提高油氣田在役埋地鋼質(zhì)管道維修質(zhì)量對(duì)策探討

張婧瑤

西南油氣田分公司致密油氣勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目部

埋地管道維修是管道完整性管理中減緩管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，是確保管道安全運(yùn)行的重要技術(shù)措施，是減緩管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，將管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制在合理、可接受范圍內(nèi)的重要保障，是延長(zhǎng)管道使用壽命的重要技術(shù)手段。在役管道完整性管理中維修工程的實(shí)施主要依據(jù)檢測(cè)評(píng)價(jià)[1-3]結(jié)果確定的缺陷位置、類(lèi)型以及嚴(yán)重程度，確定管道維修計(jì)劃和實(shí)施方案[4]，明確管道維修的時(shí)間、方式、材料、標(biāo)準(zhǔn)、操作程序、工藝規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量抽查及資料記錄等，并按照維修工程計(jì)劃和實(shí)施方案進(jìn)行實(shí)施以及質(zhì)量驗(yàn)收。在維修工程實(shí)施過(guò)程中，維修工程質(zhì)量是確保實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)減緩目標(biāo)的關(guān)鍵。本文以埋地鋼質(zhì)管道內(nèi)、外腐蝕缺陷的維修為研究對(duì)象，論述缺陷維修的施工流程、關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)，分析了油氣田管道維修工程的實(shí)施現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，并提出了針對(duì)性的解決措施。

1 常用的管道維修技術(shù)

油氣田在役埋地鋼質(zhì)管道由于制造、施工和生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)造成管道本體、外防腐保溫層（包括防腐層、保溫層、外護(hù)層）和內(nèi)防腐層缺陷，因此需進(jìn)行管道維修，其維修工作內(nèi)容參見(jiàn)典型管道結(jié)構(gòu)圖（圖1）。

圖1 典型的防腐管道結(jié)構(gòu)Fig.1 Typical anti-corrosion pipeline structure

按照具體的施工工程劃分，可分為管道外腐蝕缺陷的維修和管道內(nèi)腐蝕的維修，管道外腐蝕缺陷的維修包括管道本體、外防腐保溫層（包括防腐層、保溫層、外護(hù)層）缺陷的維修；管道內(nèi)腐蝕的維修主要為內(nèi)防腐層缺陷的維修。

1.1 管道外腐蝕缺陷維修

管道外腐蝕缺陷的維修技術(shù)[5]主要包括管道本體維修技術(shù)和管道外防腐（保溫）層維修技術(shù)，管道本體維修技術(shù)可分為焊接類(lèi)維修和非焊接類(lèi)維修，常用的維修技術(shù)及適用范圍[5-6]見(jiàn)表1。

表1 常用管道維修方法的適用范圍Tab.1 Application scope of common pipeline repair methods

管道外防腐（保溫）層維修技術(shù)分為保溫管道和非保溫管道，其維修材料和結(jié)構(gòu)的選擇宜采用與原管道同種或類(lèi)似的材料和結(jié)構(gòu)，常用的管道外防腐層缺陷維修材料及結(jié)構(gòu)[7-8]見(jiàn)表2，常用的硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫管道保溫層維修結(jié)構(gòu)見(jiàn)表3。

表2 常用管道外防腐層缺陷維修材料及結(jié)構(gòu)Tab.2 Commonly used repair materials and structures for external anti-corrosion coating defects of pipelines

表3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫管道保溫層維修Tab.3 Repair of insulation layer of rigid polyurethane foam insulation pipe

1.2 管道內(nèi)防腐層維修

管道內(nèi)防腐層維修技術(shù)主要包括內(nèi)襯非金屬管道和風(fēng)送擠涂?jī)?nèi)涂層。

內(nèi)襯非金屬管維修技術(shù)依據(jù)施工方法的差異分為縮頸法和折疊法[9-11]?？s頸法是通過(guò)機(jī)械作用縮小非金屬管道的直徑，然后將新管送入舊管內(nèi)，最后通過(guò)加熱、加壓或靠自然作用使其恢復(fù)到原來(lái)的形狀和尺寸，從而與舊管形成緊密配合。其工藝原理如圖2所示。折疊內(nèi)襯法是在施工前將非金屬管道加熱并折疊成U形、C形，甚至工字形，插入待維修的管道中，利用加熱或加壓使其恢復(fù)原來(lái)的管道形狀，從而與舊管道構(gòu)成緊密配合形成復(fù)合管道。

