能。

环保性：由于封闭开孔,因此有毒有害介质不会排放到大气中。

高效率：一般管径开孔只需要10～50分钟，大口径也仅需6～8小时，施工工期短。 高效益：不停产直接操作，可为厂家节约可观的停产维修费用，特别对燃气管道、化工管道、石油管道带来的效益更是不可估量。

不停输带压开孔是利用短管(或剖分三通)、法兰、阀门连接在需要开孔的设备方位上，用由密封装置、切削刀具和进给装置等组装成开孔工具。可在设备上进行手动或电动的带压开孔工作，以满足工艺的需要和实施设备的在线维修工作。

在制作钻孔工具之前，首先要了解需进行开孔的容器或管道的工艺介质的类别、操作压力和温度等情况，以及该开孔处的材质，直径、厚度和根据工艺要求所需开孔的直径大小，选择合适的公称系列的短管(或剖分三通)、法兰和阀门．决定采用手动或电动开孔方式以及切削刀具的结构型式等。

钻孔工具是带压开孔能否成功的关键。一个典型的钻孔工具的结构如图1所示，其中主要部件的情况

1.1 短管或根据所需开作温度、压力或剖分三通此短管按照部位焊接在1.2 法兰 根据介质压式(平焊或对一端，法兰与兰标准。 1.3 阀门

可选用闸阀或球阀，这两种阀门全开的通径较大，也要与短管、法兰的公称直径相符合。阀门安装在短管法兰之前应经过试压检查，合格后才能加上专用垫片与短管法兰相连。以上短管、法兰和阀门都是永久性的部件，应选用适当的材质以满足工艺条件的要求。 1.4 填料函

这是临时性的装置，填料函下部是一个与阀门一端相连的特殊法兰，法兰中部是填料函，用填料压盖压紧填料以密封开孔后沿钻杆泄漏的工艺介质。填料不宜多加，2～3圈即可，以缩短钻杆和整个钻孔工具的长度。 1.5 钻头和钻杆

钻头是采用普通的麻花钻，选用75 ° ～ 90 °顶角。若开孔较大，则应选用前端带有定位麻花钻的空心铣刀代替普通的麻花钻切割孔洞。另外，排屑也应考虑采用相应的结构。 钻杆应有足够的强度和韧性，与钻头用氩弧焊V型坡口焊接．焊口应打磨，保持一定的光洁度， 以保证钻杆穿过填料函时的密封性能。 1.6 棘轮扳手

力的大小，决定法兰的结构型焊法兰)，将法兰焊接在短管的短管都应选择符合相应的管法剖分三通

孔的公称直径和工艺介质的操等情况，选定相应材质的短管（以短管为例）。开孔前，将设计的焊接要求，在划好线的设备或管道上。 说明如下：

手动钻孔时，用手扳动棘轮扳手以旋转钻杆达到钻孔切削的目的。电动钻孔时，此处为蜗

杆蜗轮减速器，和电动机相连，驱动钻杆工作。 1.7 压紧螺杆

和钻杆顶部相连，两者间有一钢珠，以使两杆保持良好的对中和减少传动的摩擦力。压紧螺杆的作用是作为钻头切削的进给机构。另外， 当钻孔时，管道中的介质有一定的压力，会产生推力而把钻杆朝外顶出，用压紧螺杆传递钻孔进给力给钻杆，可保证钻孔的顺利进行。 1.8 专用垫片

此垫片连接在短接管法兰与阀门之间，当钻杆较长时，可考虑采用此垫片．以使钻杆除填料函处有一支点外，在此处也可获得一支点，保证钻杆进给时的对中及稳定性 因法兰采用的是标准系列尺寸，所以一般此垫片只要内径稍小一点， 比钻头的外径稍大一点即可，可根据装配的具本情况决定。 2 施工程序

在生产现场施工钻孔，可按以下步骤进行。 2.1 焊接短管法兰

在选定的方位上且未开孔的情况下，把短管焊接到管道上，然后．在短管的另一端焊接法兰，其焊接、无损检查以及短管和法兰对管道的垂直度均应符合设计要求，见图2。

2.2 安装阀门

在焊好的短管上安装阀门（闸阀或球阀）。使用专门为开孔及封堵作业设计的阀门，与标准阀门相比，它具有很短的结构长度和较大的通径。很短的结构长度可以减少开孔机和封堵器的行程，而较大的通径又能满足开孔和封堵的要求。此时阀门可处于关闭或开放的状态，见图3。

