王慶東（長慶油田采油二廠西峰采油三區(qū)，甘肅 慶陽745100）

1 油田輸油管道破損的常見原因

1.1 管道腐蝕

管道腐蝕是造成油田輸油管道破損泄漏的主要原因之一，管道所處的土壤條件、管道材料以及油品的質(zhì)量原因都可能造成管道腐蝕問題。

1.2 自然災(zāi)害

在油田輸油管道的鋪設(shè)范圍內(nèi)發(fā)生的自然災(zāi)害會對管道的安全性造成較大影響，具體包括洪水、泥石流、地震和地表沉降等因素。

1.3 人為破壞

人為破壞因素也是造成油田輸油管道破損的一項重要原因，有關(guān)輸油管道泄漏的統(tǒng)計中，人為因素能夠占有70%以上[1]。

2 油田輸油管道常用快速堵漏與補焊技術(shù)

2.1 調(diào)整堵漏

調(diào)整堵漏是指運用相應(yīng)的調(diào)整方法，對密封件預(yù)緊力或零件間的相對位置作出調(diào)整，從而實現(xiàn)堵漏的目的。該方法主要適用于低壓條件下密封面、法蘭和閘閥等位置，以及松動和錯位原因?qū)е碌男孤秵栴}。

2.2 機械堵漏

機械堵漏是通過機械力達(dá)到堵漏目的的方式，需要采用一定的外加裝置與填料等材料，較為常見的機械堵漏方法包括捆扎、卡箍、塞楔、萬向頂和螺塞堵漏法等，實際操作中應(yīng)用十分廣泛，操作方法簡單，能夠起到快速堵漏作用。在具體適用范圍上，捆扎堵漏方法主要利用捆扎工具、密封墊片與鋼帶對泄露部位進(jìn)行封閉。卡箍堵漏是采用卡箍將密封墊卡死在泄漏處實現(xiàn)堵漏作用，是一種常用的機械堵漏方法。螺塞堵漏法是在泄漏的孔洞里鉆孔攻絲，然后上緊螺塞和密封墊進(jìn)行堵漏，一般適用于體積較厚、孔洞較大位置的堵漏。此外還包括捻縫法，采用沖子擠壓泄漏點周圍金屬發(fā)揮堵漏作用，以及在設(shè)備外部設(shè)置支持架的支撐法、利用韌性大的材料敲入泄漏部位的塞楔法等。

2.3 粘接堵漏

粘接堵漏是利用密封膠等材料在泄露位置形成新的密封結(jié)構(gòu)，具體包括直接粘堵、粘貼法、頂壓粘接、填塞粘接等。粘堵法是利用膠粘劑直接填補泄漏位置；粘貼法是在膜、帶、薄軟板等材料上涂刷膠粘劑，而后粘貼于泄漏部位，適合壓力較低管道的堵漏，粘貼材料可以選擇玻璃纖維、碳纖維、聚氨酯樹脂等。頂壓粘接是在運用頂壓塊、緊固卡子進(jìn)行頂壓的基礎(chǔ)上，運用零件、板料、釘類、楔塞和膠粘劑進(jìn)行堵漏，可以在膠粘劑固化后拆卸頂壓工具，該方法具體應(yīng)用中需要考慮溫度與膠粘劑固化時間的問題。

2.4 焊接堵漏

焊接堵漏可以總體分為直焊法、間焊法兩類。直焊法適合原焊縫、管壁破損不嚴(yán)重、壓力較低或由于氣孔和砂眼等造成的1～10mm 直徑范圍的點狀滲漏。操作方法為采用大于正常操作30%～40%電流，在破損位置進(jìn)行點焊。焊接時應(yīng)采用較大的工藝參數(shù)，保持較快的滅弧頻率，最后趁熱鉚合焊點。

