淺談降低天然氣管道干線截?cái)嚅y室引壓管泄漏發(fā)生建議措施

陳勝男 楊磊

作者簡(jiǎn)介：陳勝男（1982-），高級(jí)工程師，2005年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，現(xiàn)從事長(zhǎng)輸天然氣管道運(yùn)行管理工作。楊磊（1988-），工程師，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事長(zhǎng)輸天然氣管道生產(chǎn)運(yùn)行工作。

摘 要： 為了提高天然氣線路的在突發(fā)事件情況下的可控性，目前天然氣干線截?cái)嚅y多采用氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)是運(yùn)用管道現(xiàn)有壓力氣體作為動(dòng)力源來(lái)開(kāi)關(guān)閥門，其優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大、性能可靠、操作方便、適用性強(qiáng)[1]。某輸氣管線建設(shè)時(shí)間早，干線采用Shafer 氣液聯(lián)動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但由于前期設(shè)計(jì)及施工安裝方式等沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致該條管線在后期實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了引壓管脫落的情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況運(yùn)行單位進(jìn)行了改造，本文對(duì)改方案進(jìn)行了綜合描述，并對(duì)降低引壓管泄漏提出了建議措施。

關(guān)鍵詞： 天然氣線路;引壓管;泄漏;降低措施

【中圖分類號(hào)】TE832 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.219

1 管線截?cái)嚅y室基本情況介紹

某輸氣管線2007年建成投產(chǎn)供氣，設(shè)計(jì)壓力6.3MPa，設(shè)有干線截?cái)嚅y室5座，采用埋地全焊接閥門+Shafer 氣液聯(lián)動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該管線建設(shè)時(shí)間為2006年，氣液聯(lián)動(dòng)直接機(jī)構(gòu)引壓管方式采用從埋地干線直接開(kāi)孔，全焊接球閥+不銹鋼引壓管，氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本體引壓管直接卡套連接。

2 引壓管泄漏情況統(tǒng)計(jì)

該管線投產(chǎn)后，管線運(yùn)行壓力前期基本維持在3.0-3.5MPa，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需求，2014年12月管線最高運(yùn)行壓力達(dá)到5.5MPa。2013年9月巡線隊(duì)員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)5#閥室上游的動(dòng)力引壓管和下游的動(dòng)力引壓管的1/2”根部閥都存在外漏現(xiàn)象，考慮到該閥與主管道直接相連，若更換新的閥門需對(duì)干線天然氣進(jìn)行放空、泄壓后操作，損失大量天然氣，而且影響2家下游用戶供氣，因此采用打卡堵漏處理（圖1）。

2014年5月，5#閥室引壓管卡套連接處脫落，造成天然氣干線閥室階段，下游用戶停輸?shù)氖录?/p>

2019年7月，3#閥室引壓管卡套連接處脫落，因引壓管與干線連接處全焊接閥已被挖出，對(duì)改閥門關(guān)斷后，未造成天然氣干線停輸。

3 引壓管改造方案

（1）對(duì)原氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)引壓管埋地部分進(jìn)行開(kāi)挖處理，將干線全焊接球閥不在采用埋地的方式，以便緊急情況下可以對(duì)干線取壓管線進(jìn)行關(guān)斷。

（2）對(duì)原卡套連接處進(jìn)行套絲處理，用螺紋連接代替卡套連接，消除引壓管卡套脫落風(fēng)險(xiǎn)。使用板牙手動(dòng)扳手在原來(lái)NPT1/2高壓引壓管的套絲，形成NPT1/2的絲口，在安裝NPT1/2 PN10MPa的高壓球閥連接絲口，在球閥上安裝NPT1/2直通卡套，更換引壓管（圖2）。

4 引壓管常見(jiàn)泄漏原因分析

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)引壓管泄漏情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，泄漏的原因是以下幾個(gè)方面：

（1）卡箍質(zhì)量問(wèn)題

大多數(shù)卡箍是經(jīng)過(guò)正規(guī)廠家購(gòu)買，且三證齊全。較少數(shù)卡箍加工精確度不夠，錐形密封墊密封效果不高。

（2）引壓管質(zhì)量問(wèn)題

大多數(shù)引壓管經(jīng)過(guò)正規(guī)廠家購(gòu)買，且三證齊全。極少數(shù)出現(xiàn)外圓光潔度不夠、出現(xiàn)小坑或者輕微變形等。

（3）運(yùn)輸途中損壞

設(shè)備都有自己獨(dú)立的包裝，且在運(yùn)輸過(guò)程中另外有包裝，對(duì)設(shè)備起到雙重保護(hù)，設(shè)備在運(yùn)輸過(guò)程中損傷幾乎為零。

（4）后期的使用維護(hù)

1）安裝完成后在使用過(guò)程中因操作不當(dāng)，造卡箍密封面損傷和卡箍有機(jī)械傷。

2）因管道震動(dòng)使螺紋式連接引發(fā)管發(fā)生泄漏，發(fā)生次數(shù)較少。

3）因夏冬季氣溫交替變化，導(dǎo)致部分螺紋連接引壓管發(fā)生熱脹冷縮，出現(xiàn)滲漏，該情況發(fā)生次數(shù)較多，但影響較小，多數(shù)通過(guò)緊固或者重新連接即可修復(fù)。