图3 安装阀门

2.3 安装钻孔工具

将开孔机前端事先安装好开孔刀、导向钻及连箱后，整体安装在阀门上。在填料函法兰和阀门一侧法兰之间加上垫片，用拉杆螺栓连接阀门法兰即可，见图4。 2.4 钻孔

确认所有的安装工作无误、密封可靠后，把阀门开到最大，以使钻杆能自由通过直到顶在管壁上，就可以开始钻孔了。由于有填料函和法兰垫片的密封作用，管道内的介质不会因压力而冲出。钻孔时先用螺杆顶住钻杆，然后慢慢扳动棘轮扳手，调节进给量，进给量不宜过大，以免造成钻杆受力过大弯曲或折断。使用电动钻孔时，更应缓慢进给。当孔快钻穿时，应注意防止钻头突然顶穿管壁而卡死，见图4。

图4 安装钻孔工具和钻孔

2.5 拆除钻孔工具

管孔钻通后，缓慢退回螺杆，提升钻杆和钻头，如有毛刺卡涩现象，可转动棘轮扳手几圈，使钻头顺利退出至阀门的上密封面，然后再关闭阀门，拆除钻孔工具．整个钻孔工作即告完成，见图5。

图5 拆除钻孔工具和配管 2.6 工艺配管

钻孔工具拆除后，短管、法兰、阀门作为永久性的部件留在管道上，根据工艺或检修的需要进行工艺配管及设备的改造和维修工作。见图5。 3注意事项

这种带压开孔维修技术，只要正确地掌握使用方法，一般都能在生产现场取得成功。实际应用时，还应注意以下几个问题：

3.1 对于钻屑的处理问题。在设计钻孔切削刀具时，应考虑到管道内的介质和整个生产装置的工艺流程中是否允许切屑进入系统。若只允许少量切屑进入，则可采用切割圆周的办法钻孔，同时考虑采用特殊的刀具结构，以提起切割下来的马鞍形管壁。

3.2 钻头的切削部分不宜过长，钻孔工具的拉杆螺栓和压紧螺杆的长度应保证钻孔完成后，使钻头能退至阀门密封面以上并关闭阀门，同时应尽量避免切屑进入阀门密封面，影响阀门关闭时的密封性能，引起工艺介质在此处泄漏，给下一步的配管工作造成困难。

3.2 将短管与管道焊接时，其下端的相贯接口焊缝应焊透。施焊中，考虑到管道内有流动的工艺介质，应控制电流的大小以防击穿管壁。在特殊介质和操作条件较为恶劣的管道上施焊，应事先对该部位进行测厚，做到心中有数。

3.4 钻孔工具组装完毕后，应在一个比施工管道的温度、压力、耐蚀性等技术条件略高一级的模拟装置上进行试钻，并对试钻中出现的问题及时调整处理，只有经过试钻合格后，才能在现场正式施工钻孔。

3.5 短管、钻孔工具设计时应尽可能地减小其轴向尺寸和重量。在垂直方向开孔时，应检查管段能否承受钻孔工具、阀门等的重量，在水平方向开孔时，可另用支架支撑整个钻孔工具，以避免短管焊缝因横向受力过大而断裂。一般情况下，可考虑采用双面焊缝，这样既能保证可靠的密封性又有足够的强度。

二、不停输带压开孔封堵 施工程序

不停输带压开孔封堵施工可分三个步骤：首先是准备工作，主要指施工现场的选择和预制管道附件；其次是开孔封堵作业，包括焊接短观火剖分三通（以剖分三通为例）、平衡接头、试压、开孔、封堵、维修、更换、增加支管等；最后是竣工防腐，投人运行。 1.1 准备工作

1.1.1 调查管道现状，了解管道的走向、埋深、材质，以及管道输送介质的压力、温度、流量等，以便正确编制施工作业计划。

1.1.2 选择作业点，作业点应有足够的施工空间，作业管段尽量选在水平区域。 1.1.3 预制剖分三通，以便对扣焊在开孔处。 1.1.4 开挖作业坑，对地下水作必要处理。 1.1.5 安装开孔封堵设备。 1.2开孔封堵作业

开孔封堵工艺装置如图6所示。

一开孔机 2一伞形齿轮 3一夹板阀 4一开孔筒刀 5一封堵四向三通 6一旁通管路 7一平衡管 8一平衡阀 9一平衡接头10一维修改造管段 11一封堵筒 12一旁通管路三通 13一封堵接合器 14一封堵缸 15一作业管道

