國內(nèi)外管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

宋　文　劉艷東　劉　剛

摘要:文章概括總結(jié)了國外管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展概況以及管道修復(fù)技術(shù)在我國的應(yīng)用情況,能夠有效地指導(dǎo)破損管道修復(fù),并針對當(dāng)前管道修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀,結(jié)合我國的國情提出了改進(jìn)方向,應(yīng)積極借鑒國外先進(jìn)技術(shù),加速發(fā)展國內(nèi)技術(shù),并做好管道修復(fù)技術(shù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的配套工作,以推進(jìn)管線修復(fù)技術(shù)的研究與進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:管道修復(fù);非開挖;內(nèi)襯修復(fù);聚合物

中圖分類號:TS106

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)18-0041-02

一、概述

各種管道經(jīng)過多年運(yùn)行后,由于腐蝕、運(yùn)行管理不善等原因,不可避免的會產(chǎn)生各種損傷和泄露,帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,但全線更換新管道,不僅工程量龐大,而且耗資大、工程期長。如何經(jīng)濟(jì)高效、快捷地恢復(fù)管道安全運(yùn)行受到了國內(nèi)外的極大關(guān)注,因此管道修復(fù)技術(shù)的研究具有十分重要的意義。

二、國外管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

(一)基于開挖的管道修復(fù)技術(shù)

Clock Spring復(fù)合修復(fù)套筒技術(shù)是近幾年在世界上發(fā)展比較迅速且應(yīng)用較為廣泛的修復(fù)技術(shù)。該產(chǎn)品可應(yīng)用于缺陷程度小于80%的管道缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。其優(yōu)點(diǎn)有:修復(fù)期間不需要停輸,不影響生產(chǎn)運(yùn)行;與傳統(tǒng)方法相比,節(jié)約成本40%～50%;恢復(fù)管道的運(yùn)行能力可以達(dá)到100%;易于安裝,不需要專門的設(shè)備,也不需要專門的技術(shù)工人;整個(gè)安裝作業(yè)時(shí)間少于2h。

環(huán)氧填充套筒技術(shù)由英國天然氣公司(BG)、美國Battelle公司和荷蘭的Gasunie公司等各自獨(dú)立開發(fā)。它可以實(shí)現(xiàn)鋼質(zhì)管道缺陷的永久性修復(fù),可使管道腐蝕得到徹底抑制。修復(fù)施工時(shí)無需減壓或停輸操作,施工靈活性強(qiáng),無熱操作風(fēng)險(xiǎn),可修復(fù)各種管道外觀缺陷。從1992年起,WIUbots公司用英國天然氣公司制造的環(huán)氧套管為阿曼國有石油公司修復(fù)各種管道數(shù)百萬米,實(shí)現(xiàn)了不停輸在線修復(fù),使用效果良好。

(二)基于非開挖的管道修復(fù)技術(shù)

非開挖技術(shù)一般是指管徑小于1米的管線,利用不開挖或少開挖方法進(jìn)行安裝、修復(fù)與更換的技術(shù)。該技術(shù)是對傳統(tǒng)地下管線修復(fù)的一次革命,在西方發(fā)達(dá)國家成為一項(xiàng)政府支持、社會提倡和企業(yè)參與的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

Amex-10型修復(fù)技術(shù)是英國的管道修復(fù)PMP 公司推出的,它是一種適用于管道接頭及管道周邊裂紋的非開挖管道修復(fù)系統(tǒng)。這套裝置的密封對防止?jié)B入和滲出都同樣有效,而且可適用于任何材料的管道。雖然Amex-10型裝置的壓緊力可達(dá)20bar(2MPa),但只需2～3bar(0.2～0.3MPa)的液壓就可以使它膨脹,所以它不會對低強(qiáng)度或是易碎的管材產(chǎn)生過大的壓力。

CIPP修復(fù)技術(shù)(cured-in-place-pipe,CIPP),稱為原位固化法或軟襯法,是在現(xiàn)有的舊管內(nèi)壁上襯一層液態(tài)的熱固性樹脂,通過加熱利用熱水、熱汽或紫外線等使其固化,形成與舊管緊密配合的薄層管,管道的過流斷面沒有損失,但流動性能大大改善了。

法國BaRiquand公司研制了“Photo liner”系統(tǒng),它也是基于CIPP法,用裝載機(jī)械人上的一些紫外線燈光來聚合聚酯樹脂。美國的Ultraline公司最近引入了一種新的全長度襯管系統(tǒng)PVCAlloy Pipe liner,它可通過急拐的彎頭、移位的接頭和管道變徑部分,也可耐受大多數(shù)酸堿鹽燃料和腐蝕性介質(zhì)。

