高壓油氣管線的在役焊接修復(fù)技術(shù)分析

龔志鵬（河南省濮陽(yáng)市中原油田鉆井四公司機(jī)修站，河南　濮陽(yáng)　457321）

高壓油氣管線的在役焊接修復(fù)技術(shù)分析

龔志鵬（河南省濮陽(yáng)市中原油田鉆井四公司機(jī)修站，河南濮陽(yáng)457321）

高壓油氣管線是一種管線運(yùn)輸方式，其運(yùn)輸量大且非常安全，運(yùn)輸成本不高，油氣運(yùn)輸常采用此類運(yùn)輸方式。隨著現(xiàn)代化社會(huì)的飛速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)階段的管線運(yùn)輸壓力已是10MPa，傳統(tǒng)油氣管線運(yùn)輸方式早已適應(yīng)不了新的需求，目前我國(guó)油氣管線所使用的運(yùn)輸方式是高壓運(yùn)輸方式。往往油氣管線應(yīng)用時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷的腐蝕和磨損，使得管線局部持續(xù)薄弱，這時(shí)極易出現(xiàn)油氣泄露事故，如果未能及時(shí)修復(fù)則會(huì)帶來(lái)更大的危害。本文分析了高壓油氣管線的再役焊接修復(fù)技術(shù)，這對(duì)整個(gè)油氣管線的應(yīng)用安全有著極大現(xiàn)實(shí)意義。

高壓油氣管線；在役管線；焊接修復(fù)技術(shù)

世界上的五大運(yùn)輸方式之一就是管道運(yùn)輸，此項(xiàng)運(yùn)輸方式運(yùn)輸量大且安全，運(yùn)輸成本不高，可適用于油氣產(chǎn)品的運(yùn)輸。高壓運(yùn)行管線焊接修復(fù)常被分為兩類：泄壓停輸修復(fù)及在役焊接修復(fù)，而泄壓停輸修復(fù)強(qiáng)調(diào)的是整個(gè)管線泄壓停輸，之后在于需要修復(fù)的位置兩端鉆孔封堵，再是將其中存在的油安全泄掉，采用壓縮空氣或是惰性氣體進(jìn)行修復(fù)處理；而在役焊接修復(fù)而是于管道運(yùn)行下直接焊接修復(fù)，管道不需要停止輸帶壓，可以直接焊接修復(fù)。本文著眼于高壓油氣管線的在役焊接修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了分析，為我國(guó)高壓油氣管線運(yùn)輸行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供可靠的理論性依據(jù)。

1　我國(guó)油氣管線焊接修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的油氣管線修復(fù)大都是泄壓停輸修復(fù)，現(xiàn)場(chǎng)焊接修復(fù)技術(shù)可謂是我國(guó)常用的管線修復(fù)技術(shù)，但此項(xiàng)技術(shù)早已還適應(yīng)不了我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展速度。在役焊接修復(fù)及不停輸?shù)牟粩喔脑?，我?guó)的石油管道技術(shù)公司也都紛紛采納，不過(guò)大都是以操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，亦或者是參考外國(guó)相關(guān)工程施工工藝，我國(guó)并沒(méi)有形成較為系統(tǒng)的研究體系。我國(guó)的科學(xué)院金屬研究所在1994年就開(kāi)始分析研究我國(guó)油氣管道的運(yùn)行情況，同時(shí)也進(jìn)行了運(yùn)行管道在役焊接工藝開(kāi)發(fā)方面的研究。在此之后，則開(kāi)發(fā)了運(yùn)行管道在役焊接時(shí)氫的開(kāi)裂特征，并提出了相應(yīng)的預(yù)防理論，且基于計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)了模型，這些研究獲得的眾多數(shù)據(jù)，對(duì)我國(guó)在役焊接修復(fù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有著很大的推動(dòng)作用。

2　在役焊接修復(fù)方式

2.1套管修復(fù)