图6 管道不停输带压开孔封堵工艺装置示意图

2.1 预制旁通管路，焊接封堵四向三通、旁路三通和平衡接头，并试压合格。 1.2.2 安装平衡阀及夹板阀；

1.2.3 按顺序使用开孔机开平衡孔、旁通道孔、封堵孔，开孔完毕随即关闭平衡阀或夹板阀，并拆除开孔机。

1.2.4 连接旁通管路，打开旁通夹板阀，开通旁通管路，保持生产运行。

1.2.5 使用封堵机下封堵头，对被封堵的管段进行抢修、改造或更换，并试压合格。 1.2.6 使用封堵机提出封堵头，开通主管路，关闭夹板阀，拆除封堵机。 1.2.7 关闭旁通夹板阀，拆除旁通管道。

1.2.8 使用下塞堵设备，分别在平衡孔接头内、旁通路接口内及封堵三通内下入塞堵，堵严后拆去平衡阀或夹板阀，装上盲板法兰。 1.3 竣工防腐

1.3.1 对所有施工管段防腐，加保护层。

1.3.2 恢复地貌，并做标记。 1.3.3 编制竣工图，如图所示。

1一旁通路法兰盖 2一旁通路三通 3一封堵法兰盖 4一封堵四向三通 5一平衡接头 6一抢修或改造管段 7一平衡管法兰盖 8一平衡管塞堵 9一封堵塞堵 10一作业管段 11一旁

通路塞堵 图7 抢修管道示意图

2技术要点

2.1 三通管件的定位

由于管路开孔时有很多都是开同径孔，所以要求剖分三通管件定位准确，各项要求如下： 2.1.1 三通法兰必须向上垂直于管道；

2.1.2 三通法兰端面沿管道轴向最外端二侧的高度误差不得大于0.1mm； 2.1.3 三通法兰端面沿管道切向的偏转角度误差不得大于±1° ；

2.1.4 三通法兰沿管道轴向的中心线同管顶线应重叠，误差不得大于1mm。 2.2 三通法兰的焊接

三通法兰的焊接在带压管道上进行，管内的介质常常是易燃易爆或有毒物质，一旦焊穿，后果不可想象。由于这种技术还没有颁布正式的焊接规程，我们参考了美国机械工程师学会ASME标准、美国石油学会API标准、美国的一些企业标准，制定了一个切实可行的焊接规程，并对焊工进行严格的培训，以确保正式作业焊接一次成功。通过实践，我们总结了焊接的几条经验：

2.2.1 管子的熔深要适度，过深有焊穿的危险，过浅又不能满足强度的要求； 2.2.2 焊接速度要均匀；

2.2.3 要求对称焊接，以减小焊接后的应力变形； 2.2.4 如果环境潮湿，可采用低氢焊条；

2.2.5 焊接温度不能过低，如在液化石油气管道及类似的散热性很大的输送管道上焊接，必须进行焊接前后的热处理，以保持焊接前后温度，提高焊接质量。 2.3 管道的开孔

开孔前要测量有关部位的尺寸，并根据有关数据计算各部位的进尺，需测量的数据有： 2.3.1 中心钻顶尖至套料刀刃尖之间距离La； 2.3.2 套料刀刃尖至连箱底部之间距离Lb；

2.3.3 夹板阀上端面至管顶之间的距离Lc，管子外径D0； 2.3.4 套料刀外径Dc，钻杆标尺读数S0，管子壁厚δ。 各部分进尺计算公式如下： 套料刀切削进尺Sd：

中心钻开始切削管顶时进尺S1：

套料刀开始切削管顶时进尺S2：

开孔完成时的进尺S3：

3 带压开孔封堵流程简图

DN100型、DN2θ0型、DN400型、DN600型、DN800型

电动带压开孔机

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重庆正人

重庆市大

法定代表人:刘英爵

咸廴 析旨: 023ˉ [1**********]

