冷卻維修法在臨濮線外管道大修中的開發(fā)與運(yùn)用

孫天擇

（中石化管道儲運(yùn)公司，聊城252000）

長期以來，管道運(yùn)行安全一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而影響管道使用壽命和運(yùn)行安全的因素有很多。其中，管道防腐蝕層的防護(hù)性能是影響管道整體長期有效的重要因素。據(jù)美國國家安全局對1969～1978年發(fā)生的管道事故報(bào)告統(tǒng)計(jì)，其中43.6%的事故是由于管道腐蝕引起的，而管道發(fā)生腐蝕的直接原因是管道防腐蝕層的失效［1］。我國某氣田輸氣干線在1970～1980年間共發(fā)生近100起較重大的管道失效事故，其中22.5%是由于管道發(fā)生腐蝕而引起的。管道防腐蝕層的失效，使管道處于易被腐蝕的狀態(tài)，當(dāng)管道發(fā)生腐蝕后，將導(dǎo)致管道因腐蝕穿孔發(fā)生泄漏，引發(fā)更嚴(yán)重的安全事故，目前，對失效防腐蝕層進(jìn)行更新或修補(bǔ)是普遍采用的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。

1 臨濮輸油管道概況

臨濮輸油管道輸送的是凝固點(diǎn)較低的進(jìn)口原油，全線采用常溫輸送方式，夏季的油溫一般在21～24℃之間。

2009年7月，地方在建公路與臨濮線管道149＃樁處交叉。為保護(hù)管道安全，按規(guī)范要求對該處管段從新做“加強(qiáng)級”管道防腐蝕層［2］。因此夏季是最不適宜進(jìn)行管道防腐蝕作業(yè)的。臨濮線所經(jīng)過的區(qū)域?qū)儆跍嘏⒊睗裥詺夂?，夏季高溫多雨，空氣濕度較大。因此由于存在較大溫差，每到夏季，暴露在空氣中的管段表面都會附著大量由于空氣中水蒸汽遇冷液化而形成的冷凝水，（即我們俗話所講的管壁“出汗”，如圖1所示）。無論怎樣擦拭，管壁始終處于潮濕的狀態(tài)，如果此時(shí)進(jìn)行防腐蝕施工，防腐蝕材料很難粘結(jié)在管壁上，即使粘結(jié)在管壁上，防護(hù)效果較差，無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，每到夏季防腐蝕層大修或維修工程只能停工。但如果等到秋季再進(jìn)行管道防腐蝕施工，公路已修建完畢，勢必要增加破除路面、路基及恢復(fù)的費(fèi)用。

圖1 去除防腐蝕層后掛滿“汗滴”的輸油管道

針對這一問題，筆者提出了兩種解決方案進(jìn)行試驗(yàn)分析，找出最適合常溫輸油管道夏季防腐蝕施工的新方法。

2 管線防腐蝕層修復(fù)方法

2.1 局部加熱法

在涂刷底漆及纏繞防腐蝕膠粘帶前，先對局部管體進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到或高于環(huán)境溫度，以防止空氣中的水分冷凝析出吸附在管壁。采用邊烘烤加熱防腐蝕管段，邊進(jìn)行防腐蝕施工的方法，從理論上解決管壁“出汗”問題，試驗(yàn)性施工流程圖見圖1。

圖2 施工流程圖

筆者于2009年7月22日9：30在趙寨子輸油站149＃樁修路處挖出的管段上進(jìn)行試驗(yàn)（當(dāng)時(shí)測的管溝內(nèi)溫度：36℃、相對濕度：90%、管道內(nèi)油溫：21℃）。首先拆除舊防腐蝕層2m，并作除銹處理。用汽油噴燈對管道外壁進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度達(dá)到要求時(shí)，再進(jìn)行防腐蝕作業(yè)，整個(gè)現(xiàn)場試驗(yàn)過程2.5h。施工結(jié)束后對通過局部加熱法防腐蝕管段的防腐蝕層進(jìn)行剝離強(qiáng)度測試（標(biāo)準(zhǔn)要求：≥20N·cm-1，SY／T 0414-2007）［3］。測試現(xiàn)場見圖3，測試結(jié)果見表1。

圖3 剝離強(qiáng)度測試現(xiàn)場

表1 管段防腐蝕層的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果

由表1或見，采用局部加熱法實(shí)施防腐蝕的管段，剝離強(qiáng)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，平均值只有13N·cm-1。這是因?yàn)椋植考訜釙r(shí)，雖然管壁不再有可見冷凝水，但由于管道內(nèi)高速流動(dòng)的低溫油，很快降了管壁溫度，使管壁在涂刷漆前又出現(xiàn)一層薄薄的水膜，造成底漆無法牢固地粘結(jié)在管壁上，因此，剝離強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 制冷法

