關于長輸油氣管道應急搶修技術的研究

曹根苗（安徽省天然氣開發股份有限公司，安徽 合肥230011）

1 油氣管道事故的定義及分類

1.1 事故的定義

油氣管道事故主要是指油氣管道及站場內管道因為泄漏、電氣設備及自然災害等引起管道及站場停止作業并引起經濟和人員傷害等事件，按照事故發生的原因可分為三種。第一類為輸氣干線的原因，輸氣干線表現為管線嚴重變形、穿孔、懸空、漂管、裂紋、管體斷裂、金屬損傷、管道位移等；管線截斷閥門故障和干線管道配套設施發生損壞或斷裂及清管器卡堵、水合物堵塞等。第二類為輸氣站場的原因，站場表現為管道斷裂、穿孔、裂紋、冰堵、閥門、法蘭和其他設備故障產生漏氣，甚至著火爆炸等。第三輪非人為原因造成的，即自然災害對管道構成的危害、斷電及通信故障引起的次生事故等。

1.2 事故的類型

按照事故發生的嚴重性，事故對現場的影響程度及恢復需投入的人財物的投入量，事故分為三類。第一類為由于自然災害、施工質量或人為破壞引起的管道較大裂紋或管體斷裂，導致天然氣大量泄漏而需要進行大規模搶修作業的事故。第二類是由于腐蝕或人為破壞引起的管道穿孔（主要是腐蝕穿孔）或微小裂縫，導致天然氣小型泄漏，但可以在線堵漏和補丁焊接處理，不需要更換管段的事故。第三類由于自然災害和設備設施故障而導致的管道變形、懸空，未導致管道裂紋，未有天然氣泄漏的事故。

2 事故采取搶修的方法

根據事故發生的位置、影響程度、施工條件等原因，并根據事故搶修的及時性，事故搶修方法一般有管卡搶修、法蘭部位搶修、管道防腐變薄修復、不停輸封堵搶修。

2.1 補板式搶修

當管道出現腐蝕穿孔和小裂紋泄露，采用安裝補板式搶修卡具方式修補。一般管徑為273～1219mm，壁厚3.96～30mm，管材等級L248～L555，采用封頭式搶修卡具，不適用于管件、閥門、法蘭、罐、壓力容器、儲存設施或其它非管道設施。當油氣管道管體的缺陷、損傷或泄漏穿孔的最長尺寸小于密封圈的內直徑，臨時或永久性修復。

安裝補板式搶修卡具方式修補，一種用于管道搶修的補板式堵漏體和管道搶修卡具，補板式堵漏體包括底座、設置在底座下方的密封件、設置在底座上方的引流裝置以及用于封堵引流裝置的流體出口的封堵裝置，底座上設置有溢流孔，引流裝置具有引流腔，溢流孔和流體出口分別與引流腔流體導通。管道搶修卡具包括補板式堵漏體和用于將補板式堵漏體與管道相對固定的緊固部件。

施工前需對現場進行可燃氣體測量，濃度達到施工要求才能進行作業，在使用防爆軸流風機需對現場進行強制通風，補板焊接需安裝焊接的技術工藝評定要求，并按照整個補板施工流程進行操作。尤其在焊接過程中需要注意焊接的環境要求及焊材的質量要求。

2.2 管卡搶修

如果管道有較大的破損或裂紋長度超過補板式卡具的長度時，采用安裝管卡的方式修補。當管道腐蝕是成片，或者裂紋長度較長時，天然氣不斷外泄，人員很難靠近，不管裂紋尺寸大小，勢必要截斷兩端的閥門，暫停管道輸氣，控制局勢，盡快實施搶修，對于裂紋長度小于200毫米可以采用可焊接搶修卡具、直管搶修卡具、彎頭搶修卡具進行搶修，搶修完成后，管道立即投入運行。