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由阝 编: 400050

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电动开孔机使用说明书

一、用途

本机适用于白来水、燃气、石油、化工等管道在不停止内部输送介质

的情况下与闸阀和管卡配套,(钢管用短接头,焊接在被开孔的钢管上,除

自来水管道外,燃气、石油、化工管道均应采用焊接方式),在大于钻孔孔

= 径和等于钻孔孔径的铸管、钢管上带压钻孔安装相应的分支管道。 ² 二、主要技术创新点

本机于⒛11年获得国家实用新型专利证书丿其主要创新点体现在电动

机快速装拆机构的设置(DNsQ0、DNsO0型除外)和圭轴与传动套保持良

好的密封状态的密封机构。

1、传统的电动开孔机除了有齿轮箱外,还设有一个减速器,本机省去 了减速器,减轻了重量,使用时更加轻便、快捷并大大减轻了劳动强度。

2、传统的电动开孔机,其电动机设置在开孔机部件中上部、由于位置

高,致使稳定性差、震动大,既容易损坏刀具,影响寿命,还不利于保证

开孔精度,而本机电动机装在齿轮箱上,位于开孔机部件下部,其稳

定性

∷ 好,开孔精度高,并能有效延长开孔机的使用寿命。

∷ 3、由于设有主轴与传动套联接部位所构成的形状相匹配的密封圈,其

密封效果特好。

4、本机装拆简单,转移作业地点方便。当管卡、阀门安装在被开孔管

道上后,可先将主机装在阀门上,然后再将电机插入电机托架上,旋动锁

紧螺母手柄即可将电动机牢牢地锁紧在电动机托架上,即安装完毕。便可

螺母相固接。

2、主机及闸阀的安装

a、将上、下管卡紧固定在管道上相应位置(钢管则焊接固定在相应的

位置),并采取相应的密封措施后,套上密封平垫将管卡与闸阀相固接。

b、清洁连接盘和闸阀端面,套上密封平垫将闸阀与连接盘、主机相固

接。即安装完成。

五、使用说明

1、检查闸阀开关进、退必须灵活到位,然后退到零位(处于最大开启 位置,即阀腔内不能看到闸板。)

2、启动按钮空动转3-S分钟,确认转动正常、无异常声音及套式钴头 空行程过程中无阻滞现象后,进行相应的压力试验,检查各密封部位应无

渗漏现场,同时主传动、进给传动必须灵活,然后从球阀处注满主机密封

腔冷却水,并排净内腔空气后关闭球阀。

3、大手轮往外拉出为主轴空行程快速进给,向内推到位则为主轴工作

进给。

4、启动按钮,缓慢匀速摇动小手轮进行钴孔(DNsO0型、SO0型直接 摇动大手轮),钻孔过程中进给刀削用量控制在技术参数表规定范围内,即

可正常切削。当孔钻穿后(无切削声音时),摇动手轮使主轴退回零位,关

闭电源及闸阀。然后启开球阀,检查此处无气体或液体流出后,卸下主机

和连接盘。

5、安装法兰连接分支管道。如暂时不连接支管,可用闷盖盖住闸阀, 以确保安全。

6、主机和连接盘卸下后,取出余料块,卸下套式钴头和锁紧螺母、连

接螺母,顺时针旋转锁紧螺母,拔出中心固料钻头。

六、注意事项

1、工作前安全性检查,主机、附件各连接部位有无松动及损伤,各转 Ⅱ 动部位是否灵活,电动机是否能正常使用等。

U 2、钻孔前,必须进行全面的安全检查和气密性试验,并作好安全防范

和措施,在燃气管道上施工,工作点附近不得吸烟或有其它火源。

3、刀具在运输、安装过程中,应轻拿轻放,防止磕碰、甩打,应放置 在固定位置,不允许与其它物品混装。

4、操作过程中,各项技术要求和指标必须控制在技术参数表规定范围

内。

七、保养

1、每次使用后,用柴油或汽油清洗各零部件,注上洎滑油或防锈油并 装箱保存。

2、每季度对主机、附件进行一次正常的维护保养和安全性检查。

3、不用时,将各零部件装箱放置于干燥、清洁无腐蚀性气体的环境中。

八、常见故障及原因

序号故障现象原 因

l 振动或噪音过大

安装连接不牢圃;

刀具磨损严重;

进给量过大。

电动机不能启动

或突然停机

1、线路不通;

2、接触不良:

3、交流接触器超负荷自动跳闸;

4、保险丝烧坏;

5、电动机损坏。

`3 鬻枫工作时温升过高

润滑油过少;

未注冷却水;

环境温度过高g

进给量过大;

刀具磨损严重。

4 密封性能差

超过工作压力;

安装连接不牢圃:

密封面未清洁干净;

密封圈磨损。

5 刀具易损坏

1、进给量过大或不匀速:

2、连接不牢圃;

3、未要善保管。

带压开孔施工方案

工程概况：220t/h锅炉工程高炉、焦炉煤气

220t/h煤气锅炉工程用一根DN7oo焦炉煤气管道、三根

DN1200高炉煤气管道已敷设到位,需分别与能源动力厂DN12oo 焦炉煤气主管道、DN280o及DN2oo0高炉煤气主管道合茬,因主 管线无法停产,合茬方式采用带压合茬。目前开孔阀及配套设施 安装已完成,计划4月24日-26日实施开孔作业,因本次开孔

管径大、管内运行压力大,存在各种不确定因素及风险,为保障带压开孔作业安全顺利逃行,特制订此专项方案:

一、成立施工组织机构

1、工程领导小组组长:

成员:`

2、现场领导小组成员:

组长:

成员:

3、具体分工:

现场指挥:

施工协调:

现场安全负责人:

现场施工技术负责人:

生产应急负责人:

