新型無焊接管道技術在石油機械制造中的應用

陳士海，代雪松，趙達玉，宋華彬

（山東科瑞機械制造有限公司，山東 東營 257000）

引言

對于石油的生產運輸而言，管道屬于較為關鍵的石油機械結構裝置，其主要負責高壓水、液壓能量、天然氣以及石油的運輸，所以，石油管道不僅需要具有較高的抗沖擊能力和壓力承載能力，避免泄漏情況的出現，還要滿足易燃易爆物質的輸送需求，保證物質輸送的安全性與穩定性。也正因如此，無焊接管道技術得到了廣泛的應用，而常用的無焊接管道技術有很多種，想要將其應用優勢充分地發揮出來，還需要對其在石油機械中的實際應用加強分析與研究，這對于相關領域的發展有著非常積極的作用。

1 新型無焊接管道技術在石油機械中的應用

1.1 Walform 擠壓連接技術

相比于其他管道連接技術，Walform 擠壓連接技術應用的結構零件相對較少，其主要包含三個部分，即密封圈、壓緊螺母以及24°錐面接頭體等，具體接頭結構如圖1 所示。

管接頭與管道部分的連接是通過管端部分的冷變形原理來實現的，主要是借助擠壓成型機對管道端頭進行冷擠壓，使其發生變形，從而適應公制標準的壓緊螺母及接頭體。采用這種管接頭方式的管道連接功能和密封功能之間是相互分離的，只需要對單獨密封圈進行使用，就能將唯一存在泄漏可能的通路封死。最重要的是，采用機械冷變形的方式，能夠使每個管接頭都保持一致的尺寸，能夠更好的控制管道連接質量。若管道當中的輸送介質具有腐蝕性，或者是系統工作期間會產生較高的溫度，則可以選擇不需要對軟密封件進行設置的擠壓成型方式。在管道材料選擇方面，一般需要對不銹鋼材質進行使用。在Walform擠壓連接技術當中，有多種接頭形式，如四通管接頭、三通管接頭、直通管接頭以及直角管接頭等。對該項技術進行合理的應用，能夠使管路連接部分的泄漏問題有效解決，而且可以將配裝成本有效降低，即便再次配裝也不會有泄漏問題產生。與此同時，該項技術中的各項元件都能與24°卡套式管道接頭保持通用，所以設備能夠在石油機械的高壓水系統以及液壓系統當中進行有效的應用。在具體施工中，相關人員需要確定管道兩端接線區域，然后在封閉處使用閉口螺母進行密封處理，最后再應用擠壓成型機落實后續操作。在此期間，要求相關人員對通用材料進行靈活的應用，在提高管道連接效果的同時，降低外部因素對于連接質量的影響。

在石油機械當中，Walform 擠壓連接技術通常適用于超高壓、高壓以及中壓的中流量系統或者是小流量系統連接中，且管道最大壓力值一般需要在80 MPa以內，流量最大不能超過250 L/min[1]。

1.2 止推環法蘭連接技術

這種連接技術涉及到密封墊、螺帽、連接螺釘、車槽管道、一對保持環以及一對法蘭等內容。其中法蘭可以是ISO 法蘭，也可以是SAE 法蘭。在應用該項連接技術的過程中，可以選擇專業的廠家對管道端頭進行加工處理，由于其結構相對簡單，所以裝配操作也并不復雜。最大的適用管徑是Φ355.6 mm，能夠滿足69 MPa 的運行壓力需求，且由于具有耐振抗沖擊的特點，所以能夠適用大流量的輸送工況。常用管道材質包括鈦、雙相金屬、鍍鋅鋼以及低碳鋼等，根據管道材質，其適用范圍能夠涵蓋中壓、高壓和超高壓系統，一般在高壓水系統、高壓氣體輸送系統以及中高壓管路連接中使用。

當然，在具體應用過程中，需要相關技術人員明確車槽對稱區，并對環形內壁管道進行合理的設置。至于管壁厚度以及管徑長度則需要根據實際的運輸壓力進行設定，通常壓力越大，管道的厚度以及管徑尺寸就越大。具體需要工作人員做好流量變動幅度的測定工作，以此為基礎落實管道設計工作，避免密閉性不佳造成氣孔或者是裂紋等質量問題[2]。

1.3 37°擴口法蘭連接技術

這種管道連接技術包括一對37°擴口堆套及管道、密封墊、螺帽、連接螺釘以及一對法蘭等，其中法蘭同樣可以使用ISO 法蘭和SAE 法蘭。適用的管道材質有鈦、不銹鋼、碳鋼、雙相金屬、鍍鋅鋼等，各種材料的應用，能夠有效滿足低、中、高壓系統的連接需求。但也正是受到材料的影響，使得該項連接技術當中大多使用軟密封連接。除此之外，該項連接技術的應用需要對專用的擴口設備進行使用，并且要在明確中軸線的基礎上，做好角度設定工作，一般需要將其精確到37°。雖然該項連接技術的結構相對復雜，但裝配難度較低。與此同時，這種管道連接技術在壓力達到35 MPa 的情況下，最高管徑可以設置為Φ90 mm，相比于常規無焊接管道連接技術，其流量能夠高出1 倍有余，所以其被廣泛應用在大流量的高壓系統當中。而在低壓運輸狀態下，其能夠滿足Φ273 mm 的管徑運輸需要，在潤滑系統、燃氣工作平臺、石油鉆井平臺、石油生產平臺以及近海石油工業當中具有良好的適用性[3]。

1.4 90°擴口法蘭連接技術

該項連接技術設備主要是由密封墊、螺帽、連接螺釘、90°擴口管道以及一對圓法蘭或者是SAE 法蘭構成。與37°的擴口法蘭連接技術相同，其擴口加工同樣需要使用專業的加工設備來實現。其整體結構較為簡單，所以比較容易進行裝配。這種連接技術適用的最大管道直徑可達Φ608 mm，所以具有較大的流通量，但在最大承壓能力方面僅有4 MPa，因此，其一般在各種水系統或者是低壓石油輸送系統中應用。如油井水系統以及近海石油工業等。在低壓，且流量較高的系統當中具有較高的適用性[4]。

2 相關技術的質量控制措施

1）焊接工藝評定過程中的質量控制。相關單位需要結合石油機械系統的具體要求，對管道材料進行合理的選擇，并在完成編號管理操作以后，做好技術交底工作，確保工作人員能夠嚴格按照相關技術要求落實連接尺寸，并將安裝操作快速完成。而在此過程中，質量管理人員需要針對技術應用流程加強管理，確保各環節的操作質量均能滿足工程施工的實際需要。尤其是在最終連接環節，需要做好監管工作，并結合實際嚴格落實質量判定工作。

2）返修部分的質量控制。在管道連接之后，如果在質量檢測過程中發現質量不佳或者是連接受損等情況，需要責令施工人員進行限期修整，并且要對問題產生原因進行深入的分析，做好返修記錄，為后續檢驗及質量控制工作的落實提供基礎。如果在此期間，同一零件出現連續兩次返修的情況，則需要考慮對零件進行更換，以此來保證連接質量[5]。

3 結語

在石油機械當中對新型無焊接管道技術進行應用，不僅能夠提高管道連接的質量，還能使石油機械管道的運行工況得到合理優化，這對于相關領域的發展有著非常重要的意義。因此，相關單位應該結合實際對各項新型無焊接管道技術進行靈活應用，不斷提高石油機械管道的建設質量，使其能夠在生產運輸當中發揮更大的作用。