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長輸天然氣管道常用清管器有清管球、聚氨酯 泡沫清管器、機(jī)械清管器、測(cè)徑清管器、智能清管器 (漏磁檢測(cè)清管器)，以及用于減少順序輸送混 油的隔離型清管器。
1.1 清管球
清管球由氯丁橡膠制成，中空，壁厚為管徑 10% (30~95 mm)，通過清管球上注水排氣孔的單 向閥控制注入水量，進(jìn)而控制清管球過盈量。清管球主要清除管內(nèi)積液和分隔介質(zhì)，包括油品順序輸送中不同油品的隔離，管道水壓試驗(yàn)中排除管內(nèi)空氣等。清管球缺點(diǎn)是清除塊狀物和粉塵能力較差， 如支線管道直徑大于干線管道直徑1/2的三通，或采用等徑三通，同時(shí)沒有防護(hù)擋條，容易造成卡球故障。
1.2 聚氨酯泡沫清管器
聚氨酯泡沫清管器長度為管徑1.75~2倍，過盈量一般為25mm或管徑的5%~10%，具有較高的彈性、韌性和一定的耐磨性能，變形量超過 50%。泡沫清管器通過能力強(qiáng)，易于通過彎管，即使發(fā)生卡堵也可以依靠其高變形性能通過，或者提高壓力使其破裂，自行解除堵管，不會(huì)發(fā)生憋壓事故。泡沫清管器的泡沫碎屑對(duì)管道內(nèi)壁無任何損傷，適用于清掃具有內(nèi)壁涂層的管道。缺點(diǎn)是清除雜物能力一般，主要用于管道吸水、清污，只能一次性使用，運(yùn)行距離較短。
1.3 機(jī)械清管器
機(jī)械清管器不僅能清除管內(nèi)積液，還能清除固體雜質(zhì)，根據(jù)需要安裝鋼刷和刮板等增強(qiáng)清管效果。機(jī)械清管器使用壽命長，一般可運(yùn)行800~1000km，可安裝跟蹤設(shè)備、測(cè)徑板、磁鐵等。缺點(diǎn)是通過性稍差，不適用于多彎頭、閥門和有較大變形的管道。國內(nèi)管道應(yīng)用的機(jī)械清管器主要是碟型皮碗清管器和雙向直板清管器。碟型皮碗清管器過盈量一般為管徑的3%~5%，通過能力優(yōu)于雙向直板清管器。皮碗清管器在管道內(nèi)運(yùn)行保持固定方向，主要用于清除管道內(nèi)積液、粉塵等污物。雙向直板清管器清除能力優(yōu)于皮碗清管器，特別是能有效清除管道內(nèi)懸浮污物。相對(duì)碟型皮碗磨損更快，運(yùn)行距離較短，短距離管段內(nèi)有較好清管效率。直板清管器可以雙向運(yùn)動(dòng)，在管道投產(chǎn)或運(yùn)行管道長期不清管情況下，如發(fā)生堵塞可反吹解堵。
1.4 測(cè)徑清管器
測(cè)徑清管器測(cè)量管道幾何形狀、橢圓度、凹凸不平度和焊縫焊透性等參數(shù)，可提供管道狀況原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為管道維修和清管提供依據(jù)。測(cè)徑清管 器直徑約為管徑的60%，皮碗柔性好，可通過縮孔15%的孔洞。測(cè)徑清管器的關(guān)鍵技術(shù)是速度控制、檢測(cè)精度、可靠性以及后期數(shù)據(jù)處理分析。在智能 清管前(管道內(nèi)檢測(cè)) 應(yīng)先發(fā)射測(cè)徑清管器，確定管道內(nèi)部狀況，檢測(cè)管道通過能力。
1.5 智能清管器
智能清管器由數(shù)據(jù)采集傳感器、支撐系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、皮碗 (鋼刷)、探頭、電源系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)組成，其長度是普通清管器的4~5倍。為使管道內(nèi)檢測(cè)順利進(jìn)行，在發(fā)射智能清管器前先發(fā)射普通清管器對(duì)管道進(jìn)行清理，然后再發(fā)射測(cè)徑清管器，確定管道內(nèi)部狀況和通過能力。智能清管器采集確定的管道信息包括管道幾何變形測(cè)量，管道凹痕、起皺、橢圓度、彎曲半徑等信息;管道金屬損失、蠟沉積以及腐蝕程度;管道裂紋缺陷位置、面積和嚴(yán)重程度。

 

清管器選型是一個(gè)多目標(biāo)、多因素的決策問題，主要確定清管器的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、吸附 性、管道中輸送介質(zhì)的反應(yīng)性以及通過能力，具體如下:
1) 清管目標(biāo)。管道清理的是液體還是固體雜質(zhì)污物，預(yù)測(cè)污物的數(shù)量。如預(yù)計(jì)泥沙雜質(zhì)較多，天然氣管道可選帶泄流孔的清管器，通過泄流孔氣 體將沙子吹起，避免堵塞。
2) 管道生命周期階段。新建管道是清理殘?jiān)�、初步測(cè)量、試壓、干燥、試運(yùn)行。運(yùn)行管道是清理蠟沉積和污物、介質(zhì)隔離、抑制腐蝕。管道停運(yùn)報(bào)廢是介質(zhì)清除、填充惰性氣體。
3) 確定清管的驅(qū)動(dòng)介質(zhì) (油、水、氣) 特性。
4) 清管器過盈量。考慮管道的最小彎曲半徑與彎曲角度、最小與最大內(nèi)徑、分支管道連接、沿線高程變化，以及沿線閥門/三通/彎頭的類型、位置、尺寸等。
5）清管過程。管道提供的驅(qū)動(dòng)壓力范圍值(管道最大允許操作壓力、管道運(yùn)行壓力、溫度參數(shù)變化)，以及清管器運(yùn)行的可能速度值范圍和清管器需運(yùn)行的最大距離。
6) 清管器安裝的鋼刷和刮板尺寸。根據(jù)管道內(nèi)蠟沉積物的厚度和驅(qū)動(dòng)力范圍綜合考慮。
7) 清管器的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性能以及與管道中介質(zhì)接觸的反應(yīng)性。

清管器發(fā)展趨勢(shì)是適應(yīng)長距離站間距清管要求，對(duì)清管器的皮碗配置、皮碗強(qiáng)度和發(fā)射機(jī)質(zhì)量等要求更高。以中亞天然氣管道為例，管線全長1833km，管徑1067mm，設(shè)計(jì)壓力9.81MPa，設(shè)計(jì) 輸量 300×108 m3/a，清管站間距分別為201km和250km，管道投產(chǎn)后首次清管選用了結(jié)構(gòu)輕便、通過能力強(qiáng)的兩直四碟型皮碗清管器，主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù):支撐皮碗和碟型皮碗均由聚氨酯材料制成，邵氏硬度分別為85HA和80HA;清管器工作壓力大于12MPa，溫度范圍-30~100℃，過盈量3%;清管器質(zhì)量0.6t，在管道內(nèi)運(yùn)行最低壓差0.2MPa，可持續(xù)運(yùn)行的最長距離大于300km;可通過最小彎頭曲率半徑為3D(D 為管道外徑) 以及最大變形不超過管徑25%的管道;可安裝跟蹤裝置，一旦發(fā)生卡堵能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位卡堵位置。