二、作业内容及作业时间

能源动力厂DN12o0焦炉煤气主管道带压开孔叩7oo⊥ 个, 能源动力厂DN28o0及DN2oo0高炉煤气主管道带压卉孔

DN1200三个,

计划施工时间:4月24日一26日

三、施工准备

1、平台搭建工作:为保障人身及设各安全,开孔处必修搭建平台,要求尺寸为4*4米,并带有护栏、斜梯,高度为管道下0.6米。两个活动工作凳,规格为高8OO,顶面600mm*600mm,方便上下做两步踏步,宽25omm,用于使用操作;由开孔技术人员提出开孔机支撑底座制作图,明确尺寸及承载重量,并制作吊装,工作完成后由相关人员进行检查验收。

2、短管焊接及阀门安装: 目前开孔位置已经确定,短管已经焊接完成,位置已经正人确认。在焊接法兰短管时只允许焊接短管外圈,在母管上另加一层加强板。阀门底部已加装支架,防止下沉损伤母管。每个阀门开关处要制作开关操作平台,由现在相关人员进行验收。 采用氮气保压试漏,详细要求见图纸。

短管打压试漏:

检查确认并签字:

加强板安装:

阀门处增加操作平台、支架:

试漏检查单位:

3、开孔机安装后试漏工作:开孔机安装完毕后,必须进行试漏工作P步骤是:将开孔机定位准确,经确认后将螺栓全部上

好,打开输油管开孔阀门,利用开孔机上卸压阀门联接软管至氮气 瓶,试漏时根据母管的承压要求(0.02MPa)控制氮气压力,然

后用肥皂水涂抹焊缝和法兰连接处来判断是否有泄漏,如有泄漏 进行处理。

试漏工作:

试漏检查单位:

4、开孔准各工作:现场25T吊车一部并保证按合闸时间准时进入施工现场,并负责起吊至开孔机安装位置。

四、操作要求: 。

1、首先将连接盘安装在开孔机机坐盘上,并加上密封垫:对好螺孔,

紧固螺栓。

2、检查中心固料钻头倒销是否灵活,然后插入传动轴锥孔内,用内六角螺钉固定后,再将套式钻头用六角螺栓紧固定在刀盘上。 3、开孔机接上电源试车,是否正常。

4、将装好连接盘和刀具的开孔机吊装在已安装好的闸阀上,并在阀与开孔机和连接盘之间套上密封平垫。吊装时由起吊人员指挥微调,将开孔机连接盘与闸阀螺孔对准,插入螺栓并紧固连接。

5、开孔机装好后,打开闸阀,按照本方案第3条进行试压,试压合格后,先摇动手轮将主轴推进至刀具接触母管管壁,再回摇少许(5-1o nlm),便可启动电源,先空转卜2分钟,确认转动正常,即可进行开孔。开孔机转速每分钟为8转,进给量为1-1.5mm。

6、开孔时间:DN700的孔约1~1.5小时;DN1200的孔约2~ 3小时。总的开孔量为:DN1⒛ 03个,DN7o0 1个,计划半天 开1个,可2天开完,但考虑各种不可预测的因素,预定3天内 开孔完成。

7、在各项准各工作确认到位,校核无误,测试合格后,方 可实施带压开孔作业。 施工单位:相关人员全过程监督 五、安全措施:

1、施工单位根据生产情况做好生产稳定工作,保证管道压力(0.OO8MPa-0.012MPa)稳定正常,并有专人监控。 负责人:

2、吊车、电源设专人管理及协调。 负责人:

3、需在开孔前对开孔机的性能及工作状态确认,

必要时可在模拟状态操作经有关人员确认,确保开孔安全顺利进行及开孔钢杈顺利取出。 负责人:

4、施工人员负责施工区域现场安全告知,明确施工现场范围,无关人员严禁进入施工现场。 负责人:

5、操作人员必须具备相关操作证件培训合格后方可上岗操作,由监理签字确认。开孔技术人员必须对其操作人员进行安全技术交底,并报业主备案。 负责人:

6、操作人员配带空气呼吸器、C0报警仪操作,现场配备两瓶灭火器至操作平台。 负责人:

7、带压开孔完毕后退出钻杆,然后关闭阀门,卸压并对空排放,拆除电源并拆卸开孔机，安全的将开孔机从平台吊下。 负责人:'

8、有焊接人员阀门后加盲板及短管。 负责人: 六、应急要求:

