油氣管道安裝過程中存在的問題與改進措施

王鵬

中國石化勝利油田地面工程維修中心 山東 東營 257000

1 油氣管道的特點

油氣管道的安裝主要有以下幾個特點:（1）相對流動。由于管道與輸送介質之間是相對的，因此管道的內壁要盡量光滑，從而降低介質之間的摩擦。（2）固定。油氣輸送管道通常埋于地下，通常固定管道，除非被拆除，一般無位移發生。（3）傳輸的連續性油氣運輸管道竣工后，通常是連續運營的。（4）危險性。油氣一旦發生泄漏容易發生爆炸事故，會對周圍地面、建筑物產生致命的危害，應急救援難度大。

2 影響油氣管道安裝質量的要素

2.1 管道材料和架設材料的選擇

施工材料的選擇和管理是油氣管道安裝的基礎，油氣管道的材料和工藝各種各樣，在安裝管道時，要選擇質量好、性價比高的管道材料，以進一步提高管道的密閉性和安全性。在選擇材料時要依據油氣成分進行選擇，油氣會對管道產生一定的腐蝕，因此在選擇管道材料時要選擇抗腐蝕性能較好的材料，還要考慮材料的的性價比。油氣管道支吊架是管道的命脈，如果沒有合適的管道將會容易導致油氣管道發生位移，進而損壞管道，造成油氣泄漏現象。因此，在油氣管道安裝過程中需要嚴格依據管道的性質、材料來選擇合適的管道支吊架以保證油氣運輸過程中的管道的穩定性。管道支架材料也要具有一定的耐腐蝕性，其次要堅固，能夠長時間的對油氣管道進行支護。

2.2 焊接的技術

焊接的技術有很多種，以其中手工工作量占比分類，可分為手工焊接技術，半自動焊接，全自動焊接。

手工焊接技術，包括 smaw （焊條電弧焊）和gtaw （鎢極弧焊），其中 smaw 現場易于實施，且移動難度小，具有較強的可操作性。在石油天然氣管道焊接施工中經常得到采用。我們一般依據焊條的類型和焊接方向進行分類，主要分為以下幾類：

一是適應于小口徑低氫焊的小型焊，如下所示：那些面的。焊接管道連接頭，焊縫維修等；二是適用于高等級低氫焊的低氫焊管道，如酸性氣體進料管道，或在嚴寒干燥的情況下，厚壁管道較容易形成，焊接效率高，相對容易操作，但經常出現未焊透的現象，裂縫填充良好的纖維素焊條可向下焊接，但氣溫較低，保溫；此外，上述兩種焊接方法的多種組合，如基于低氫下加熱焊接工藝填充和增加蓋，可同時保持加熱焊接時特點快，并保持在快速加熱時的質量。現場經驗表明，焊接技術受到用戶和焊工歡迎的原因是，焊縫比較光滑，需要打磨的時間短，背部焊縫比較光滑也沒有其它缺陷，有助于明顯防止開裂，適用于穿孔較小、管壁薄的應用。

自動焊接技術自動焊接需要專業技術人員，并借助于自動輔助設備。自動焊接技術的應用，成功率很高，一次通過的幾率往往接近100%。據了解，西氣東輸焊接技術的應用比較成熟也最具代表性，自動焊接技術得到了非常廣泛的應用。長輸管道自動焊技術的采用，必須確保機械設備正常工作。通過廣泛應用，自動焊技術逐步成熟，受到了施工人員的青睞。apwiil 型自動焊機，具有數字化智能化的特點，適應范圍廣，易于操作。該焊機在操作中可實現自動控制焊接；最后，焊槍高感溫度檢測控制系統在長途運輸管自動控制焊接設備工程中的應用最為廣泛。將自動探測控制系統技術引入自動焊接時，系統可自動控制每一個焊絲的移動長度，提高自動焊接工作焊接的生產質量，提高自動焊接焊工焊接的生產效率。

3 管道內外腐蝕控制技術應用

3.1 管道防腐涂層、包覆層

（1）硬質聚氨脂泡沫塑料聚乙烯夾克防腐保溫

聚氨脂泡沫塑料聚乙烯夾克是目前埋地保溫管道最主要的防腐保溫技術，勝利油田采用“一步法”成型技術，其保溫用的聚氨酯泡沫具有良好的機械性能和絕熱性能，通常情況下可耐溫120℃，通過改性或與其它隔熱材料組合可耐溫180℃。該技術經過勝利油建公司38年的改進提高已形成作業管線管徑范圍達φ48mm至φ457mm，達到390km的年生產能力。

（2）陰極保護技術

陰極保護技術是埋地管道外腐蝕控制的一項有效措施。聯合站14KM管線于2012年實施了區域陰極保護，實測保護電位低于-0.92V，平均保護電流小于7Ma/m2，技術指標與效果均達到國內先進水平。在初期建有陰極保護系統，但由于當時認識不夠，維護力量不足，基本失去作用。因此在油水儲罐內壁采用的是犧牲陽極法，在罐內安裝犧牲陽極，與防腐涂層協同作用保護金屬罐體[1]。

3.2 管道的內腐蝕控制技術

（1）污水處理采用配套投加化學藥劑技術

緩蝕劑的緩蝕效果與加注工藝、周期及投加量有密切關系，投加緩蝕劑應使整個生產系統的金屬表面形成以有效的保護膜；此外為提高緩蝕劑效果應配套投加防垢劑、殺菌劑、除氧劑等化學藥劑。目前投加緩蝕劑SY，經測試平均腐蝕率為0.081mm/a。

