關(guān)于長輸油氣管道應(yīng)急搶修技術(shù)的研究

曹根苗（安徽省天然氣開發(fā)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(nèi)管道因?yàn)樾孤㈦姎庠O(shè)備及自然災(zāi)害等引起管道及站場停止作業(yè)并引起經(jīng)濟(jì)和人員傷害等事件，按照事故發(fā)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(xiàn)為管線嚴(yán)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?cái)嚅y門故障和干線管道配套設(shè)施發(fā)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(xiàn)為管道斷裂、穿孔、裂紋、冰堵、閥門、法蘭和其他設(shè)備故障產(chǎn)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(zāi)害對管道構(gòu)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(fā)生的嚴(yán)重性，事故對現(xiàn)場的影響程度及恢復(fù)需投入的人財(cái)物的投入量，事故分為三類。第一類為由于自然災(zāi)害、施工質(zhì)量或人為破壞引起的管道較大裂紋或管體斷裂，導(dǎo)致天然氣大量泄漏而需要進(jìn)行大規(guī)模搶修作業(yè)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(dǎo)致天然氣小型泄漏，但可以在線堵漏和補(bǔ)丁焊接處理，不需要更換管段的事故。第三類由于自然災(zāi)害和設(shè)備設(shè)施故障而導(dǎo)致的管道變形、懸空，未導(dǎo)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(jù)事故發(fā)生的位置、影響程度、施工條件等原因，并根據(jù)事故搶修的及時(shí)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(fù)、不停輸封堵?lián)屝蕖?/p>

2.1 補(bǔ)板式搶修

當(dāng)管道出現(xiàn)腐蝕穿孔和小裂紋泄露，采用安裝補(bǔ)板式搶修卡具方式修補(bǔ)。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(chǔ)存設(shè)施或其它非管道設(shè)施。當(dāng)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(nèi)直徑，臨時(shí)或永久性修復(fù)。

安裝補(bǔ)板式搶修卡具方式修補(bǔ)，一種用于管道搶修的補(bǔ)板式堵漏體和管道搶修卡具，補(bǔ)板式堵漏體包括底座、設(shè)置在底座下方的密封件、設(shè)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(shè)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(dǎo)通。管道搶修卡具包括補(bǔ)板式堵漏體和用于將補(bǔ)板式堵漏體與管道相對固定的緊固部件。

施工前需對現(xiàn)場進(jìn)行可燃?xì)怏w測量，濃度達(dá)到施工要求才能進(jìn)行作業(yè)，在使用防爆軸流風(fēng)機(jī)需對現(xiàn)場進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，補(bǔ)板焊接需安裝焊接的技術(shù)工藝評定要求，并按照整個(gè)補(bǔ)板施工流程進(jìn)行操作。尤其在焊接過程中需要注意焊接的環(huán)境要求及焊材的質(zhì)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(bǔ)板式卡具的長度時(shí)，采用安裝管卡的方式修補(bǔ)。當(dāng)管道腐蝕是成片，或者裂紋長度較長時(shí)，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?cái)鄡啥说拈y門，暫停管道輸氣，控制局勢，盡快實(shí)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(jìn)行搶修，搶修完成后，管道立即投入運(yùn)行。

施工前需對現(xiàn)場進(jìn)行可燃?xì)怏w測量，濃度達(dá)到施工要求才能進(jìn)行作業(yè)，在使用防爆軸流風(fēng)機(jī)需對現(xiàn)場進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，補(bǔ)板焊接需安裝焊接的技術(shù)工藝評定要求，并按照整個(gè)補(bǔ)板施工流程進(jìn)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(shí)，必須等待管線內(nèi)的天然氣全部放空后才實(shí)施搶修，為了恢復(fù)快速供氣可以使用冷切割斷管后使用機(jī)械連接管箍恢復(fù)管線供氣。需要處理好連接管頭的防腐層，并按要求進(jìn)行處理，并處理好管頭的密封，機(jī)械連接管箍對口管線處于一個(gè)同心圓，并可以承受設(shè)計(jì)壓力，焊縫做好滲透探傷。

2.4 法蘭部位泄漏搶修

當(dāng)法蘭部位發(fā)生泄漏，無法停輸時(shí)可用搶修卡具加注密封脂方法不動(dòng)火堵漏。搶修卡具加注密封脂的主要施工流程為：現(xiàn)場踏勘、測量尺寸→搶修方案制定及搶修卡具設(shè)計(jì)制造→搶修工具準(zhǔn)備及作業(yè)手續(xù)辦理→卡具安裝→卡具注膠→現(xiàn)場檢漏→清理現(xiàn)場。同時(shí)要注意封堵時(shí)環(huán)境條件變化，嚴(yán)格按照搶修方案執(zhí)行，避免發(fā)生應(yīng)急事件。

2.5 管道腐蝕減薄

管道腐蝕減薄，在輸氣管道中時(shí)常發(fā)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(jìn)行換管作業(yè)或者采取碳纖維復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，局部范圍腐蝕減薄宜可采用焊接套袖或焊接補(bǔ)丁補(bǔ)強(qiáng)。

碳纖維補(bǔ)復(fù)合材料強(qiáng)技術(shù)采用在受腐蝕的管體外部纏繞高強(qiáng)度的修復(fù)材料，在不影響生產(chǎn)的情況下對受損管體進(jìn)行強(qiáng)度修復(fù)。修復(fù)工作耗時(shí)短，使用壽命長。并且此技術(shù)還具有免焊不動(dòng)火、不停輸、操作安全、施工人員少、無須大型設(shè)備，施工迅速等優(yōu)點(diǎn)，是目前技術(shù)最先進(jìn)的高科技管道修復(fù)技術(shù)。主要適用于補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)缺陷/補(bǔ)強(qiáng)用途、外腐蝕缺陷、裂紋、機(jī)械損傷、焊縫缺陷、材質(zhì)缺陷、單點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)、整體管段補(bǔ)強(qiáng)等。

碳纖維復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)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(shè)絕緣纖維及碳纖維復(fù)合材料→補(bǔ)強(qiáng)層外加粘彈體、冷纏帶材料防腐→作業(yè)區(qū)域養(yǎng)護(hù)固化。補(bǔ)強(qiáng)工藝要求執(zhí)行，金屬表面處理應(yīng)達(dá)到ST3 級，缺陷位置及焊縫根部兩邊，應(yīng)使用填平樹脂進(jìn)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(fù)合材料粘貼時(shí)空鼓，填充區(qū)域的邊緣距離焊縫的垂直距離為5cm左右，碳纖維復(fù)合材料修復(fù)區(qū)域要完全覆蓋缺陷，且修復(fù)區(qū)域至少要比缺陷區(qū)域兩側(cè)分別長出5～25cm不等。

2.6 不停輸封堵?lián)屝?/h3>

對于管道變形、位移、清管卡器等在無泄漏狀態(tài)下事故可采用不停輸封堵?lián)Q管完成。不停輸封堵技術(shù)為管道內(nèi)氣體或液體正常運(yùn)行，更換中間破損管道。工藝操作流程為開挖作業(yè)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(dǎo)通旁通管→安裝封堵器→下封堵→封堵效果驗(yàn)證→封堵管段氣體放空——斷管作業(yè)→打黃油墻→管線連頭→防腐→作業(yè)坑回填。其中要注意旁通過程可有泄漏，注意作業(yè)環(huán)境的變化，采取必要的現(xiàn)場應(yīng)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(jié)語

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