王鵬

中國(guó)石化勝利油田地面工程維修中心 山東 東營(yíng) 257000

1 油氣管道的特點(diǎn)

油氣管道的安裝主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):（1）相對(duì)流動(dòng)。由于管道與輸送介質(zhì)之間是相對(duì)的，因此管道的內(nèi)壁要盡量光滑，從而降低介質(zhì)之間的摩擦。（2）固定。油氣輸送管道通常埋于地下，通常固定管道，除非被拆除，一般無(wú)位移發(fā)生。（3）傳輸?shù)倪B續(xù)性油氣運(yùn)輸管道竣工后，通常是連續(xù)運(yùn)營(yíng)的。（4）危險(xiǎn)性。油氣一旦發(fā)生泄漏容易發(fā)生爆炸事故，會(huì)對(duì)周圍地面、建筑物產(chǎn)生致命的危害，應(yīng)急救援難度大。

2 影響油氣管道安裝質(zhì)量的要素

2.1 管道材料和架設(shè)材料的選擇

施工材料的選擇和管理是油氣管道安裝的基礎(chǔ)，油氣管道的材料和工藝各種各樣，在安裝管道時(shí)，要選擇質(zhì)量好、性價(jià)比高的管道材料，以進(jìn)一步提高管道的密閉性和安全性。在選擇材料時(shí)要依據(jù)油氣成分進(jìn)行選擇，油氣會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生一定的腐蝕，因此在選擇管道材料時(shí)要選擇抗腐蝕性能較好的材料，還要考慮材料的的性價(jià)比。油氣管道支吊架是管道的命脈，如果沒有合適的管道將會(huì)容易導(dǎo)致油氣管道發(fā)生位移，進(jìn)而損壞管道，造成油氣泄漏現(xiàn)象。因此，在油氣管道安裝過程中需要嚴(yán)格依據(jù)管道的性質(zhì)、材料來(lái)選擇合適的管道支吊架以保證油氣運(yùn)輸過程中的管道的穩(wěn)定性。管道支架材料也要具有一定的耐腐蝕性，其次要堅(jiān)固，能夠長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)油氣管道進(jìn)行支護(hù)。

2.2 焊接的技術(shù)

焊接的技術(shù)有很多種，以其中手工工作量占比分類，可分為手工焊接技術(shù)，半自動(dòng)焊接，全自動(dòng)焊接。

手工焊接技術(shù)，包括 smaw （焊條電弧焊）和gtaw （鎢極弧焊），其中 smaw 現(xiàn)場(chǎng)易于實(shí)施，且移動(dòng)難度小，具有較強(qiáng)的可操作性。在石油天然氣管道焊接施工中經(jīng)常得到采用。我們一般依據(jù)焊條的類型和焊接方向進(jìn)行分類，主要分為以下幾類：

一是適應(yīng)于小口徑低氫焊的小型焊，如下所示：那些面的。焊接管道連接頭，焊縫維修等；二是適用于高等級(jí)低氫焊的低氫焊管道，如酸性氣體進(jìn)料管道，或在嚴(yán)寒干燥的情況下，厚壁管道較容易形成，焊接效率高，相對(duì)容易操作，但經(jīng)常出現(xiàn)未焊透的現(xiàn)象，裂縫填充良好的纖維素焊條可向下焊接，但氣溫較低，保溫；此外，上述兩種焊接方法的多種組合，如基于低氫下加熱焊接工藝填充和增加蓋，可同時(shí)保持加熱焊接時(shí)特點(diǎn)快，并保持在快速加熱時(shí)的質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，焊接技術(shù)受到用戶和焊工歡迎的原因是，焊縫比較光滑，需要打磨的時(shí)間短，背部焊縫比較光滑也沒有其它缺陷，有助于明顯防止開裂，適用于穿孔較小、管壁薄的應(yīng)用。

自動(dòng)焊接技術(shù)自動(dòng)焊接需要專業(yè)技術(shù)人員，并借助于自動(dòng)輔助設(shè)備。自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用，成功率很高，一次通過的幾率往往接近100%。據(jù)了解，西氣東輸焊接技術(shù)的應(yīng)用比較成熟也最具代表性，自動(dòng)焊接技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊技術(shù)的采用，必須確保機(jī)械設(shè)備正常工作。通過廣泛應(yīng)用，自動(dòng)焊技術(shù)逐步成熟，受到了施工人員的青睞。apwiil 型自動(dòng)焊機(jī)，具有數(shù)字化智能化的特點(diǎn)，適應(yīng)范圍廣，易于操作。該焊機(jī)在操作中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制焊接；最后，焊槍高感溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)在長(zhǎng)途運(yùn)輸管自動(dòng)控制焊接設(shè)備工程中的應(yīng)用最為廣泛。將自動(dòng)探測(cè)控制系統(tǒng)技術(shù)引入自動(dòng)焊接時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)控制每一個(gè)焊絲的移動(dòng)長(zhǎng)度，提高自動(dòng)焊接工作焊接的生產(chǎn)質(zhì)量，提高自動(dòng)焊接焊工焊接的生產(chǎn)效率。

