拆除回收試驗(yàn)用廢棄油氣管道關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析

劉雪光 余東亮 王愛玲 王彬彬 蔣 毅 吳東容

（中國(guó)石油西南管道公司技術(shù)中心，四川 成都 610036）

0 引言

隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，加之原管道經(jīng)過(guò)的走廊帶地理位置相對(duì)優(yōu)越，油氣管道走廊帶與城市發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶的相互矛盾愈發(fā)突出，一旦發(fā)生事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響巨大，目前常采用局部遷改油氣管道的工程處置措施。而在油氣管道全生命周期管理中，管道的廢棄是其中的重要環(huán)節(jié)［1］，西南山區(qū)某天然氣管道為高鋼級(jí)管道，拆除回收可作為寶貴試驗(yàn)用管，可提升廢棄管道剩余價(jià)值［2］。而管道廢棄是集多工序?yàn)橐惑w的系統(tǒng)工程，且需要在遵循國(guó)家和地方政府法律和法規(guī)的基礎(chǔ)上，盡可能降低廢棄處置的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境負(fù)面影響［3-5］。當(dāng)管道由于城市規(guī)劃、避讓高后果區(qū)等因素造成局部遷改時(shí)，管道的廢棄處置是不可避免的［6-7］。典型的油氣管道廢棄方法包括就地廢棄和管道拆除，實(shí)際應(yīng)用中通常是兩種方法相組合［8-9］。北美地區(qū)在管道廢棄處置方面的研究與實(shí)踐較多，目前公布的油氣管道廢棄相關(guān)資料最為全面的國(guó)家是加拿大［10］，其相關(guān)討論與研究已長(zhǎng)達(dá)30余年［11］。與國(guó)外相比，我國(guó)油氣管道的廢棄處理研究與實(shí)踐相對(duì)較少，目前國(guó)內(nèi)管道廢棄處置技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未成熟，并且未完全明確針對(duì)試驗(yàn)用管的處置方法。

1 廢棄油氣管道處置技術(shù)

管道的廢棄處置是多步驟、多工序的集成，主要包括管道內(nèi)殘留物清理，就地處置管道和拆除管道工序。而這些技術(shù)環(huán)節(jié)需要相互銜接，才能確保管道的廢棄處置工作安全有序地開展?！秷?bào)廢油氣長(zhǎng)輸管道處置技術(shù)：規(guī)范SY/T 7413-2018》中對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的闡述如圖1所示［12］。

圖1 廢棄管道處置技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)圖

管道內(nèi)殘留物清理是廢棄處置的首要步驟，常見的清洗措施包括通球掃線、蒸汽吹掃和化學(xué)清洗等。根據(jù)管道輸送介質(zhì)可采取不同的清洗方式。對(duì)于輸氣管道和成品油管道：通常采用氮?dú)獯祾呒优菽骞芷鹘M合方式清理；對(duì)于原油管道需采取多個(gè)刮削清管器輔以化學(xué)清洗的方式，多次重復(fù)清洗才能達(dá)到清洗要求。

就地處置管道的埋地管道容易因腐蝕穿孔等因素導(dǎo)致水流的流入，若水流沿管道到達(dá)其他地方積聚，可能造成局部環(huán)境污染，這種現(xiàn)場(chǎng)稱為導(dǎo)流效應(yīng)。為避免導(dǎo)流效應(yīng)發(fā)生，必須對(duì)管道進(jìn)行分段隔離封堵，通常采用焊接盲板或管塞方式［13］，設(shè)置位置通常選取管道與水體交界處。而針對(duì)管道可能因腐蝕坍塌后會(huì)引起嚴(yán)重后果的管段應(yīng)進(jìn)行管道注漿，一般為管道通過(guò)直埋方式穿越公路、鐵路等（非定向鉆穿越）或者被建筑物占?jí)旱墓芏?。拆除管道需要?jīng)過(guò)管道切割、吊裝作業(yè)、管件運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。

