关于长输油气管道应急抢修技术的研究

2020-01-14曹根苗安徽省天然气开发股份有限公司安徽合肥230011

化工管理 2020年3期

曹根苗（安徽省天然气开发股份有限公司，安徽合肥230011）

1 油气管道事故的定义及分类

1.1 事故的定义

油气管道事故主要是指油气管道及站场内管道因为泄漏、电气设备及自然灾害等引起管道及站场停止作业并引起经济和人员伤害等事件，按照事故发生的原因可分为三种。第一类为输气干线的原因，输气干线表现为管线严重变形、穿孔、悬空、漂管、裂纹、管体断裂、金属损伤、管道位移等；管线截断阀门故障和干线管道配套设施发生损坏或断裂及清管器卡堵、水合物堵塞等。第二类为输气站场的原因，站场表现为管道断裂、穿孔、裂纹、冰堵、阀门、法兰和其他设备故障产生漏气，甚至着火爆炸等。第三轮非人为原因造成的，即自然灾害对管道构成的危害、断电及通信故障引起的次生事故等。

1.2 事故的类型

按照事故发生的严重性，事故对现场的影响程度及恢复需投入的人财物的投入量，事故分为三类。第一类为由于自然灾害、施工质量或人为破坏引起的管道较大裂纹或管体断裂，导致天然气大量泄漏而需要进行大规模抢修作业的事故。第二类是由于腐蚀或人为破坏引起的管道穿孔（主要是腐蚀穿孔）或微小裂缝，导致天然气小型泄漏，但可以在线堵漏和补丁焊接处理，不需要更换管段的事故。第三类由于自然灾害和设备设施故障而导致的管道变形、悬空，未导致管道裂纹，未有天然气泄漏的事故。

2 事故采取抢修的方法

根据事故发生的位置、影响程度、施工条件等原因，并根据事故抢修的及时性，事故抢修方法一般有管卡抢修、法兰部位抢修、管道防腐变薄修复、不停输封堵抢修。

2.1 补板式抢修

当管道出现腐蚀穿孔和小裂纹泄露，采用安装补板式抢修卡具方式修补。一般管径为273～1219mm，壁厚3.96～30mm，管材等级L248～L555，采用封头式抢修卡具，不适用于管件、阀门、法兰、罐、压力容器、储存设施或其它非管道设施。当油气管道管体的缺陷、损伤或泄漏穿孔的最长尺寸小于密封圈的内直径，临时或永久性修复。

安装补板式抢修卡具方式修补，一种用于管道抢修的补板式堵漏体和管道抢修卡具，补板式堵漏体包括底座、设置在底座下方的密封件、设置在底座上方的引流装置以及用于封堵引流装置的流体出口的封堵装置，底座上设置有溢流孔，引流装置具有引流腔，溢流孔和流体出口分别与引流腔流体导通。管道抢修卡具包括补板式堵漏体和用于将补板式堵漏体与管道相对固定的紧固部件。

施工前需对现场进行可燃气体测量，浓度达到施工要求才能进行作业，在使用防爆轴流风机需对现场进行强制通风，补板焊接需安装焊接的技术工艺评定要求，并按照整个补板施工流程进行操作。尤其在焊接过程中需要注意焊接的环境要求及焊材的质量要求。

2.2 管卡抢修

如果管道有较大的破损或裂纹长度超过补板式卡具的长度时，采用安装管卡的方式修补。当管道腐蚀是成片，或者裂纹长度较长时，天然气不断外泄，人员很难靠近，不管裂纹尺寸大小，势必要截断两端的阀门，暂停管道输气，控制局势，尽快实施抢修，对于裂纹长度小于200毫米可以采用可焊接抢修卡具、直管抢修卡具、弯头抢修卡具进行抢修，抢修完成后，管道立即投入运行。

施工前需对现场进行可燃气体测量，浓度达到施工要求才能进行作业，在使用防爆轴流风机需对现场进行强制通风，补板焊接需安装焊接的技术工艺评定要求，并按照整个补板施工流程进行操作。尤其在焊接完成后，拆除引流管，安装丝堵。

2.3 管箍安装

若管道开裂较大或者断裂时，必须等待管线内的天然气全部放空后才实施抢修，为了恢复快速供气可以使用冷切割断管后使用机械连接管箍恢复管线供气。需要处理好连接管头的防腐层，并按要求进行处理，并处理好管头的密封，机械连接管箍对口管线处于一个同心圆，并可以承受设计压力，焊缝做好渗透探伤。

2.4 法兰部位泄漏抢修

当法兰部位发生泄漏，无法停输时可用抢修卡具加注密封脂方法不动火堵漏。抢修卡具加注密封脂的主要施工流程为：现场踏勘、测量尺寸→抢修方案制定及抢修卡具设计制造→抢修工具准备及作业手续办理→卡具安装→卡具注胶→现场检漏→清理现场。同时要注意封堵时环境条件变化，严格按照抢修方案执行，避免发生应急事件。

2.5 管道腐蚀减薄

管道腐蚀减薄，在输气管道中时常发生，大范围管道腐蚀减薄，一般采用不停输封堵或停输封堵工艺进行换管作业或者采取碳纤维复合材料补强技术，局部范围腐蚀减薄宜可采用焊接套袖或焊接补丁补强。

碳纤维补复合材料强技术采用在受腐蚀的管体外部缠绕高强度的修复材料，在不影响生产的情况下对受损管体进行强度修复。修复工作耗时短，使用寿命长。并且此技术还具有免焊不动火、不停输、操作安全、施工人员少、无须大型设备，施工迅速等优点，是目前技术最先进的高科技管道修复技术。主要适用于补强修复缺陷/补强用途、外腐蚀缺陷、裂纹、机械损伤、焊缝缺陷、材质缺陷、单点补强、整体管段补强等。

碳纤维复合材料补强施工过程：清淤及剥离防腐层→管道表面清理→基层处理→缺陷填平处理→涂刷粘浸胶→铺设绝缘纤维及碳纤维复合材料→补强层外加粘弹体、冷缠带材料防腐→作业区域养护固化。补强工艺要求执行，金属表面处理应达到ST3 级，缺陷位置及焊缝根部两边，应使用填平树脂进行填充，以使缺陷部位平整及焊缝附近表面平滑过渡，避免由于缺陷部位过低或焊缝过高而引起碳纤维复合材料粘贴时空鼓，填充区域的边缘距离焊缝的垂直距离为5cm左右，碳纤维复合材料修复区域要完全覆盖缺陷，且修复区域至少要比缺陷区域两侧分别长出5～25cm不等。

2.6 不停输封堵抢修

对于管道变形、位移、清管卡器等在无泄漏状态下事故可采用不停输封堵换管完成。不停输封堵技术为管道内气体或液体正常运行，更换中间破损管道。工艺操作流程为开挖作业坑→剥离管线防腐层→测量管线壁厚及椭圆度→焊接三通→焊缝检测→安装夹板阀、球阀→开平衡孔、旁通孔、封堵孔→安装旁通管→导通旁通管→安装封堵器→下封堵→封堵效果验证→封堵管段气体放空——断管作业→打黄油墙→管线连头→防腐→作业坑回填。其中要注意旁通过程可有泄漏，注意作业环境的变化，采取必要的现场应急措施。连接新管道焊缝必须无损检测，检测合格才能投入使用。