（2）襯里和涂層防護

一是HDPE復合結構管道修復技術。該技術施工周期短、費用低，修復后管道的可靠性得到了最大限度的提高。二是聚合物水泥砂漿涂敷內襯修復技術應用。具有防滲透、防腐以及降低管道內液體摩阻的特點，能提高耐酸、耐堿等各種介質的腐蝕能力，取得了較好的效果。涂層防腐應用非常廣泛，管道、儲罐、容器普遍采用涂層內外防腐（表1）。在輔助設施上常用的鍍鋅管、鍍鋅螺栓等屬于金屬鍍層。

表1 聯合站管線、儲罐涂層防護技術統計表

一般管道內表面采用環氧粉末，管道外表面底漆-環氧云鐵中間漆、面漆-丙烯酸聚氨酯面漆。

（3）非金屬管道

玻璃鋼管是又玻璃纖維、環氧樹脂或聚酯、砂等用離心或纏繞等方式成型的管材。目前國內正在逐步推廣使用，玻璃鋼管具有重量輕、耐腐蝕性強、安裝方便、綜合費用適中等優點。油田共有污水外調管線10條，全長43km，目前已更換8.6km管線為玻璃鋼管線，玻璃鋼管材在使用過程中的問題，主要出現在接口技術上，另外材料太脆，很容易損壞，應試驗加入其它材料以改善玻璃鋼管的塑性[2]。

將部分金屬管線全部改造為玻璃鋼管線，使用時間最長的已達到9年，4座污水站站內主流程采用玻璃鋼管道，2座污水站應用玻璃污水罐18座，均取得了較好的防腐效果。聯合站加藥管線采用PPR非金屬管材，也有很好的防腐效果[3]。

（4）選擇耐腐蝕材料

尼龍─鋼復合管管壁結構由三層組成，防腐效果好。從內到外依次為：增強MC尼龍，鋼管和外保護層。

尼龍─鋼復合管最早在樁西采油廠試驗應用。自2003年以來，先后在樁西采油廠集油管線、海洋采油廠推廣使用，共采用尼龍─鋼復合管11693m，運行時間最長的已達17年，見到了顯著的防腐效果（表2）。

表2 各種防腐管材對比表

3.4 投加緩蝕劑和殺菌劑

為了防止細菌對設備和管線產生腐蝕以及堵塞問題，加入殺菌劑來殺死或抑制細菌的生長。通過緩蝕劑、殺菌劑配伍性試驗，提高兩種藥劑的協同作用，在投入上重點保障工程改造后出水水質較好的污水站，按照配方連續投加緩蝕劑、殺菌劑，實現了“零腐蝕”[4]。

4 改善油氣管道安裝質量的改進措施

4.1 下料加工期間去除毛刺

要嚴格控制管道切割的長度，保證切口傾斜角度，飛邊和毛刺處理馬虎不得，要細致處理坡口?，F場一般使用沙輪進行切割，也可采用氣切法或等離子切割法，對大口徑低壓管進行切割；針對坡口的管子，可以用砂輪機手工做成，進行加工，進行加工；如果切口組不符合規定的平直性，很容易讓管口的縫合性不過關[5]。

4.2 在焊接，安裝過程中加強質量控制

焊接和安裝是管道安裝施工中非常重要的環節。管道的安裝容易受到安裝條件和環境因素的影響。應采取嚴格的質量保證措施。一般來說，現場焊接接頭必須固定，質量控制比較困難，因此在預制過程中，對每個焊接人員的合格率進行檢測和控制。這是控制焊接質量的關鍵手段。如果施工期間天氣不好，則容易對焊接質量產生影響，需要采用有效防護的方法。

對開三通的兩道環向角焊縫不應同時焊接。當兩名焊工同時焊接一道環向角焊縫時，應按圖1所示焊接順序同時焊接。

圖1 焊接順序圖

焊縫外觀合格后，由具有資格的無損檢測人員對焊縫進行無損探傷檢測，合格后進行開孔封堵作業（圖2）。

圖2 焊接順序圖

4.3 油氣管道安裝工程質量管理政策

對于油氣管道安裝工程的施工主力是技術人員而非機械，很多后期事件發生的因素也是由人為形成的，在施工前期的人員篩選中，可以進行高要求管理，對員工進行有效管理培訓。要加強工作人員的安全、質量等方面的意識。在施工材料的選擇上，要合理地分配資料，對人力物力分配要以最高價值進行。在施工中，要嚴格按工序操作，合理的科學、有序的施工程序，對工程完成起著重要作用。在施工現場采取有效安全措施，以保證施工者的安全。在施工過程中，要嚴格監督和檢測質量，后期的檢測是整個工程成果的驗收，需要管理人員能夠具有較強的責任感來進行檢查。

4.4 對安裝質量監管不留空隙

在城市油氣管道的安裝過程中會遇到許多特殊的情況，因為城市中的地下設施很多，并且地質情況更為復雜，例如穿越，高水位，死角等。特殊部分很多，安裝質量不易控制，容易留下安全隱患和質量隱患，發生財產安全事故，甚至導致人員傷亡等等。因此，要求對特別工段進行施工監管，檢監必須對安裝質量實行現場監管。例如，在實際安裝監控中，穿越管道時，死角位置由于穿過管道的短料而靠近通道，并且在焊接過程中水位過高。因此，這類特種工段必須對安全質量進行監管，使事故隱患最小化。

5 結語

隨著油田生產開發規模的不斷擴大，油氣管道建設、改造、維修工作量持續增加，油氣管道安裝的質量事關長期運營，對安裝的質量要求極高。為保證油田油氣管道安裝的安全性和使用壽命，必須分析目前油氣管道安裝過程中的問題，做好施工前的各項準備工作，優選施工工藝，通過嚴密設計、科學組織、精細管理、密切配合，加強全過程技術、質量管理、HSE管理，并做好施工質量檢驗工作保證管道安裝施工的質量，確保工程施工優良率達90%以上。