此類修復(fù)技術(shù)是把兩個(gè)半圓套在需要修復(fù)的油氣管道上，再將半圓管及管道間以角焊縫焊接，并將其與半圓管充分對(duì)接，使這兩者成為一體。套管修復(fù)多用來(lái)修復(fù)管道被腐蝕之后，出現(xiàn)了局部變薄的問(wèn)題，再者是用于管道被腐蝕而出現(xiàn)穿孔，亦或者是裂紋小但管道內(nèi)油氣壓低的問(wèn)題處理。

2.2安裝支管修復(fù)

該修復(fù)方式是需要修復(fù)段的前后位置處都焊接一段帶法蘭的管外套管，之后采用法蘭孔以特殊刀具開(kāi)口，再采用前后兩個(gè)法蘭來(lái)連接分流旁路，促使管中的油氣介質(zhì)通過(guò)分流旁路，這時(shí)再將問(wèn)題管段切除，再以一段新管子進(jìn)行焊接，之后把分流旁路有效撤除，這時(shí)管中的油氣介質(zhì)會(huì)再由主管線通過(guò)。此類方式大多是用于修復(fù)被嚴(yán)重腐蝕的管道，亦或者是人為性破壞管線和管線整改等方面問(wèn)題。

3　在役焊接安全性

3.1燒穿

此類問(wèn)題主要是焊接熔池的下部沒(méi)有熔化的金屬?gòu)?qiáng)度承受不了其承受的壓力，通常燒穿失效模式主要是于常壓狀態(tài)下的直接焊穿，這屬于塑性失穩(wěn)問(wèn)題；再者是于管子內(nèi)部壓力及焊接電弧的作用力而直接出現(xiàn)燒穿問(wèn)。具體而言，燒穿問(wèn)題出現(xiàn)的誘因很多，比如壁厚及熔深和流動(dòng)介質(zhì)與應(yīng)力等方面問(wèn)題。

3.2氫致開(kāi)裂

此類問(wèn)題的出現(xiàn)主要是因氫原子滲進(jìn)鋼種，且于鋼重的空穴位置轉(zhuǎn)為分子太聚集，從而出現(xiàn)了很高的壓力，最終導(dǎo)致鋼材內(nèi)部出現(xiàn)了很大的裂縫。往往氫致開(kāi)裂出現(xiàn)應(yīng)具備下述幾個(gè)條件：焊縫中很有大量的氫，且焊接接頭淬硬程度主要是傾向于焊接接頭承受的約束應(yīng)力。通常為了預(yù)防氫致開(kāi)裂，很多時(shí)候都是著眼于裂紋出現(xiàn)的條件而分析的，從而找出更好的預(yù)防方式。焊接時(shí)的氫多是來(lái)自空氣及水和介質(zhì)含氫化合物等方面，可以說(shuō)焊接環(huán)境均是無(wú)法改變的，而焊縫中含氫量容易操作的方式主要是控制焊條含氫量，也就是焊接時(shí)要采用干燥的低氫焊條。再是含碳量較低的管線冷卻速度緩慢，通常會(huì)獲得低碳馬氏體，亦或者是鐵素體及珠光體，且這些組織硬度不高，相應(yīng)的淬硬傾向不大，這也說(shuō)明冷卻速度快時(shí)會(huì)出現(xiàn)高碳馬氏體，但該組織淬硬傾向較大。這些都說(shuō)明控制介質(zhì)流速能夠很好的控制淬硬傾向，再是焊接之后會(huì)存在一定的殘余應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致氫致開(kāi)裂，亦或者是出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂，剛好這也是評(píng)定管道系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵內(nèi)容。

4　結(jié)語(yǔ)

高壓油氣管線在役焊接修復(fù)技術(shù)的全方位研究非常關(guān)鍵，這是當(dāng)下高壓油氣管線常用的一種修復(fù)技術(shù)。不過(guò)我國(guó)此項(xiàng)技術(shù)研究較少，且其間存在諸多問(wèn)題。本文對(duì)我國(guó)油氣管線焊接修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并分析了在役焊接修復(fù)方式，對(duì)在役焊接安全性也進(jìn)行了探討，為我國(guó)高壓油氣管線運(yùn)輸行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供可靠的理論性依據(jù)。

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