間焊法是利用焊縫發(fā)揮固定壓蓋、密封作用的堵漏方式，具體可以劃分為螺帽、絲堵和鋼板補焊等方法。鋼板補焊堵漏法適合破損面積較大部位的補焊，其操作方法如下：首先運用木塞、石棉繩等材料填塞管道的泄露部位，并去掉木塞多余部分。而后按照管道破損部分的面積與形狀，選擇與管道弧度相同的鋼板，面積上要大于破損面積。鋼板的厚度一般在5～8mm。將二者進(jìn)行緊密貼合后，利用從上到下滅弧點焊的方法進(jìn)行焊接固定。其中需要重點注意電弧方向的控制，對于較薄的管道，需要將電弧方向盡量偏向于補焊板。此外還應(yīng)防止堵漏所用木塞由于溫度較高出現(xiàn)燒損問題，可以在操作過程中安排一定的冷卻時間。

除了上述方法還包括螺帽和絲堵補焊方法，上述兩種方法中，螺帽補焊適用于泄露位置直徑300mm 以內(nèi)，絲堵補焊適用于直徑300～600mm范圍。操作方法為首先在泄露位置釘進(jìn)木塞，而后選擇合適的螺栓、螺母和絲堵，與管壁焊接完成后填入石棉繩，最后擰緊螺栓或堵頭并再次進(jìn)行焊接。

3 油田輸油管道破損泄漏快速補焊操作方法

3.1 油田輸油管道破損泄漏快速補焊工藝原理

輸油管道發(fā)生泄露問題時，帶壓焊接是一種應(yīng)用效果良好的焊接修補方法。其主要優(yōu)勢在于可以在不對管道壓力、溫度進(jìn)行降低的狀態(tài)下開展焊接工作，達(dá)到在線修補的作用。在其操作過程中，需要將管道內(nèi)的泄露介質(zhì)進(jìn)行引流，保證焊接過程的安全性,而后開展焊接工作。具體應(yīng)在充分了解現(xiàn)場情況與泄露部位情況的基礎(chǔ)上，設(shè)置相應(yīng)的引流裝置，一般采用封閉板與封閉盒，緊密結(jié)合泄漏部位外表面，并安裝可控制閘閥，在閘閥開啟后能夠通過引流裝置快速引出泄漏介質(zhì)，在焊接部位形成安全區(qū)域。

3.2 焊接準(zhǔn)備工作

3.2.1 施工現(xiàn)場安全工作

在補焊工作開始之前，操作人員首先需要做好施工現(xiàn)場的安全保障工作。確保引流管、密封帶等材料準(zhǔn)備充分，并將相應(yīng)的操作設(shè)備進(jìn)行整齊擺放。同時要仔細(xì)觀察現(xiàn)場的施工條件，設(shè)置風(fēng)向標(biāo)與警戒線，在作業(yè)坑設(shè)置安全通道，將管線兩邊距離保持在安全范圍內(nèi)。此外還應(yīng)準(zhǔn)備滅火器、消防砂等救援設(shè)備，充分保證操作過程的安全性。

3.2.2 確定泄露位置

在開展焊接工作前還要對管道泄漏的具體情況和位置進(jìn)行確認(rèn)，需要在確定管道泄漏位置的同時，對泄漏缺陷的面積作出測量，并采取對開式全包圍套袖進(jìn)行修補。如果輸油管道表面具有防腐層，比如某些輸油管道采用了3PE材料的防腐層等，在焊接前需要事先對其進(jìn)行清除，才能進(jìn)行焊接工作。

