混輸海底管道節(jié)點(diǎn)外防腐層修復(fù)項(xiàng)目施工技術(shù)方案研究

倪劍

（中海石油技術(shù)檢測有限公司,天津300450）

中國海洋石油某混輸海底管道結(jié)構(gòu)為單層保溫配重管,根據(jù)近些年對該類管道的檢測和驗(yàn)證結(jié)果分析,外腐蝕缺陷主要集中在管道節(jié)點(diǎn)和防水帽處,導(dǎo)致腐蝕的原因是節(jié)點(diǎn)熱縮帶防腐失效,以及防水帽下方管道涂層破損。由于目前對于該類管道的犧牲陽極是否能起到陰保作用尚不明確,事實(shí)也證明外腐蝕沒有得到有效地控制,為此如果不對管道缺陷處外防腐涂層進(jìn)行修復(fù),腐蝕會(huì)無法得到控制,最終導(dǎo)致管道腐蝕穿孔,嚴(yán)重影響管道運(yùn)行安全與效益。因此,及時(shí)對管道外腐蝕缺陷進(jìn)行驗(yàn)證并實(shí)施專項(xiàng)修復(fù)方案刻不容緩。

1 管道外腐蝕缺陷確認(rèn)

1.1 檢測數(shù)據(jù)

首先對混輸海底管道進(jìn)行漏磁內(nèi)檢測作業(yè),檢測工具記錄了管線里程2912.63m 的全部數(shù)據(jù),總計(jì)1.2h 時(shí)間,成功完成工具的運(yùn)行,檢測工具運(yùn)行的平均速度為0.68m/s,發(fā)球筒第一個(gè)球法蘭為本次檢測施工的KP0 和檢測器記錄里程的初始參考點(diǎn),共找到三處外腐蝕缺陷。

1.2 缺陷位置

1.2.1 1#外腐蝕缺陷

根據(jù)混輸海底管道漏磁內(nèi)檢測最終報(bào)告,確定1#外腐蝕缺陷點(diǎn)在法蘭附近,距離法蘭11.84m,缺陷靠近下游焊縫,距離焊縫僅33cm,因此潛水員應(yīng)首先確定法蘭,然后測量定位到11.84m 附近的管道節(jié)點(diǎn)（圖1）。

圖1 1#外腐蝕缺陷位置示意圖

1.2.2 2#外腐蝕缺陷

根據(jù)混輸海底管道漏磁內(nèi)檢測最終報(bào)告,確定2#外腐蝕缺陷點(diǎn)靠近下游焊縫,距離焊縫僅18cm,附近沒有管道附件等參照物,此處管道埋深0.6m。根據(jù)內(nèi)檢測里程與早期路由調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,2#缺陷坐標(biāo)計(jì)算如圖2 所示。

圖2 2#外腐蝕缺陷位置示意圖

1.2.3 3#外腐蝕缺陷

根據(jù)混輸海底管道漏磁內(nèi)檢測最終報(bào)告,3#外腐蝕缺陷點(diǎn)靠近下游焊縫,距離焊縫5-11.93cm,附近沒有管道附件等參照物,此處管道埋深0.6m。根據(jù)內(nèi)檢測里程與早期路由調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,3#缺陷坐標(biāo)計(jì)算如下圖3 所示。

圖3 3#外腐蝕缺陷位置示意圖

2 管道節(jié)點(diǎn)外防腐層修復(fù)

2.1 施工方案

施工之前,按照ASMEPCC-2-2015 標(biāo)準(zhǔn)對管線腐蝕修復(fù)主要材料性能進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并經(jīng)過中國船級社見證。

根據(jù)上文分析,1#、2#、3#外腐蝕缺陷均位于管道節(jié)點(diǎn)區(qū)域,靠近焊縫區(qū)域,因此潛水員應(yīng)首先找到缺陷的相應(yīng)的焊縫節(jié)點(diǎn)位置,然后進(jìn)行清理,缺陷的查找、驗(yàn)證和修復(fù)等工作。