2 拆除回收試驗(yàn)用管處置方法

為充分利用廢棄管道作為試驗(yàn)材料的價(jià)值，將部分廢棄的油氣管道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆除回收，可為開展高鋼級(jí)管材缺陷成因、機(jī)械性能等相關(guān)工作提供試驗(yàn)材料。由于試驗(yàn)用管的回收工作與廢棄管道處置工作同步開展，為確保在回收過(guò)程中試驗(yàn)用管的完好性，不會(huì)由于回收處置工作造成管道形成新的缺陷，應(yīng)盡量避免其他外在因素影響試驗(yàn)結(jié)果，需要在回收處置過(guò)程中，對(duì)切割拆除、運(yùn)輸、存放等方面提出相關(guān)技術(shù)要求。

2.1 明確用管類型

為了便于施工人員操作，達(dá)到施工便捷的目的，需要明確試驗(yàn)管段的具體類型（例如等壁厚或者變壁厚焊口、焊口上下游管段為直管或者彎管）、管道壁厚、管段拆除長(zhǎng)度；若涉及拆除焊口，需要明確具體焊口編號(hào)。試驗(yàn)用管需求表格至少應(yīng)包含表1、表2所列內(nèi)容。

表1 試驗(yàn)管段需求統(tǒng)計(jì)總表樣表

2.2 切割與拆除要求

廢棄管道的拆除工序與管道建設(shè)呈逆過(guò)程，在管溝開挖回填、管段的吊裝運(yùn)輸?shù)确矫媾c管道建設(shè)的許多環(huán)節(jié)相同，施工技術(shù)和設(shè)備均可借鑒。但是試驗(yàn)用管的拆除仍具有特殊之處，所有拆除的管段或焊縫，至少應(yīng)進(jìn)行外觀檢測(cè)并保存檢測(cè)結(jié)果。如果現(xiàn)場(chǎng)條件滿足，針對(duì)帶焊縫的管段宜進(jìn)行射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)，并保存檢測(cè)結(jié)果。進(jìn)行射線和超聲檢測(cè)前，需要去除補(bǔ)口防腐材料，去除時(shí)加熱溫度不應(yīng)超過(guò)200 ℃，避免由于溫度過(guò)高造成管段過(guò)度受熱，影響金屬組織結(jié)構(gòu)。建議試驗(yàn)用管需求單位現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)督各項(xiàng)工序是否滿足要求。

切割作業(yè)前應(yīng)確保管道內(nèi)氣體置換完成［14］，當(dāng)拆除大量管道時(shí)，切割方式的選取對(duì)工作效率的影響很大，管道切割技術(shù)按照能量原理不同可分為基于應(yīng)變能、熱能和化學(xué)能［15-16］。一般先采用機(jī)械切割方式進(jìn)行切割，在確認(rèn)的不同類型切割可燃?xì)怏w濃度滿足火焰切割要求時(shí)，可采用火焰進(jìn)行細(xì)分切割，為提高切割效率及便于運(yùn)輸，切割后的管段長(zhǎng)度應(yīng)小于等于12 m，否則需進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)直至滿足火焰切割要求。管道切割期間應(yīng)對(duì)可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并做好相應(yīng)的防水措施，避免雨水等進(jìn)入管體對(duì)管道造成腐蝕。

表2 試驗(yàn)管段需求統(tǒng)計(jì)分表樣表

在拆除管道時(shí)應(yīng)使用不損傷管口的專用吊具，雙聯(lián)管吊裝時(shí)應(yīng)使用扁擔(dān)式吊具，彎管應(yīng)取掉管帶裝卸，不得損傷防腐層。

若管道拆除段地點(diǎn)人員稀少，進(jìn)場(chǎng)道路較窄，宜采用小型運(yùn)管車（炮車）將管道運(yùn)至指定集中裝卸點(diǎn)，再采用載重汽車運(yùn)輸至指定堆管場(chǎng)。拆除管道前應(yīng)提前落實(shí)當(dāng)?shù)嘏R時(shí)的堆管場(chǎng)，并由試驗(yàn)用管需求單位派專人，在滿足運(yùn)輸條件后的一個(gè)月內(nèi)，負(fù)責(zé)組織將試驗(yàn)用管從臨時(shí)堆管場(chǎng)運(yùn)送至試驗(yàn)堆管場(chǎng)。

