新型无焊接管道技术在石油机械制造中的应用

2022-09-24陈士海代雪松赵达玉宋华彬

现代工业经济和信息化 2022年8期

陈士海，代雪松，赵达玉，宋华彬

（山东科瑞机械制造有限公司，山东东营 257000）

引言

对于石油的生产运输而言，管道属于较为关键的石油机械结构装置，其主要负责高压水、液压能量、天然气以及石油的运输，所以，石油管道不仅需要具有较高的抗冲击能力和压力承载能力，避免泄漏情况的出现，还要满足易燃易爆物质的输送需求，保证物质输送的安全性与稳定性。也正因如此，无焊接管道技术得到了广泛的应用，而常用的无焊接管道技术有很多种，想要将其应用优势充分地发挥出来，还需要对其在石油机械中的实际应用加强分析与研究，这对于相关领域的发展有着非常积极的作用。

1 新型无焊接管道技术在石油机械中的应用

1.1 Walform 挤压连接技术

相比于其他管道连接技术，Walform 挤压连接技术应用的结构零件相对较少，其主要包含三个部分，即密封圈、压紧螺母以及24°锥面接头体等，具体接头结构如图1 所示。

管接头与管道部分的连接是通过管端部分的冷变形原理来实现的，主要是借助挤压成型机对管道端头进行冷挤压，使其发生变形，从而适应公制标准的压紧螺母及接头体。采用这种管接头方式的管道连接功能和密封功能之间是相互分离的，只需要对单独密封圈进行使用，就能将唯一存在泄漏可能的通路封死。最重要的是，采用机械冷变形的方式，能够使每个管接头都保持一致的尺寸，能够更好的控制管道连接质量。若管道当中的输送介质具有腐蚀性，或者是系统工作期间会产生较高的温度，则可以选择不需要对软密封件进行设置的挤压成型方式。在管道材料选择方面，一般需要对不锈钢材质进行使用。在Walform挤压连接技术当中，有多种接头形式，如四通管接头、三通管接头、直通管接头以及直角管接头等。对该项技术进行合理的应用，能够使管路连接部分的泄漏问题有效解决，而且可以将配装成本有效降低，即便再次配装也不会有泄漏问题产生。与此同时，该项技术中的各项元件都能与24°卡套式管道接头保持通用，所以设备能够在石油机械的高压水系统以及液压系统当中进行有效的应用。在具体施工中，相关人员需要确定管道两端接线区域，然后在封闭处使用闭口螺母进行密封处理，最后再应用挤压成型机落实后续操作。在此期间，要求相关人员对通用材料进行灵活的应用，在提高管道连接效果的同时，降低外部因素对于连接质量的影响。

在石油机械当中，Walform 挤压连接技术通常适用于超高压、高压以及中压的中流量系统或者是小流量系统连接中，且管道最大压力值一般需要在80 MPa以内，流量最大不能超过250 L/min[1]。

1.2 止推环法兰连接技术

这种连接技术涉及到密封垫、螺帽、连接螺钉、车槽管道、一对保持环以及一对法兰等内容。其中法兰可以是ISO 法兰，也可以是SAE 法兰。在应用该项连接技术的过程中，可以选择专业的厂家对管道端头进行加工处理，由于其结构相对简单，所以装配操作也并不复杂。最大的适用管径是Φ355.6 mm，能够满足69 MPa 的运行压力需求，且由于具有耐振抗冲击的特点，所以能够适用大流量的输送工况。常用管道材质包括钛、双相金属、镀锌钢以及低碳钢等，根据管道材质，其适用范围能够涵盖中压、高压和超高压系统，一般在高压水系统、高压气体输送系统以及中高压管路连接中使用。

当然，在具体应用过程中，需要相关技术人员明确车槽对称区，并对环形内壁管道进行合理的设置。至于管壁厚度以及管径长度则需要根据实际的运输压力进行设定，通常压力越大，管道的厚度以及管径尺寸就越大。具体需要工作人员做好流量变动幅度的测定工作，以此为基础落实管道设计工作，避免密闭性不佳造成气孔或者是裂纹等质量问题[2]。

1.3 37°扩口法兰连接技术

这种管道连接技术包括一对37°扩口堆套及管道、密封垫、螺帽、连接螺钉以及一对法兰等，其中法兰同样可以使用ISO 法兰和SAE 法兰。适用的管道材质有钛、不锈钢、碳钢、双相金属、镀锌钢等，各种材料的应用，能够有效满足低、中、高压系统的连接需求。但也正是受到材料的影响，使得该项连接技术当中大多使用软密封连接。除此之外，该项连接技术的应用需要对专用的扩口设备进行使用，并且要在明确中轴线的基础上，做好角度设定工作，一般需要将其精确到37°。虽然该项连接技术的结构相对复杂，但装配难度较低。与此同时，这种管道连接技术在压力达到35 MPa 的情况下，最高管径可以设置为Φ90 mm，相比于常规无焊接管道连接技术，其流量能够高出1 倍有余，所以其被广泛应用在大流量的高压系统当中。而在低压运输状态下，其能够满足Φ273 mm 的管径运输需要，在润滑系统、燃气工作平台、石油钻井平台、石油生产平台以及近海石油工业当中具有良好的适用性[3]。

1.4 90°扩口法兰连接技术

该项连接技术设备主要是由密封垫、螺帽、连接螺钉、90°扩口管道以及一对圆法兰或者是SAE 法兰构成。与37°的扩口法兰连接技术相同，其扩口加工同样需要使用专业的加工设备来实现。其整体结构较为简单，所以比较容易进行装配。这种连接技术适用的最大管道直径可达Φ608 mm，所以具有较大的流通量，但在最大承压能力方面仅有4 MPa，因此，其一般在各种水系统或者是低压石油输送系统中应用。如油井水系统以及近海石油工业等。在低压，且流量较高的系统当中具有较高的适用性[4]。

2 相关技术的质量控制措施

1）焊接工艺评定过程中的质量控制。相关单位需要结合石油机械系统的具体要求，对管道材料进行合理的选择，并在完成编号管理操作以后，做好技术交底工作，确保工作人员能够严格按照相关技术要求落实连接尺寸，并将安装操作快速完成。而在此过程中，质量管理人员需要针对技术应用流程加强管理，确保各环节的操作质量均能满足工程施工的实际需要。尤其是在最终连接环节，需要做好监管工作，并结合实际严格落实质量判定工作。

2）返修部分的质量控制。在管道连接之后，如果在质量检测过程中发现质量不佳或者是连接受损等情况，需要责令施工人员进行限期修整，并且要对问题产生原因进行深入的分析，做好返修记录，为后续检验及质量控制工作的落实提供基础。如果在此期间，同一零件出现连续两次返修的情况，则需要考虑对零件进行更换，以此来保证连接质量[5]。