输气管道的输送效率和使用寿命很大程度上取决于管道内壁的清洁状况。但是输气管线在建造过程中因长距离、长时间在野外施工，管内往往进入了污水、淤泥、石块和施工工具等；在投产后，天然气从其井中带出的凝析油、地层水、泥沙也进入管道，天然气在净化和管输过程中也因温度降低，凝析出水和硫化铁产物，以上这些杂质都会增加管线的摩阻损失，降低通过能力；管线水试压后，单纯利用管线高差开口排水很难排尽。为解决以上问题，进行管道内部和内壁的清扫是十分必要的，因此清管工艺一直是管道施工和生产管理的重要工艺措施。清管的目的如下：

（1）清除管线低洼处积水，使管内壁免遭电解质的腐蚀，降低H₂S、CO₂对管道的腐蚀，避免管内积水冲刷管线，使管线减薄，从而延长管线的使用寿命。

（2）改善管线内部的粗糙度，减少摩阻损失，增加通过量，从而提高管道的输送效率。

（3）扫除输气管内存积的腐蚀产物。

（4）进行管内检测。

第一节　清管器

一、清管球

清管球由耐油橡胶制成，如图12-1所示，有实心、空心充气、空心注水三种形式。

图12-2所示为中空注水型清管球，其壁厚30～50mm，球上有一个可以密封的注水排气孔，注水排气孔有加压用的单向阀，用来排气和控制注入球内的水量以调节清管球内径的过盈量。为保证清管球对管内壁的密封，清管球要有一定的过盈量。使用时，清管球内充满水，使球成为弹性实体，在管内具有一定的顶挤能力。管道温度低于0℃时，球内应灌低凝固点液体（如甲醇），以防冻结。

图12-1　清管球

图12-2　清管球结构图

1—气嘴；2—固定岛；3—球体

图12-3　单、双皮碗清管器

由于清管球可在管内作任意方向的转动，通过弯头、变形部位的性能较好，主要用于清除管道内积液、分隔介质，清除块状物体的效果较差。

二、皮碗清管器

皮碗清管器由一个刚性骨架和前后两节或多节皮碗构成，如图12-3所示。它在管内运行时，保持着固定的方向，所以能够携带各种检测仪器和装置。

三、机械清管器

机械清管器是一种刮刷结合的清管器。机械清管器的皮碗略大于管内径，当清管器随介质移动时，在皮碗和钢刷的共同作用下，对于管内附着力大、较硬的污物能起到很好的清扫作用，但对于有内涂层的管道不能使用。

目前，常见的机械清管器有弹簧支撑型、直型、碟型三种，如图12-4至图12-6所示。直型清管器主要用于管道的扫线、上水、排水及冲洗，它具有很强的清污能力、通过能力和交换性，并可以双向运行。蝶型清管器则常用于管道的置换、隔离、扫线，它具有较强的密封能力、通过能力及互换性。

图12-4　机械清管器

图12-5　直型清管器

根据管线实际情况，直型清管器和蝶形清管器可装备射流孔、磁力环、钢刷、测径板等附件，加强清管效果。第一次使用时，清管器需安装发射机，进行清管器的跟踪。

图12-6　碟型测径清管器

图12-7为管道清管器用皮碗和钢刷。直型皮碗主要用于双向直型清管器中，皮碗的直径大于管道的内径，靠弹性力保持清管器前后的密封，这种密封条件会很快地随磨损而丧失，所以直型皮碗的使用寿命比碟型皮碗短。变径皮碗实为直型皮碗的一种形式，主要用于变径管道的清扫。碟型皮碗具有更好的密封性能，有深碟和浅碟之分，同时还可在皮碗上加钢钉增加清扫效果。钢刷应可与皮碗进行良好的互换，在管道清扫过程中，对管道的除锈、除垢具有良好的清扫效果。

图12-7　管道清管器用皮碗和钢刷

四、泡沫清管器

泡沫清管器如图12-8所示，外貌呈炮弹形，头部呈半球形或抛物线形，外径比管线的内径约大2%～4%，尾部呈蝶形凹面，内部芯体为高密泡沫，外敷强度高、韧性好和耐油性较强的聚氨酯材料。这种类型清管器的密封性能较好，使清管器前后形成压差，推动清管器向前运行。沿清管器周围有螺旋沟槽或圆孔，可保证体内充满液体，而不致被压瘪。带有螺旋沟槽的清管器，在运行时螺旋沟槽产生分力，使其旋转前进，因此清管器磨损均匀。泡沫清管器具有回弹能力强、导向性能好、变形能力高等特点，能顺利通过变形弯头、三通及变径管，特别适合清扫带有内涂层的管道，但它的强度不如刷式清管器高。

图12-8　泡沫清管器

第二节　清管器收发装置

一、清管器收发装置

清管器收发装置包括收发筒及其快速开关盲板、工艺管线、阀门和通过指示器等设备，如图12-9、图12-10所示。

收发筒的直径应比公称管径大1～2级。发送筒的长度应能满足发送最长清管器的需要，一般不应小于筒径的3～4倍。接收筒应当更长一些，因为它还需要容纳不许进入排污管的大块清出物和先后发入管道的两个清管器，其长度一般不小于筒径4～6倍。排污管应接在接收筒底部。放空管应安在接收筒的顶部，两管的接口都应焊装挡条阻止大块物体进入，以免堵塞。