2.3 運(yùn)輸要求

試驗(yàn)用管運(yùn)輸時(shí)應(yīng)注意以下內(nèi)容：應(yīng)符合交通部門的相關(guān)規(guī)定；拖車與駕駛室之間應(yīng)設(shè)置止推擋板，立柱應(yīng)牢固；裝車前應(yīng)對(duì)管段的防腐等級(jí)、材質(zhì)、壁厚進(jìn)行分級(jí)分類，不宜將不同防腐等級(jí)、材質(zhì)、壁厚的管段混裝；運(yùn)輸防腐管時(shí)，應(yīng)捆扎牢固，應(yīng)對(duì)防腐層采取保護(hù)措施；防腐管與車架或立柱之間、防腐管之間、防腐管與捆扎繩之間應(yīng)設(shè)置橡皮板或其他軟質(zhì)襯墊；捆扎繩外應(yīng)套橡皮管或其他軟質(zhì)管套、彎管運(yùn)輸應(yīng)采取特殊的措施［17-19］。

2.4 保存要求

試驗(yàn)用管物資應(yīng)進(jìn)行妥善存放，并定期安排人員進(jìn)行巡查；堆管場(chǎng)地應(yīng)平整，無(wú)石塊，地面不應(yīng)積水，堆管場(chǎng)應(yīng)保證1%～2%的坡度，并設(shè)有排水溝，應(yīng)在堆管場(chǎng)內(nèi)修筑汽車或吊車的進(jìn)出場(chǎng)道路，場(chǎng)地上方應(yīng)無(wú)架空電力線；防腐管應(yīng)同向分層碼垛堆放，層數(shù)不超過(guò)3層。應(yīng)保證管子不失穩(wěn)變形、不損壞防腐層。不同規(guī)格、材質(zhì)的防腐鋼管應(yīng)分開堆放。每層防腐管之間應(yīng)墊放軟墊，最下層的管子宜鋪墊兩排枕木或沙袋，管段距地面的距離應(yīng)大于200 mm，為保證管垛的穩(wěn)定，最下層的防腐管應(yīng)用楔子固定；管段兩端設(shè)置管帽或臨時(shí)封堵，避免人、畜、或其他雜物進(jìn)入管道；堆管堆放前，在堆放地點(diǎn)的地底部設(shè)置防潮布或防潮墊，再鋪墊兩排枕木或沙袋，避免與水源和土壤接觸［20］。再進(jìn)行管道碼垛，最底層管子距地面的距離應(yīng)大于200 mm，管道碼垛完成后采用防雨布進(jìn)行捆扎嚴(yán)實(shí)；堆管場(chǎng)四周修建鐵絲網(wǎng)，設(shè)置大門及門禁。

3 結(jié)論

廢棄管道是管道全生命周期中的重要階段，而試驗(yàn)用管的回收處置情況可能會(huì)直接影響后續(xù)試驗(yàn)工作數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此在管道切割、運(yùn)輸、存放等環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制是確保試驗(yàn)用管質(zhì)量的關(guān)鍵：

1）明確回收處置的試驗(yàn)用管管段類型、壁厚、拆除位置及長(zhǎng)度、焊口編號(hào)等相關(guān)信息，便于施工人員精準(zhǔn)拆除試驗(yàn)所需管段。

2）切割和拆除管段前，應(yīng)進(jìn)行外觀檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)滿足條件的宜對(duì)帶焊縫管段進(jìn)行超聲和射線檢測(cè)，去除補(bǔ)口防腐材料時(shí)應(yīng)控制溫度不超過(guò)200 ℃；宜先采用機(jī)械切割，再采取火焰切割進(jìn)行細(xì)分切割。

3）運(yùn)輸管段應(yīng)對(duì)防腐等級(jí)、材質(zhì)、壁厚進(jìn)行分級(jí)分類，不宜混裝，管段之間宜采用軟質(zhì)襯墊進(jìn)行軟隔離。

4）管段存放場(chǎng)地應(yīng)平整，地面無(wú)積水并設(shè)有排水溝，堆垛高度不超過(guò)3 層，每層間采用襯墊軟隔離，避免與水源和土壤接觸。