施工前需對現場進行可燃氣體測量，濃度達到施工要求才能進行作業，在使用防爆軸流風機需對現場進行強制通風，補板焊接需安裝焊接的技術工藝評定要求，并按照整個補板施工流程進行操作。尤其在焊接完成后，拆除引流管，安裝絲堵。

2.3 管箍安裝

若管道開裂較大或者斷裂時，必須等待管線內的天然氣全部放空后才實施搶修，為了恢復快速供氣可以使用冷切割斷管后使用機械連接管箍恢復管線供氣。需要處理好連接管頭的防腐層，并按要求進行處理，并處理好管頭的密封，機械連接管箍對口管線處于一個同心圓，并可以承受設計壓力，焊縫做好滲透探傷。

2.4 法蘭部位泄漏搶修

當法蘭部位發生泄漏，無法停輸時可用搶修卡具加注密封脂方法不動火堵漏。搶修卡具加注密封脂的主要施工流程為：現場踏勘、測量尺寸→搶修方案制定及搶修卡具設計制造→搶修工具準備及作業手續辦理→卡具安裝→卡具注膠→現場檢漏→清理現場。同時要注意封堵時環境條件變化，嚴格按照搶修方案執行，避免發生應急事件。

2.5 管道腐蝕減薄

管道腐蝕減薄，在輸氣管道中時常發生，大范圍管道腐蝕減薄，一般采用不停輸封堵或停輸封堵工藝進行換管作業或者采取碳纖維復合材料補強技術，局部范圍腐蝕減薄宜可采用焊接套袖或焊接補丁補強。

碳纖維補復合材料強技術采用在受腐蝕的管體外部纏繞高強度的修復材料，在不影響生產的情況下對受損管體進行強度修復。修復工作耗時短，使用壽命長。并且此技術還具有免焊不動火、不停輸、操作安全、施工人員少、無須大型設備，施工迅速等優點，是目前技術最先進的高科技管道修復技術。主要適用于補強修復缺陷/補強用途、外腐蝕缺陷、裂紋、機械損傷、焊縫缺陷、材質缺陷、單點補強、整體管段補強等。

碳纖維復合材料補強施工過程：清淤及剝離防腐層→管道表面清理→基層處理→缺陷填平處理→涂刷粘浸膠→鋪設絕緣纖維及碳纖維復合材料→補強層外加粘彈體、冷纏帶材料防腐→作業區域養護固化。補強工藝要求執行，金屬表面處理應達到ST3 級，缺陷位置及焊縫根部兩邊，應使用填平樹脂進行填充，以使缺陷部位平整及焊縫附近表面平滑過渡，避免由于缺陷部位過低或焊縫過高而引起碳纖維復合材料粘貼時空鼓，填充區域的邊緣距離焊縫的垂直距離為5cm左右，碳纖維復合材料修復區域要完全覆蓋缺陷，且修復區域至少要比缺陷區域兩側分別長出5～25cm不等。

2.6 不停輸封堵搶修

對于管道變形、位移、清管卡器等在無泄漏狀態下事故可采用不停輸封堵換管完成。不停輸封堵技術為管道內氣體或液體正常運行，更換中間破損管道。工藝操作流程為開挖作業坑→剝離管線防腐層→測量管線壁厚及橢圓度→焊接三通→焊縫檢測→安裝夾板閥、球閥→開平衡孔、旁通孔、封堵孔→安裝旁通管→導通旁通管→安裝封堵器→下封堵→封堵效果驗證→封堵管段氣體放空——斷管作業→打黃油墻→管線連頭→防腐→作業坑回填。其中要注意旁通過程可有泄漏，注意作業環境的變化，采取必要的現場應急措施。連接新管道焊縫必須無損檢測，檢測合格才能投入使用。

3 結語

對于油氣管道發生故障或者事故時，可針對不同的條件可采取以上6種搶修方法對現場進行搶修。各種搶修方法只能針對某一方面或幾個方面進行現場操作，也存在環境使用的局限性，對于不同環境條件需要認真分析，最終確定最合理有效的方法，及時解決現場問題，將經濟損失降低為最小。