1、如Co报警仪报警,操作人员必须立即将空气呼吸器打开,以防中毒。并立即检查漏气原因,进行处理。若出现异常情况,紧急启动应急预案。

2、如果漏油处理不好或因机器故障无法解除,必须停止钻孔,摇动开孔机手轮,将套钻退出问阀后关闭闸阀,将开孔机卸下，将闸阀进行封闭,并另择点重新开孔。

3、若遇机械故障,刀具不能退出阀门,闸阀无法关闭,开孔机便不能卸下,只好将闸阀和开孔机全部封闭掉,另作开孔机和闸阀,再选点开孔。

4、生产应急具体见:不停输压开孔全生产应急方案(附后)

不停输带压开孔

管道带压开孔是指在密闭状态下，以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔的一种作业技术。当在役管线堵塞、损坏或需要加装支管时，可采用管道带压开孔技术完成，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保的完成新旧管线的连接工作。 适用范围：燃气、石油、化工等管道在不停止内部输送介质

适用介质：除氧气以外的任何工矿介质（含易燃、易爆、有毒等介质）

适用材料：碳钢、铸铁、球墨铸铁、混凝土、内涂层钢、聚乙烯和石棉水泥板等等 特殊工艺：合金材质、不锈钢材质开孔封堵工艺 适用管径、介质压力和温度：

开旁通孔 Φ20～Φ1500 ≤6.4MPa -30℃～330℃ 开封堵孔 Φ20～Φ1000 ≤4.0MPa -30℃～280℃ 技术特点

安全性：由于切削过程是在完全封闭的空腔内进行的，所以刀具与空气完全隔绝，没有着火、爆炸的可能。

环保性：由于封闭开孔,因此有毒有害介质不会排放到大气中。

高效率：一般管径开孔只需要10～50分钟，大口径也仅需6～8小时，施工工期短。 高效益：不停产直接操作，可为厂家节约可观的停产维修费用，特别对燃气管道、化工管道、石油管道带来的效益更是不可估量。

不停输带压开孔是利用短管(或剖分三通)、法兰、阀门连接在需要开孔的设备方位上，用由密封装置、切削刀具和进给装置等组装成开孔工具。可在设备上进行手动或电动的带压开孔工作，以满足工艺的需要和实施设备的在线维修工作。

在制作钻孔工具之前，首先要了解需进行开孔的容器或管道的工艺介质的类别、操作压力和温度等情况，以及该开孔处的材质，直径、厚度和根据工艺要求所需开孔的直径大小，选择合适的公称系列的短管(或剖分三通)、法兰和阀门．决定采用手动或电动开孔方式以及切削刀具的结构型式等。

钻孔工具是带压开孔能否成功的关键。一个典型的钻孔工具的结构如图1所示，其中主要部件的情况

1.1 短管或根据所需开作温度、压力或剖分三通此短管按照部位焊接在1.2 法兰 根据介质压式(平焊或对一端，法兰与兰标准。 1.3 阀门

可选用闸阀或球阀，这两种阀门全开的通径较大，也要与短管、法兰的公称直径相符合。阀门安装在短管法兰之前应经过试压检查，合格后才能加上专用垫片与短管法兰相连。以上短管、法兰和阀门都是永久性的部件，应选用适当的材质以满足工艺条件的要求。 1.4 填料函

这是临时性的装置，填料函下部是一个与阀门一端相连的特殊法兰，法兰中部是填料函，用填料压盖压紧填料以密封开孔后沿钻杆泄漏的工艺介质。填料不宜多加，2～3圈即可，以缩短钻杆和整个钻孔工具的长度。 1.5 钻头和钻杆

钻头是采用普通的麻花钻，选用75 ° ～ 90 °顶角。若开孔较大，则应选用前端带有定位麻花钻的空心铣刀代替普通的麻花钻切割孔洞。另外，排屑也应考虑采用相应的结构。 钻杆应有足够的强度和韧性，与钻头用氩弧焊V型坡口焊接．焊口应打磨，保持一定的光洁度， 以保证钻杆穿过填料函时的密封性能。 1.6 棘轮扳手

力的大小，决定法兰的结构型焊法兰)，将法兰焊接在短管的短管都应选择符合相应的管法剖分三通

孔的公称直径和工艺介质的操等情况，选定相应材质的短管（以短管为例）。开孔前，将设计的焊接要求，在划好线的设备或管道上。 说明如下：

手动钻孔时，用手扳动棘轮扳手以旋转钻杆达到钻孔切削的目的。电动钻孔时，此处为蜗

杆蜗轮减速器，和电动机相连，驱动钻杆工作。 1.7 压紧螺杆

和钻杆顶部相连，两者间有一钢珠，以使两杆保持良好的对中和减少传动的摩擦力。压紧螺杆的作用是作为钻头切削的进给机构。另外， 当钻孔时，管道中的介质有一定的压力，会产生推力而把钻杆朝外顶出，用压紧螺杆传递钻孔进给力给钻杆，可保证钻孔的顺利进行。 1.8 专用垫片