3.2.3 補強材料安裝

在清除管道焊接部位防腐層之后進(jìn)行補強材料的安裝工作。比如在對開式全包圍套袖的安裝過程中，需要充分掌握套袖的長度，以此為依據(jù)選用合適的勒緊裝置，對于1個套袖需要最少選擇2個。在套袖的安裝過程中，應(yīng)保證環(huán)向焊縫與縱向焊縫準(zhǔn)確對齊。其中縱向焊縫的位置應(yīng)確保在3 點與9 點位置。在隔離板條的安裝上，需要將其安裝于兩邊縱向直焊縫的中間部位。對隔離板條的長度作出合理選擇，使其與套袖的長度相一致，寬度上需要超過對接直焊縫的3～4倍。采用隔離板條的主要作用在于在縱向焊接過程中，減少輸油管道直接焊接時的應(yīng)力。將套袖勒緊之后還應(yīng)確認(rèn)焊縫的空隙是否滿足進(jìn)行焊接的條件，如果空隙超出能夠焊接的范圍，需要拆除套袖，而后對其進(jìn)行處理。需要避免在空隙較大的情況下，在焊縫之間增加鋼筋等其他材料。

3.2.4 管壁厚度與壓力測量

進(jìn)行焊接工作前還應(yīng)采用專用的厚度測量儀器，對管壁厚度作出檢測，并按照管壁厚度的實際情況，合理選擇焊接所用電流。在此基礎(chǔ)上，重點確定管道運行中的壓力情況，如果管道壓力超過焊接技術(shù)所規(guī)定的范圍，這種情況下不可以進(jìn)行焊接操作，需要在相關(guān)人員采取降壓處理之后才能開展焊接。在具體操作當(dāng)中，在役管線在進(jìn)行帶壓焊接過程中需要對壓力作出合理計算，換算公式為P=2SLFET/D，t=tm-u。這一公式中P是指管線帶壓焊接時的允許最大承受壓力，N/mm2；S為管線最小屈服極限，N/mm2；D 為管線外徑，mm；t 為減少的管線壁厚，（tm-u）mm；u為焊接時燒穿的深度，mm；tm 為管線最小的實際壁厚，mm；F為安全系數(shù)，一般情況下最大值為0.8；E為焊接系數(shù)，實際操作中應(yīng)取值為1；T是指溫度降低系數(shù)。在焊接過程中，如果熔池深度在2.9mm時，需要在開始焊接之前，首先預(yù)熱套袖補強焊口，以及輸油管線的母材，預(yù)熱時利用氧氣火焰將預(yù)熱溫度控制在100℃左右。

3.3 焊接操作流程及注意事項

3.3.1 縱向直焊縫的焊接

進(jìn)行焊接操作時需要依照一定的順序，具體需要首先焊接縱向直焊縫，然后焊接環(huán)向焊縫。針對于對開式全包圍套袖，在焊接縱向直焊縫過程中，在焊縫長度≤600mm時，每條焊縫需要選擇一名工人開展焊接工作。而在其長度＞600mm時，焊接每條焊縫時需要選用兩名工人。焊接方式選用縱向直焊縫堆焊,進(jìn)行焊接時需要注重焊機、焊條的質(zhì)量控制，應(yīng)選擇正規(guī)廠家所生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，同時確保符合具體的施工環(huán)境。

3.3.2 環(huán)向角焊縫的焊接

對開式全包圍套袖的焊接過程中，兩條環(huán)向角焊縫不可以同時開展焊接操作，每條焊縫需要安排2 名工人，分別進(jìn)行焊接。在焊接結(jié)束后，仔細(xì)檢查是否存在氣孔、裂紋及咬邊等問題，在沒有問題的情況下，專業(yè)檢測部門還應(yīng)在此基礎(chǔ)上利用無損著色檢測等手段作出進(jìn)一步檢測。在冷卻24h后進(jìn)行第二次檢測,在合格后即可恢復(fù)生產(chǎn)。

4 結(jié)語

油田輸油管道破損是一種較為常見的問題，在發(fā)生輸油管道破損和泄漏時，需要及時采取措施進(jìn)行搶修工作。其中補焊技術(shù)具有操作時間短、應(yīng)用效果好的優(yōu)勢。進(jìn)行輸油管道補焊時，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行焊接操作，確保一次性完成焊接。