4）重復(fù)卸裝，壓變等設(shè)備定期檢定，需要對(duì)引壓管進(jìn)行拆卸，重復(fù)安裝過(guò)程中易出現(xiàn)安裝不到位而滲漏。

（5）選材不合適

1）部分引壓管因壁厚高于2mm，在連接過(guò)程中因其硬度較大，不容易被擠壓成型

3）相連接的兩引壓管直徑相差較多，無(wú)法形成有效連接。

（6）施工安裝未按要求安裝

1）在施工過(guò)程中未按照操作要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行試裝，卡套未擠壓成型，在壓力變化的情況下容易造成脫扣。

2）在安裝過(guò)程中未進(jìn)行對(duì)正，直接采用扳手將卡套螺帽擰緊，造成卡套承受不合理的應(yīng)力，且密封不嚴(yán)，容易造成滲漏。

3）引壓管彎頭在制作過(guò)程中距離引壓管接頭距離較短，導(dǎo)致卡箍連接時(shí)存在不合理應(yīng)力。

4）引壓管切割方式不合理，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)經(jīng)常采用非專業(yè)切割刀進(jìn)行切割，導(dǎo)致引壓管切口不平滑，出現(xiàn)磨邊（毛刺），在安裝過(guò)程中不容易校正，造成連接不到位，密封不嚴(yán)。

5）施工作業(yè)期間引壓管存在混用，公制單位引壓管和英制單位引壓管標(biāo)準(zhǔn)尺寸存在細(xì)微差別，例，φ12引壓管外徑為12mm，nptNPT1/2引壓管外徑為12.7mm，兩種管材混用導(dǎo)致引壓管密封不嚴(yán)，此種情況在場(chǎng)站及閥室建設(shè)期間出現(xiàn)較多。

6）引壓管施工作業(yè)前未將引壓管兩端（易受損傷、磨損、變形部分）切掉（1公分），導(dǎo)致引壓管連接后容易發(fā)生滲漏。

7）施工期間未合理設(shè)置彎頭，閥室引壓管可能受管線設(shè)備下沉影響，產(chǎn)生拉脫應(yīng)力，致使引壓管在管內(nèi)壓力出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候容易出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。

8）安裝選擇方式不合理，對(duì)一些直徑大于20mm、壁厚高于2mm的引壓管進(jìn)行卡套式連接時(shí)，不容易被擠壓成型，安裝不到位。

5 降低引壓管泄漏建議措施

（1）合理選材。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，卡套連接的引壓管壁厚盡量低于2.0mm。

（2）正確安裝。

1）進(jìn)行試裝。在引壓管連接到設(shè)備前進(jìn)行試裝，若連接處未被錐形密封面撐大，則需要對(duì)引壓管頭部進(jìn)行切割或者更換引壓管后再進(jìn)行安裝。

2）對(duì)正安裝。在安裝引壓管時(shí)，將錐形密封面針對(duì)引壓管，并先手動(dòng)擰上螺帽，擰動(dòng)過(guò)程中注意手部用力大小，若發(fā)現(xiàn)擰動(dòng)過(guò)程較吃力，則可能存在沒(méi)有正確連接螺帽，需要重新對(duì)準(zhǔn)連接，最后采用扳手將卡套螺帽擰緊。

3）在引壓管安裝時(shí)，注意將錐形密封面所套的引壓管頭部插進(jìn)所連接引壓管深度較錐形密封面頭部深入至少0.5公分，使引壓管連接處形成有效受力。

4）選擇合適的引壓管連接方式，對(duì)不合理引壓管連接進(jìn)行改造。膠日線閥室改造前是NPT1/2的直通卡套，引壓管是加厚高壓不銹鋼管，由于材質(zhì)太硬，卡套無(wú)法擠壓成型，容易脫扣，使用板牙手動(dòng)扳手在原來(lái)NPT1/2高壓引壓管的套絲，形成NPT1/2的絲扣，再安裝NPT1/2 PN10mpa的高壓球閥連接絲扣。

5）引壓管彎頭在制作過(guò)程中距離引壓管接頭留有足夠距離，防止出現(xiàn)彎頭變形附近引起的連接口變形而產(chǎn)生不合理應(yīng)力。

6）采用專業(yè)切割刀及專業(yè)彎管器進(jìn)行引壓管切割機(jī)彎管作業(yè);引壓管施工作業(yè)前將引壓管兩端（易損傷部分）進(jìn)行切除。

7）施工期間按照各類設(shè)備原裝引壓管進(jìn)行施工，杜絕公制單位引壓管和英制單位引壓管混合使用。

8）施工期間合理設(shè)置彎頭，閥室及場(chǎng)站埋地設(shè)備引壓管設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，應(yīng)加裝彎頭，避免因管道下沉出現(xiàn)引壓管拉脫應(yīng)力。

9）引壓管安裝過(guò)程中，若出現(xiàn)引壓管較長(zhǎng)的情況，應(yīng)采取固定引壓管的方式，防止引壓管在運(yùn)行過(guò)程中因重力產(chǎn)生不合理應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪世軍.《Shafer氣液聯(lián)動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能與維護(hù)》[J].油氣儲(chǔ)運(yùn).2010. 29（ 4 ）：296-299.