此垫片连接在短接管法兰与阀门之间，当钻杆较长时，可考虑采用此垫片．以使钻杆除填料函处有一支点外，在此处也可获得一支点，保证钻杆进给时的对中及稳定性 因法兰采用的是标准系列尺寸，所以一般此垫片只要内径稍小一点， 比钻头的外径稍大一点即可，可根据装配的具本情况决定。 2 施工程序

在生产现场施工钻孔，可按以下步骤进行。 2.1 焊接短管法兰

在选定的方位上且未开孔的情况下，把短管焊接到管道上，然后．在短管的另一端焊接法兰，其焊接、无损检查以及短管和法兰对管道的垂直度均应符合设计要求，见图2。

2.2 安装阀门

在焊好的短管上安装阀门（闸阀或球阀）。使用专门为开孔及封堵作业设计的阀门，与标准阀门相比，它具有很短的结构长度和较大的通径。很短的结构长度可以减少开孔机和封堵器的行程，而较大的通径又能满足开孔和封堵的要求。此时阀门可处于关闭或开放的状态，见图3。

图3 安装阀门

2.3 安装钻孔工具

将开孔机前端事先安装好开孔刀、导向钻及连箱后，整体安装在阀门上。在填料函法兰和阀门一侧法兰之间加上垫片，用拉杆螺栓连接阀门法兰即可，见图4。 2.4 钻孔

确认所有的安装工作无误、密封可靠后，把阀门开到最大，以使钻杆能自由通过直到顶在管壁上，就可以开始钻孔了。由于有填料函和法兰垫片的密封作用，管道内的介质不会因压力而冲出。钻孔时先用螺杆顶住钻杆，然后慢慢扳动棘轮扳手，调节进给量，进给量不宜过大，以免造成钻杆受力过大弯曲或折断。使用电动钻孔时，更应缓慢进给。当孔快钻穿时，应注意防止钻头突然顶穿管壁而卡死，见图4。

图4 安装钻孔工具和钻孔

2.5 拆除钻孔工具

管孔钻通后，缓慢退回螺杆，提升钻杆和钻头，如有毛刺卡涩现象，可转动棘轮扳手几圈，使钻头顺利退出至阀门的上密封面，然后再关闭阀门，拆除钻孔工具．整个钻孔工作即告完成，见图5。

图5 拆除钻孔工具和配管 2.6 工艺配管

钻孔工具拆除后，短管、法兰、阀门作为永久性的部件留在管道上，根据工艺或检修的需要进行工艺配管及设备的改造和维修工作。见图5。 3注意事项

这种带压开孔维修技术，只要正确地掌握使用方法，一般都能在生产现场取得成功。实际应用时，还应注意以下几个问题：

3.1 对于钻屑的处理问题。在设计钻孔切削刀具时，应考虑到管道内的介质和整个生产装置的工艺流程中是否允许切屑进入系统。若只允许少量切屑进入，则可采用切割圆周的办法钻孔，同时考虑采用特殊的刀具结构，以提起切割下来的马鞍形管壁。

3.2 钻头的切削部分不宜过长，钻孔工具的拉杆螺栓和压紧螺杆的长度应保证钻孔完成后，使钻头能退至阀门密封面以上并关闭阀门，同时应尽量避免切屑进入阀门密封面，影响阀门关闭时的密封性能，引起工艺介质在此处泄漏，给下一步的配管工作造成困难。

3.2 将短管与管道焊接时，其下端的相贯接口焊缝应焊透。施焊中，考虑到管道内有流动的工艺介质，应控制电流的大小以防击穿管壁。在特殊介质和操作条件较为恶劣的管道上施焊，应事先对该部位进行测厚，做到心中有数。

3.4 钻孔工具组装完毕后，应在一个比施工管道的温度、压力、耐蚀性等技术条件略高一级的模拟装置上进行试钻，并对试钻中出现的问题及时调整处理，只有经过试钻合格后，才能在现场正式施工钻孔。

3.5 短管、钻孔工具设计时应尽可能地减小其轴向尺寸和重量。在垂直方向开孔时，应检查管段能否承受钻孔工具、阀门等的重量，在水平方向开孔时，可另用支架支撑整个钻孔工具，以避免短管焊缝因横向受力过大而断裂。一般情况下，可考虑采用双面焊缝，这样既能保证可靠的密封性又有足够的强度。

二、不停输带压开孔封堵 施工程序

不停输带压开孔封堵施工可分三个步骤：首先是准备工作，主要指施工现场的选择和预制管道附件；其次是开孔封堵作业，包括焊接短观火剖分三通（以剖分三通为例）、平衡接头、试压、开孔、封堵、维修、更换、增加支管等；最后是竣工防腐，投人运行。 1.1 准备工作