2.2 施工程序

2.2.1 裝船固定

計(jì)劃在碼頭進(jìn)行施工所需設(shè)備、機(jī)具和材料的裝船和固定。

2.2.2 船舶就位

落錨點(diǎn)設(shè)計(jì)位置與海底管纜最小距離在150m 以上。

2.2.3 潛水探摸（缺陷定位）

船舶錨泊就位后,潛水方式采用傳統(tǒng)的舷側(cè)潛水梯下水。1#缺陷點(diǎn)（內(nèi)檢測里程值65.49）位于QK17-2E 平臺側(cè),距離平管法蘭11.84m,潛水員找到1#缺陷點(diǎn)區(qū)域后,系好入水繩,準(zhǔn)備回收1#缺陷處的水泥壓塊。起完成壓塊之后潛水員根據(jù)水下信標(biāo)定位已平管法蘭為基點(diǎn),向QK17-2 方向探摸11.84m,找到管線焊接節(jié)點(diǎn),進(jìn)行開挖驗(yàn)證。

2# 缺陷點(diǎn)（內(nèi)檢測里程值2140.63）、3#（內(nèi)檢測里程值2152.66）缺陷點(diǎn)位于QK17-2 平臺側(cè),由于附近無管道附件,沒有參考點(diǎn),此兩處位置已定位好的1#缺陷點(diǎn)為基準(zhǔn),分別返2075.14m 和2087.17m 進(jìn)行定位。潛水員攜帶水下超短基線,找到對應(yīng)位置后,系好入水繩,準(zhǔn)備管道開挖作業(yè)。

2.2.4 壓塊回收

由于1#缺陷點(diǎn)上方懷疑有水泥壓塊覆蓋,潛水員下水對壓塊情況進(jìn)行探摸,對壓塊進(jìn)行破壞后分小段移離管線上方。

2.2.5 管道開挖和維護(hù)

項(xiàng)目采用PL19-3 管卡防護(hù)使用的吸泥裝置（圖4）,本裝置分為吹泥管以及空壓機(jī)組成,吹泥效率高。

圖4 吸泥裝置圖

采用吸泥裝置對管道進(jìn)行局部開挖,開挖長度不小于3m,寬度不小于1.5m,深度距管底1.5m 的作業(yè)區(qū)域,在坑底部墊一層沙袋,防止?jié)撍畣T水下活動(dòng)造成水下渾濁。如果現(xiàn)場發(fā)生比較嚴(yán)重的回淤,需要在開挖區(qū)域外側(cè)2m 處用沙袋碼放圍堰防止回淤,圍堰高度為兩個(gè)沙袋平放。

2.2.6 節(jié)點(diǎn)清理

管道開挖后,潛水員按照缺陷位置,分別對管道焊縫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查找確認(rèn),安裝好入水繩,并對節(jié)點(diǎn)的進(jìn)行近距離外觀檢查。潛水員采用手動(dòng)工具分別清理節(jié)點(diǎn)的鐵皮外包裹、保溫填充物和熱縮帶等（注：1#缺陷需要切割一段夾克層、保溫層）。采用STANLEY 水下液壓切割鋸進(jìn)行輔助,為了避免切割過程中對管體造成傷害,因此切割深度限位在48mm。限位參考基準(zhǔn)面以管道外徑為準(zhǔn),并用鋼絲鉗剪斷管體表面的兩根光纖鎧甲。

2.2.7 缺陷驗(yàn)證

潛水員現(xiàn)場確認(rèn)缺陷點(diǎn)后,采用STANLEY 水下液壓打磨工具配備金屬除銹鋼刷對表面進(jìn)行檢測前清理,清理之后表面清潔度等級不低于St2。隨后利用塑鋼模具對缺陷進(jìn)行采樣確認(rèn)。記錄缺陷位置信息,復(fù)檢結(jié)果等,編制驗(yàn)證報(bào)告。

2.2.8 涂層修復(fù)

a.表面處理：待缺陷點(diǎn)驗(yàn)證后,由潛水員使用水下液壓打磨工具對需修復(fù)表面進(jìn)行處理,需要對整個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)域未做防腐涂層的管節(jié)點(diǎn)區(qū)域和涂層破損區(qū)域進(jìn)行全部清理。確保表面處理區(qū)域超過需要修補(bǔ)區(qū)域完好的原防腐層10cm 以上,要求處理之后的表面無鐵銹等其他附著物,并裸露金屬母材,打磨金屬管材時(shí)使用砂紙進(jìn)行打磨,防止對金屬母材造成傷害。

b.表面修補(bǔ)：水下修補(bǔ)劑混合去掉外包裝層,揉捏將雙組份混合,直至其顏色一致,無花紋。將揉捏好的修補(bǔ)劑用手填實(shí)管壁表面凹陷坑蝕處。用刮板將其壓緊抹平并確保排除海水,且與原管壁表面保持高度一致。

