高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應(yīng)用探討

高 亮

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機械壓力接頭連接技術(shù)的應(yīng)用，使復(fù)雜的管道連接工序變得簡單、快捷、方便，是管道非焊接連接技術(shù)的又一進步。雖然目前在國內(nèi)機械壓力接頭應(yīng)用并不廣泛，但是憑借著其眾多的優(yōu)點，在未來一定會在海洋工程和船舶領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用，進一步加強對其的研究非常有必要?；诖吮疚姆治隽藱C械壓力接頭在海洋石油平臺上的應(yīng)用。

機械壓力接頭；海洋石油平臺；應(yīng)用

1、機械壓力接頭優(yōu)點

在以往海洋石油平臺上會常常用電法蘭連接，但是法蘭又使用限制：在海洋石油平臺上，管道與法蘭連接處一般采用焊接連接。但在特定條件下，管道連接不允許使用焊接連接方式，例如部分管線進行防腐處理后，不能再次動火(鍍鋅管線、內(nèi)涂塑管線等)；部分管線預(yù)制、安裝，特別是維修時，有空間限制。而機械壓力接頭的應(yīng)用能很好的解決以上問題，在國外應(yīng)用實例很多。

機械壓力接頭有以下幾大優(yōu)點：

(1)施工工藝簡化。管道焊接連接方法，工序較多，效率低；機械壓力接頭不涉及焊接，更沒有對連接處進行無損檢驗，施工工人使用專用的液壓工具將管子端部插入到壓力接頭中，然后根據(jù)管線施工圖紙中的尺寸對管線進行下料施工。(2)提高工作效率，縮短施工工期施工程序簡單，可以使管線的預(yù)制、安裝更加快捷、方便，極大的節(jié)省施工工期，提高管線在預(yù)制、安裝時的場地使用率，節(jié)約施工資源及施工時間。(3)人力、物力投入少，耗能低。焊接管道連接方法的多道施工工藝，造成大量技術(shù)工人的占用、各種焊接設(shè)備的使用、焊材電能等的大量消耗、檢驗人員設(shè)備的投入，耗能相對較高。而對于機械壓力接頭連接形式，普通操作人員通過短時間的技術(shù)培訓(xùn)即可掌握滾壓開槽的技術(shù)，耗能較低。(4)減少特殊工種對人造成的損傷，更加環(huán)保。在應(yīng)用上可避免明火作業(yè)、焊接、焊口拍片作業(yè)對施工人員的身體損傷，同時減少對環(huán)境的污染，是一種清潔無毒無污染的新型施工方法。

2、機械壓力接頭密封原理

機械壓力接頭連接原理是在2根即將連接管線的端口處，外部套密封卡套，該卡套上設(shè)置2個壓緊環(huán)，壓緊環(huán)與卡套為整體構(gòu)造，在卡套外部設(shè)置一個壓緊機構(gòu)。在連接時由液壓工具對該壓緊機構(gòu)施加力，通過壓緊機構(gòu)對密封卡套擠壓加力，使卡套壓緊環(huán)縮小產(chǎn)生形變，擠壓在即將連接的管線外部，與管線外表面產(chǎn)生過盈配合，從而實現(xiàn)密封效果(圖1)。

圖1 機械壓力接頭密封原理

機械壓力接頭也有其明顯的局限性。機械壓力接頭不能進行維修；超高壓、大尺寸的機械壓力接頭的應(yīng)用還有待于研究開發(fā)；在施工中精度要求較高，必須使用切管機進行管線切割保證管線垂直度90°±2°，打磨切口內(nèi)外表面，去除毛刺保證光滑；在維修時，被維修管線破損段被移走，同時將兩端安裝有機械接頭的短管放置到修理位置，這樣可能的泄漏點就由兩個增加到4個。