3 管道內(nèi)外腐蝕控制技術(shù)應(yīng)用

3.1 管道防腐涂層、包覆層

（1）硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料聚乙烯夾克防腐保溫

聚氨脂泡沫塑料聚乙烯夾克是目前埋地保溫管道最主要的防腐保溫技術(shù)，勝利油田采用“一步法”成型技術(shù)，其保溫用的聚氨酯泡沫具有良好的機(jī)械性能和絕熱性能，通常情況下可耐溫120℃，通過改性或與其它隔熱材料組合可耐溫180℃。該技術(shù)經(jīng)過勝利油建公司38年的改進(jìn)提高已形成作業(yè)管線管徑范圍達(dá)φ48mm至φ457mm，達(dá)到390km的年生產(chǎn)能力。

（2）陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)是埋地管道外腐蝕控制的一項(xiàng)有效措施。聯(lián)合站14KM管線于2012年實(shí)施了區(qū)域陰極保護(hù)，實(shí)測(cè)保護(hù)電位低于-0.92V，平均保護(hù)電流小于7Ma/m2，技術(shù)指標(biāo)與效果均達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。在初期建有陰極保護(hù)系統(tǒng)，但由于當(dāng)時(shí)認(rèn)識(shí)不夠，維護(hù)力量不足，基本失去作用。因此在油水儲(chǔ)罐內(nèi)壁采用的是犧牲陽(yáng)極法，在罐內(nèi)安裝犧牲陽(yáng)極，與防腐涂層協(xié)同作用保護(hù)金屬罐體[1]。

3.2 管道的內(nèi)腐蝕控制技術(shù)

（1）污水處理采用配套投加化學(xué)藥劑技術(shù)

緩蝕劑的緩蝕效果與加注工藝、周期及投加量有密切關(guān)系，投加緩蝕劑應(yīng)使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的金屬表面形成以有效的保護(hù)膜；此外為提高緩蝕劑效果應(yīng)配套投加防垢劑、殺菌劑、除氧劑等化學(xué)藥劑。目前投加緩蝕劑SY，經(jīng)測(cè)試平均腐蝕率為0.081mm/a。

（2）襯里和涂層防護(hù)

一是HDPE復(fù)合結(jié)構(gòu)管道修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)施工周期短、費(fèi)用低，修復(fù)后管道的可靠性得到了最大限度的提高。二是聚合物水泥砂漿涂敷內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)應(yīng)用。具有防滲透、防腐以及降低管道內(nèi)液體摩阻的特點(diǎn)，能提高耐酸、耐堿等各種介質(zhì)的腐蝕能力，取得了較好的效果。涂層防腐應(yīng)用非常廣泛，管道、儲(chǔ)罐、容器普遍采用涂層內(nèi)外防腐（表1）。在輔助設(shè)施上常用的鍍鋅管、鍍鋅螺栓等屬于金屬鍍層。

表1 聯(lián)合站管線、儲(chǔ)罐涂層防護(hù)技術(shù)統(tǒng)計(jì)表

一般管道內(nèi)表面采用環(huán)氧粉末，管道外表面底漆-環(huán)氧云鐵中間漆、面漆-丙烯酸聚氨酯面漆。

（3）非金屬管道

玻璃鋼管是又玻璃纖維、環(huán)氧樹脂或聚酯、砂等用離心或纏繞等方式成型的管材。目前國(guó)內(nèi)正在逐步推廣使用，玻璃鋼管具有重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、安裝方便、綜合費(fèi)用適中等優(yōu)點(diǎn)。油田共有污水外調(diào)管線10條，全長(zhǎng)43km，目前已更換8.6km管線為玻璃鋼管線，玻璃鋼管材在使用過程中的問題，主要出現(xiàn)在接口技術(shù)上，另外材料太脆，很容易損壞，應(yīng)試驗(yàn)加入其它材料以改善玻璃鋼管的塑性[2]。

將部分金屬管線全部改造為玻璃鋼管線，使用時(shí)間最長(zhǎng)的已達(dá)到9年，4座污水站站內(nèi)主流程采用玻璃鋼管道，2座污水站應(yīng)用玻璃污水罐18座，均取得了較好的防腐效果。聯(lián)合站加藥管線采用PPR非金屬管材，也有很好的防腐效果[3]。

（4）選擇耐腐蝕材料

尼龍─鋼復(fù)合管管壁結(jié)構(gòu)由三層組成，防腐效果好。從內(nèi)到外依次為：增強(qiáng)MC尼龍，鋼管和外保護(hù)層。

尼龍─鋼復(fù)合管最早在樁西采油廠試驗(yàn)應(yīng)用。自2003年以來(lái)，先后在樁西采油廠集油管線、海洋采油廠推廣使用，共采用尼龍─鋼復(fù)合管11693m，運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的已達(dá)17年，見到了顯著的防腐效果（表2）。