對防腐蝕的管道周圍環(huán)境進(jìn)行降溫，縮小環(huán)境溫度與油溫的差值，使管壁不再出現(xiàn)冷凝水的附著。更換埋地管道防腐蝕層，需開挖出一定的作業(yè)空間，使管道完全裸露。而采用制冷技術(shù)可以做到降低開挖出的有限空間的溫度，制冷法試驗(yàn)性施工流程圖見圖4。

圖4 制冷法試驗(yàn)性工藝流程圖

筆者于2009年7月26日，在149＃樁修路處，清理出10m長適合防腐蝕作業(yè)的管溝，拆除舊防腐蝕層并作除銹處理進(jìn)行試驗(yàn)（測的當(dāng)時(shí)管溝內(nèi)溫度：38℃、相對濕度：90%、管道內(nèi)油溫：21℃）。

采用木棒作支架，搭建一個(gè)10m長的保溫棚（塑料膜采用蔬菜保溫棚專用膜），把辦公室淘汰的32型窗式空調(diào)安裝到保溫棚一端見圖5。動(dòng)力設(shè)備采用AM2600型汽油發(fā)電機(jī)。

圖5 保溫棚及制冷設(shè)備

在進(jìn)行制冷試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)制冷效果不好，溫度降低緩慢，管壁仍有出汗現(xiàn)象。主要原因是：①夏季陽光直射保溫棚，棚內(nèi)的溫度下降慢，達(dá)不到防腐蝕溫度要求；②保溫棚底部采取的是敞開式結(jié)構(gòu)，造成保溫棚內(nèi)土壤中的水分還會蒸發(fā)到保溫棚內(nèi)，致使空氣濕度仍然很大。

針對這種情況，于27日采取了如下措施：①加防曬網(wǎng)；②保溫層四面密封，完全與土壤隔離，降低棚內(nèi)濕度（見圖6、圖7）。

施工結(jié)束后，對制冷法防腐管段的防腐蝕層進(jìn)行剝離強(qiáng)度測試（標(biāo)準(zhǔn)要求：≥20N·cm-1，SY／T 0414-2007）。測試結(jié)果見表2。

表2 管段防腐蝕層的剝離強(qiáng)度測試結(jié)果

結(jié)果表明，采用制冷法防腐的部分，剝離強(qiáng)度均在50N·cm-1以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

這是因?yàn)椴捎弥评浞ǎ梢园阎車h(huán)境溫度降到和管道溫度基本一致，而且還降低了局部環(huán)境的相對濕度，徹底解決了管體“出汗”問題，所以防腐蝕效果完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 應(yīng)用實(shí)例

2009年8月份，筆者還在臨濮線154＃樁和65＃樁兩處與正在修筑的公路交叉處共103米的管段，運(yùn)用“制冷法”進(jìn)行了防腐蝕施工，連同7月份做試驗(yàn)的管段，總計(jì)防腐蝕施工長度達(dá)156m，經(jīng)檢測，防腐蝕效果良好，完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求［4］。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

按以往慣例，等到秋季方便管道防腐蝕施工的時(shí)候再進(jìn)行防腐蝕，那時(shí)公路已修建完畢，勢必要增加破除路面、路基及恢復(fù)的費(fèi)用。根據(jù)山東省修繕工程預(yù)算定額標(biāo)準(zhǔn)，三處共需破壞公路長度約130m，寬度為3m，破除及恢復(fù)路面的費(fèi)用為187 200元。而通過制冷法對這三處管段進(jìn)行防腐蝕施工（在公路修建之前完成的），節(jié)約公路破除及恢復(fù)費(fèi)用18萬余元。

5 結(jié)論

“制冷法”作為常溫輸油管道夏季防腐蝕施工的一種新方法，完全可以消除管壁“出汗”現(xiàn)象，且效果良好，也不需投入太多資金，為今后遇到類似情況時(shí)，對管道進(jìn)行防腐蝕施工提供了可行的方法。同時(shí)也打破了管道夏季不能進(jìn)行防腐蝕作業(yè)的慣例。

［1］魏強(qiáng)邦.管道外防腐層的性能要求及管道大修材料的最新發(fā)展［J］.中國涂料，2010，25（10）：15-17.

［2］SY／T 5918-2004埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］SY／T 0414-2007鋼質(zhì)管道聚乙烯膠粘帶防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］GB／T 19285-2003埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)［S］.