图12-9　清管器发送装置

1—发送筒；2—发送阀；3—线路主阀；4—通过指示器；5—平衡阀；6—平衡管；7—清洗坑；8—放空管和压力表

图12-10　清管器接收装置

1—接收筒；2—接收阀；3—线路主阀；4—平衡阀；5—平衡管；6—排污阀；7—排污管；8—通过指示器；9—清洗坑；10—放空管和压力表

收发筒的开口端是一个牙嵌式或挡圈式快速开关盲板，快速开关盲板上应有防自松安全装置，另一端经过偏心大小头和一段直管与一个全通径阀连接。这段直管的长度对于接收筒应不小于一个清管器的长度，否则，一个后部密封破坏了的清管器，就可能部分地停留在阀内，全通径阀必须有准确的阀位指示。

发送装置的主管三通之后和接收筒大小头前的直管上，应设通过指示器，以确定清管器是否已经发入管道和进入接收筒。收发筒上必须安装压力表，面向盲板开关操作者的位置。有可能一次接收几个清管器的接收筒，可多开一个排污口，这样在第一个排污口被清管器堵塞后，管道仍可以继续排污。

二、BANDLOCK-2型快开盲板

输气管道清管器接收、发送筒及卧式过滤分离器上使用的BANDLOCK-2型快开盲板，结构如图12-11所示。

图12-11　BANDLOCK-2型快开盲板

1—锁带；2—马蹄型连接；3—泄压螺塞；4—止动偏心螺钉；5—锁带柄；6—止动螺钉；7—驱动臂；8—方向柄；9—定位螺钉

1．操作步骤

1）打开操作

（1）打开快开盲板之前，必须确认容器内的压力全部释放。

（2）缓慢旋松泄压螺塞，先不要卸下来，确认无压力后，再使其与螺栓孔脱离，取下门锁止块。

（3）万向柄一端插入锁带驱动臂的孔中，逆时针旋转手柄，使锁带缩回至锁带凹槽。

（4）向外平拉开门操作杆，实现快开盲板的开启操作。

2）关闭操作

（1）检查锁带和密封带是否完好，应无明显的划痕和磨损，清除凹槽、锁带和密封带处的脏污。在凹槽和密封面处涂上薄薄一层防腐硅油脂。

（2）万向柄一端插入锁带驱动臂的孔中，顺时针旋转手柄。

（3）向里平推操作杆关上门，使门完全地进入快开盲板的颈部，松开锁带，使锁带正好卡在锁带凹槽中，再来回拉动几次开门操作杆，以确认胀圈是否完全卡在了凹槽。

（4）装上门锁止块，拧紧泄压螺塞，完成关闭操作。

2．调整与维护

1）门居中调整

（1）将锁带从门上移开，去掉门上的密封，关上门，确保垂直安装在颈部，并用塞规测量门周围距离的大小。

（2）转动门上的调节螺钉，进行纵向调整，使门居中。

（3）检查门在关闭位置上，即呈6点及12点时指针形态时，门的外直径和颈部内直径之间的缝隙要完全相等。

2）锁带调整

（1）将锁带扩展至锁定的位置，然后使用上紧件来夹住泄放螺栓。

（2）调整偏心停止件，使其能为锁带柄提供转动安装。

（3）通过拧紧六角形埋头螺母，来保护偏心停止装置。

（4）通过延伸和收缩锁带来对锁带的操作进行检查。

3）密封带更换

（1）将密封从凹槽处拿开，确定密封凹槽处未受到损坏。

（2）去掉旧密封带，将密封凹槽清理干净，涂上一层薄薄的硅油脂。

（3）把密封带压进顶端的凹槽，确保密封在凹槽的中央，再分点对称地将密封带压入凹槽中。

3．操作安全注意事项

操作BANDLOCK-2型快开盲板应注意以下事项：

图12-12　清管器通过指示器

1—扬旗（通过位置）；2—扬旗（未通过位置）；3—杠杆；4—转轴；5—顶杆；6—管壁；7—球阀；8—通过指示器

（1）检查所在容器上各仪表指示是否正常；

（2）检查容器及快开盲板各连接部位是否无泄漏；

（3）准备齐全必要的防爆工具、灭火器、消防毡及其他设施；

（4）开闭盲板操作由一人进行，其他人员监护；

（5）在开启、关闭操作过程中，快速开关盲板的正面不能站人。

三、清管器通过指示器

清管器通过指示器是收发清管器必不可少的设备。清管器是否进出站完全依靠通过指示器的信号来判断。目前长输管道上的清管器通过指示器如图12-12所示。

通过指示器的工作原理是：清管器随油流在管道中移动，当碰到通过指示器下部的板机时，板机改变方向，此时连接在板机上的钢丝绳拉动指示器，使指示臂立起，运行人员可依次确定清管器的通过。