c.涂抹粘接劑：將粘結(jié)劑的AB 組份充分混合,直至顏色一致且無花紋,將混合好的產(chǎn)品正反刮涂于預(yù)先準(zhǔn)備好的無堿玻纖帶上,再用木棒卷起,交潛水員備用。潛水員在水下將其50%搭接螺旋式纏繞在需補(bǔ)強(qiáng)的管壁表面,纏繞4 層。

d.管體補(bǔ)強(qiáng)：將加強(qiáng)纏繞帶從拉毛區(qū)域端50%疊加螺旋式纏繞至另一端,再從另一端50%疊加往返纏繞。在維修長度方向沒有完成整個(gè)一次纏繞時(shí),不得反向纏繞。加強(qiáng)帶纏繞層數(shù)需要通過工業(yè)計(jì)算確定,以滿足ASMEPCC-2 的國際規(guī)范。加強(qiáng)纏繞帶纏繞完畢后,在外面繼續(xù)纏繞塑緊帶4 層（50%疊加纏繞,一個(gè)來回即為4 層）,纏繞完畢后即刻用棘輪在塑緊帶表面滾動(dòng)扎孔,刺穿塑緊帶,并放出二氧化碳?xì)怏w。

修復(fù)完成24h 之后,對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行硬度測試,當(dāng)硬度達(dá)到設(shè)計(jì)硬度80%時(shí),即可進(jìn)行下一步灌漿程序。

2.2.9 現(xiàn)場恢復(fù)

采用水泥砂袋回填缺陷修復(fù)區(qū)。

3 防腐層修復(fù)過程中的質(zhì)量控制

3.1 船舶定位

3.1.1 在整個(gè)作業(yè)期間,導(dǎo)航工程師負(fù)責(zé)把已批復(fù)的拋錨點(diǎn)位置、海管坐標(biāo)輸入到導(dǎo)航軟件系統(tǒng)中,并顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。導(dǎo)航系統(tǒng)將實(shí)時(shí)顯示作業(yè)船的實(shí)際位置和海管的定位偏差和軌跡偏差,以保證作業(yè)船在管線上方安全和準(zhǔn)確就位。

3.1.2 合理布置錨的落點(diǎn),保證錨的落點(diǎn)與海管線的垂直距離必須大于200m,從而確保海管與電纜的安全。拋后錨時(shí),船舶要跨過海管以防錨鏈損壞海管,拋錨過程中,要有資質(zhì)定位工程師提供技術(shù)支持,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)錨點(diǎn)進(jìn)行布錨,拋錨記錄要詳細(xì)。

3.1.3 船舶定位作業(yè)之前對船舶GPS 安裝位置進(jìn)行檢核,駁船和錨艇通過相互位置校正對GPS 位置進(jìn)行再次檢核。

3.1.4 拋錨之后錨艇對錨位進(jìn)行巡檢,確保錨位和設(shè)計(jì)位置符合；每次拋錨作業(yè)之后提交實(shí)際錨位圖,現(xiàn)場簽字確認(rèn)。

3.2 潛水作業(yè)

3.2.1 充分了解與開展?jié)撍鳂I(yè)和所用的潛水方式相關(guān)的法規(guī)和正規(guī)的安全作業(yè)手冊。注意所有這些規(guī)則和規(guī)范已被執(zhí)行；確保潛水作業(yè)在一個(gè)合適的、安全的水域進(jìn)行；制定、修改和完善該作業(yè)潛水前和潛水后的檢查表,確保潛水對所有成員在資格和體格方面勝任制定的任務(wù)。必須在每次潛水前評估潛水員的健康狀況,確保所有使用的潛水設(shè)備：每次潛水前的檢查,并處于良好的工作狀態(tài)。在每次工作前、后應(yīng)填寫潛水員記錄。

3.2.2 按照潛水設(shè)備操作程序要求或指導(dǎo)進(jìn)行設(shè)備操作；進(jìn)行潛水設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)；認(rèn)真檢查和記錄所有設(shè)備的使用情況。

3.2.3 每次潛水作業(yè)現(xiàn)場編制一手報(bào)告,并且對潛水過程錄像,每次潛水作業(yè)現(xiàn)場項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要在場。

3.2.4 清理管線外保護(hù)層以及打磨作業(yè)時(shí),要嚴(yán)格按照程序進(jìn)行,防止對管線造成傷害。