對于那些穿越河流、湖泊、鐵路以及繁華地段的含缺陷管段的修復(fù)作業(yè)而言,非開挖技術(shù)更具有明顯優(yōu)勢。通常管道埋置越深,采用非開挖修復(fù)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益越可觀。

三、管道修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用及效果

(一)塑膜管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

穿插襯塑修復(fù)管道技術(shù)是在不開挖請況下,指將具有形狀記憶特性的熱縮性聚合物材料制成特定形狀的管材,該技術(shù)對環(huán)境有利,費(fèi)用可節(jié)約管線重建費(fèi)用40%以上,可靠性高,其使用壽命長達(dá)50年以上。

塔里木輪南油田注水干線應(yīng)用塑料軟管內(nèi)襯管道修復(fù)技術(shù)十分成功。自1992年12月投產(chǎn)后,2000年出現(xiàn)過多次腐蝕穿孔現(xiàn)象,嚴(yán)重影響正常注水工作。2000年8月,應(yīng)用塑料軟管內(nèi)襯管道修復(fù)技術(shù)對其進(jìn)行了修復(fù),僅25天完工,自2000年10月運(yùn)行至今,管線運(yùn)行正常,沒有出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象。

(二)玻璃鋼內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

預(yù)成型軟管內(nèi)襯玻璃鋼技術(shù)是以防護(hù)膜、無紡布、浸漬樹脂組成的復(fù)合軟管,用水牙或壓縮空氣壓力將其翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯在待修復(fù)管內(nèi),經(jīng)加溫固化,與舊管內(nèi)壁緊密粘接在一起,屬管中管修復(fù),防腐、防滲漏整體效果好。

勝利油田勝利采油廠坨三站至坨十三隊(duì)φ219×7鋼質(zhì)輸油管道,管道多處穿孔,采取“打卡子”和“補(bǔ)丁”的臨時(shí)措施維持運(yùn)行。采用預(yù)成型軟管內(nèi)襯玻璃鋼技術(shù)修復(fù)管道后,至今運(yùn)行正常,管道無穿孔滲漏現(xiàn)象。該方法不污染環(huán)境,而工程費(fèi)用低,僅為新建管道總造價(jià)的50%,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。

(三)聚合物水泥砂漿涂敷內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

聚合物水泥砂漿涂敷內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)是用風(fēng)送擠涂法(即管道內(nèi)擠涂)將聚合物水泥砂漿—環(huán)氧膠泥—環(huán)氧鋼鱗片復(fù)合涂層涂敷于無油、無垢清潔的鋼管內(nèi)壁,形成厚約4～6mm的復(fù)合襯層,三層之間粘結(jié)強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)一體化程度好,具有防腐、防滲透、改善表面狀態(tài)、降低摩阻和擴(kuò)大使用范圍的特點(diǎn),能提高耐酸、耐堿等各種介質(zhì)的腐蝕能力。

勝利油田東辛采油廠永一站至辛三站輸油管道內(nèi)腐蝕非常嚴(yán)重,頻繁穿孔,于1998年被迫停用。1999年采用該技術(shù)對該管道進(jìn)行修復(fù),經(jīng)驗(yàn)收質(zhì)量合格,試壓一次成功,使待報(bào)廢管道重新有了使用價(jià)值,經(jīng)過近幾年的運(yùn)行,取得了較好效果。

四、結(jié)語

隨著管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)的管道修復(fù)市場正在日趨成熟,對老管線的缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)與內(nèi)部防腐是成功的,并顯示了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。應(yīng)積極借鑒國外先進(jìn)技術(shù),加速發(fā)展國內(nèi)技術(shù),并做好管道修復(fù)技術(shù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的配套工作,以推進(jìn)管線修復(fù)技術(shù)的研究與進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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作者簡介:宋文(1970-),男,上海人,中國石油天然氣管道局項(xiàng)目管理中心工程師,研究方向:項(xiàng)目技術(shù)、項(xiàng)目質(zhì)量、項(xiàng)目協(xié)調(diào);劉艷東(1978-),男,吉林遼源人,中國石油天然氣管道工程有限公司助理工程師,研究方向:石油天然氣長輸管道設(shè)計(jì);劉剛(1985-),男,河北石家莊人,中國石油天然氣管道工程有限公司助理工程師,研究方向:石油天然氣長輸管道設(shè)計(jì)。