表2 各種防腐管材對(duì)比表

3.4 投加緩蝕劑和殺菌劑

為了防止細(xì)菌對(duì)設(shè)備和管線產(chǎn)生腐蝕以及堵塞問題，加入殺菌劑來(lái)殺死或抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。通過緩蝕劑、殺菌劑配伍性試驗(yàn)，提高兩種藥劑的協(xié)同作用，在投入上重點(diǎn)保障工程改造后出水水質(zhì)較好的污水站，按照配方連續(xù)投加緩蝕劑、殺菌劑，實(shí)現(xiàn)了“零腐蝕”[4]。

4 改善油氣管道安裝質(zhì)量的改進(jìn)措施

4.1 下料加工期間去除毛刺

要嚴(yán)格控制管道切割的長(zhǎng)度，保證切口傾斜角度，飛邊和毛刺處理馬虎不得，要細(xì)致處理坡口?，F(xiàn)場(chǎng)一般使用沙輪進(jìn)行切割，也可采用氣切法或等離子切割法，對(duì)大口徑低壓管進(jìn)行切割；針對(duì)坡口的管子，可以用砂輪機(jī)手工做成，進(jìn)行加工，進(jìn)行加工；如果切口組不符合規(guī)定的平直性，很容易讓管口的縫合性不過關(guān)[5]。

4.2 在焊接，安裝過程中加強(qiáng)質(zhì)量控制

焊接和安裝是管道安裝施工中非常重要的環(huán)節(jié)。管道的安裝容易受到安裝條件和環(huán)境因素的影響。應(yīng)采取嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施。一般來(lái)說，現(xiàn)場(chǎng)焊接接頭必須固定，質(zhì)量控制比較困難，因此在預(yù)制過程中，對(duì)每個(gè)焊接人員的合格率進(jìn)行檢測(cè)和控制。這是控制焊接質(zhì)量的關(guān)鍵手段。如果施工期間天氣不好，則容易對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響，需要采用有效防護(hù)的方法。

對(duì)開三通的兩道環(huán)向角焊縫不應(yīng)同時(shí)焊接。當(dāng)兩名焊工同時(shí)焊接一道環(huán)向角焊縫時(shí)，應(yīng)按圖1所示焊接順序同時(shí)焊接。

圖1 焊接順序圖

焊縫外觀合格后，由具有資格的無(wú)損檢測(cè)人員對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè)，合格后進(jìn)行開孔封堵作業(yè)（圖2）。

圖2 焊接順序圖

4.3 油氣管道安裝工程質(zhì)量管理政策

對(duì)于油氣管道安裝工程的施工主力是技術(shù)人員而非機(jī)械，很多后期事件發(fā)生的因素也是由人為形成的，在施工前期的人員篩選中，可以進(jìn)行高要求管理，對(duì)員工進(jìn)行有效管理培訓(xùn)。要加強(qiáng)工作人員的安全、質(zhì)量等方面的意識(shí)。在施工材料的選擇上，要合理地分配資料，對(duì)人力物力分配要以最高價(jià)值進(jìn)行。在施工中，要嚴(yán)格按工序操作，合理的科學(xué)、有序的施工程序，對(duì)工程完成起著重要作用。在施工現(xiàn)場(chǎng)采取有效安全措施，以保證施工者的安全。在施工過程中，要嚴(yán)格監(jiān)督和檢測(cè)質(zhì)量，后期的檢測(cè)是整個(gè)工程成果的驗(yàn)收，需要管理人員能夠具有較強(qiáng)的責(zé)任感來(lái)進(jìn)行檢查。

4.4 對(duì)安裝質(zhì)量監(jiān)管不留空隙

在城市油氣管道的安裝過程中會(huì)遇到許多特殊的情況，因?yàn)槌鞘兄械牡叵略O(shè)施很多，并且地質(zhì)情況更為復(fù)雜，例如穿越，高水位，死角等。特殊部分很多，安裝質(zhì)量不易控制，容易留下安全隱患和質(zhì)量隱患，發(fā)生財(cái)產(chǎn)安全事故，甚至導(dǎo)致人員傷亡等等。因此，要求對(duì)特別工段進(jìn)行施工監(jiān)管，檢監(jiān)必須對(duì)安裝質(zhì)量實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管。例如，在實(shí)際安裝監(jiān)控中，穿越管道時(shí)，死角位置由于穿過管道的短料而靠近通道，并且在焊接過程中水位過高。因此，這類特種工段必須對(duì)安全質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管，使事故隱患最小化。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著油田生產(chǎn)開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，油氣管道建設(shè)、改造、維修工作量持續(xù)增加，油氣管道安裝的質(zhì)量事關(guān)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)，對(duì)安裝的質(zhì)量要求極高。為保證油田油氣管道安裝的安全性和使用壽命，必須分析目前油氣管道安裝過程中的問題，做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，優(yōu)選施工工藝，通過嚴(yán)密設(shè)計(jì)、科學(xué)組織、精細(xì)管理、密切配合，加強(qiáng)全過程技術(shù)、質(zhì)量管理、HSE管理，并做好施工質(zhì)量檢驗(yàn)工作保證管道安裝施工的質(zhì)量，確保工程施工優(yōu)良率達(dá)90%以上。