1.1.1 调查管道现状，了解管道的走向、埋深、材质，以及管道输送介质的压力、温度、流量等，以便正确编制施工作业计划。

1.1.2 选择作业点，作业点应有足够的施工空间，作业管段尽量选在水平区域。 1.1.3 预制剖分三通，以便对扣焊在开孔处。 1.1.4 开挖作业坑，对地下水作必要处理。 1.1.5 安装开孔封堵设备。 1.2开孔封堵作业

开孔封堵工艺装置如图6所示。

一开孔机 2一伞形齿轮 3一夹板阀 4一开孔筒刀 5一封堵四向三通 6一旁通管路 7一平衡管 8一平衡阀 9一平衡接头10一维修改造管段 11一封堵筒 12一旁通管路三通 13一封堵接合器 14一封堵缸 15一作业管道

图6 管道不停输带压开孔封堵工艺装置示意图

2.1 预制旁通管路，焊接封堵四向三通、旁路三通和平衡接头，并试压合格。 1.2.2 安装平衡阀及夹板阀；

1.2.3 按顺序使用开孔机开平衡孔、旁通道孔、封堵孔，开孔完毕随即关闭平衡阀或夹板阀，并拆除开孔机。

1.2.4 连接旁通管路，打开旁通夹板阀，开通旁通管路，保持生产运行。

1.2.5 使用封堵机下封堵头，对被封堵的管段进行抢修、改造或更换，并试压合格。 1.2.6 使用封堵机提出封堵头，开通主管路，关闭夹板阀，拆除封堵机。 1.2.7 关闭旁通夹板阀，拆除旁通管道。

1.2.8 使用下塞堵设备，分别在平衡孔接头内、旁通路接口内及封堵三通内下入塞堵，堵严后拆去平衡阀或夹板阀，装上盲板法兰。 1.3 竣工防腐

1.3.1 对所有施工管段防腐，加保护层。

1.3.2 恢复地貌，并做标记。 1.3.3 编制竣工图，如图所示。

1一旁通路法兰盖 2一旁通路三通 3一封堵法兰盖 4一封堵四向三通 5一平衡接头 6一抢修或改造管段 7一平衡管法兰盖 8一平衡管塞堵 9一封堵塞堵 10一作业管段 11一旁

通路塞堵 图7 抢修管道示意图

2技术要点

2.1 三通管件的定位

由于管路开孔时有很多都是开同径孔，所以要求剖分三通管件定位准确，各项要求如下： 2.1.1 三通法兰必须向上垂直于管道；

2.1.2 三通法兰端面沿管道轴向最外端二侧的高度误差不得大于0.1mm； 2.1.3 三通法兰端面沿管道切向的偏转角度误差不得大于±1° ；

2.1.4 三通法兰沿管道轴向的中心线同管顶线应重叠，误差不得大于1mm。 2.2 三通法兰的焊接

三通法兰的焊接在带压管道上进行，管内的介质常常是易燃易爆或有毒物质，一旦焊穿，后果不可想象。由于这种技术还没有颁布正式的焊接规程，我们参考了美国机械工程师学会ASME标准、美国石油学会API标准、美国的一些企业标准，制定了一个切实可行的焊接规程，并对焊工进行严格的培训，以确保正式作业焊接一次成功。通过实践，我们总结了焊接的几条经验：

2.2.1 管子的熔深要适度，过深有焊穿的危险，过浅又不能满足强度的要求； 2.2.2 焊接速度要均匀；

2.2.3 要求对称焊接，以减小焊接后的应力变形； 2.2.4 如果环境潮湿，可采用低氢焊条；

2.2.5 焊接温度不能过低，如在液化石油气管道及类似的散热性很大的输送管道上焊接，必须进行焊接前后的热处理，以保持焊接前后温度，提高焊接质量。 2.3 管道的开孔

开孔前要测量有关部位的尺寸，并根据有关数据计算各部位的进尺，需测量的数据有： 2.3.1 中心钻顶尖至套料刀刃尖之间距离La； 2.3.2 套料刀刃尖至连箱底部之间距离Lb；

2.3.3 夹板阀上端面至管顶之间的距离Lc，管子外径D0； 2.3.4 套料刀外径Dc，钻杆标尺读数S0，管子壁厚δ。 各部分进尺计算公式如下： 套料刀切削进尺Sd：

中心钻开始切削管顶时进尺S1：

套料刀开始切削管顶时进尺S2：

开孔完成时的进尺S3：

3 带压开孔封堵流程简图