3、機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應(yīng)用意義

海洋工程結(jié)構(gòu)因常年在海上工作，工作環(huán)境極為惡劣，除受到結(jié)構(gòu)的工作載荷外，還要承受風(fēng)暴、波浪、潮流引起的附加載荷以及海水腐蝕、砂流磨蝕、地震或寒冷地區(qū)冰流的侵襲。此外，石油天然氣的易燃易爆性對結(jié)構(gòu)也存在威脅。因為環(huán)境的影響，對海洋工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造、材料選擇以及焊接施工等都有嚴格的質(zhì)量要求。而隨著海洋、石油和天然氣工業(yè)的發(fā)展.海洋管道工程日益發(fā)展。因此，開展焊接技術(shù)的研究，加強對其應(yīng)用，對于開發(fā)海洋事業(yè)，開采海底油田、使豐富的海洋資源為人類服務(wù)，具有重要的現(xiàn)實意義。現(xiàn)階段非焊接管道連接方式主要有溝槽式管道連接技術(shù)、卡套式管道連接技術(shù)、擴口式管道連接技術(shù)、37°擴口式法蘭連接技術(shù)、90°擴口式法蘭連接技術(shù)、止推式法蘭連接技術(shù)、HAELOK機械壓力式管道連接技術(shù)等。溝槽式管道連接技術(shù)、卡套式管道連接技術(shù)、擴口式管道連接技術(shù)、37°擴口式法蘭連接技術(shù)、90°擴口式法蘭連接技術(shù)、止推式法蘭連接技術(shù)等屬于常用的非焊接管道連接技術(shù)，已被大家所熟悉和掌握，而機械壓力接頭技術(shù)是一種創(chuàng)新，具有很多優(yōu)勢，進一步加強研究非常有必要。

4、機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應(yīng)用

在管線加工設(shè)計過程中，工程師對整個管線系統(tǒng)選用了對焊焊接與機械壓力接頭并用的管道連接方法。根據(jù)廠家設(shè)備的生產(chǎn)能力和平臺施工現(xiàn)場的吊裝、安裝的可操作性，將管線圖分成不同的預(yù)制單管，采用對焊焊接和機械壓力接頭。這樣劃分施工方法的優(yōu)點，一是將預(yù)制焊點對焊焊接后整管涂塑，更好地保證了涂塑內(nèi)表面的連續(xù)性和均勻性，能夠起到較好的防腐效果，二是單管之間使用機械壓力接頭連接，實現(xiàn)了非焊接連接，避免高溫對內(nèi)涂塑涂層的損害。

結(jié)合機械壓力接頭廠家提供的壓槽工機具的特點和平臺消防水系統(tǒng)工藝特點，該系統(tǒng)管線施工順序為：首先在整根直管線上壓槽，然后根據(jù)管線圖中的下料尺寸切管，之后將帶槽直管段與其他管件、管線組隊焊接，完成預(yù)制單管的工作。全部預(yù)制完成的單管運至涂塑廠家進行內(nèi)涂塑，涂塑完成后再運回現(xiàn)場進行噴砂涂裝作業(yè)，最后進行平臺安裝工作。

機械壓力接頭連接形式在平臺消防水系統(tǒng)中的應(yīng)用，實際上是代替了以往海洋平臺一直使用的法蘭連接形式，起到了非常好的效果。

總之，隨著海洋工程領(lǐng)域的高速發(fā)展，海上油田、工程船舶、海底管道等領(lǐng)域的管道連接新技術(shù)逐漸的被應(yīng)用。本文分析了機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應(yīng)用，以期提供一些借鑒。

[1]程龍，張琳.海上石油平臺液壓多功能輸送棧橋研制[J].船海工程，2014，03：187-189.

[2]李巖芳，韓光明，王爾新.海洋石油平臺集輸工藝及設(shè)備選型計算軟件開發(fā)[J].承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2014，04：23-26.

高亮，男，1981年10月生，現(xiàn)為海洋石油工程股份有限公司安裝公司項目經(jīng)理。主要從事海上平臺的安裝設(shè)計及施工管理工作。