圖2 縮頸法內(nèi)襯非金屬管工作原理Fig.2 Working principle of necking-method lining non-metallic pipe

風(fēng)送擠涂?jī)?nèi)涂層法[12]是以空壓機(jī)為動(dòng)力，推動(dòng)涂料加注段在管道中移動(dòng)，使涂料涂敷在待修管道上。其工藝原理如圖3所示。

圖3 風(fēng)送擠涂?jī)?nèi)涂層法工作原理Fig.3 Working principle of the air-assisted squeeze internal coating method

2 管道維修施工

2.1 管道外腐蝕缺陷的維修及質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

管道外腐蝕缺陷的維修施工作業(yè)包括管道本體缺陷維修施工作業(yè)（圖4）和管道外防腐（保溫）層維修施工作業(yè)（圖5）。

圖4 管道本體缺陷維修施工流程Fig.4 Construction process of pipeline body defect repairing

圖5 管道外防腐（保溫）層維修施工作業(yè)流程Fig.5 Operation process for the maintenance and construction of external anti-corrosion(insulation)layer of the pipeline

管道本體缺陷維修施工的質(zhì)量控制點(diǎn)包括維修材料、管道開(kāi)挖、原防腐（保溫）層清除、管體表面處理、焊接維修技術(shù)的焊口、復(fù)合材料維修的厚度等質(zhì)量控制。實(shí)施管道本體維修施工驗(yàn)收合格后應(yīng)開(kāi)展管道外防腐（保溫）層維修施工。

管道外防腐（保溫）層維修施工的質(zhì)量控制點(diǎn)包括維修材料、管道開(kāi)挖、原防腐（保溫）層清除、管體表面處理、防腐層維修、保溫層維修、防護(hù)層維修、回填及地貌恢復(fù)等質(zhì)量控制。

2.2 管道內(nèi)防腐層維修及質(zhì)量控制關(guān)健點(diǎn)

縮頸法內(nèi)襯非金屬管道主要施工工藝如圖6所示。

圖6 縮頸法施工工藝示意圖Fig.6 Schematic diagram of necking construction process

折疊法內(nèi)襯非金屬管道維修的典型工藝流程如圖7所示。

圖7 折疊法施工工藝示意圖Fig.7 Schematic diagram of the folding method construction process

風(fēng)送擠涂?jī)?nèi)涂層法施工的主要工藝流程如圖8所示。

圖8 風(fēng)送擠涂?jī)?nèi)涂層法施工工藝流程Fig.8 Construction process of the air-assisted squeeze internal coating method

縮頸法和折疊法內(nèi)襯非金屬管施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)主要包括操作坑、管線清洗、試?yán)?、PE 管復(fù)原、管線連接等。

風(fēng)送擠涂?jī)?nèi)涂層法施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)包括操作坑、管線清洗、管道干燥、噴砂除銹、風(fēng)送擠涂道數(shù)、涂層質(zhì)量等。

3 管道維修工程實(shí)施現(xiàn)狀

隨著中石油油氣田管道完整性管理規(guī)定及管道完整性管理手冊(cè)等體系文件的頒布，完整性管理技術(shù)已經(jīng)在油氣田生產(chǎn)中規(guī)模應(yīng)用，完整性管理的理念和技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)在日常的生產(chǎn)管理中，形成了以數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，通過(guò)高后果區(qū)識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、檢測(cè)評(píng)價(jià)、管道維修維護(hù)的管道完整性管理模式，取得了管道失效泄漏事件顯著降低的良好效果。但是，管道維修工程作為管道完整性管理中減緩管道風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在具體的實(shí)施過(guò)程中，由于維修工程的特殊性以及完整性管理人力資源等方面的因素，缺乏有效的措施對(duì)管道維修工程質(zhì)量實(shí)施控制，主要是由于管道維修工程具有點(diǎn)多面廣、工程量零散、維修工礦復(fù)雜多變等特點(diǎn)。若參照新建管道工程，設(shè)立專(zhuān)門(mén)的工程監(jiān)理隊(duì)伍負(fù)責(zé)工程質(zhì)量的監(jiān)控，無(wú)論從費(fèi)用上還是從可實(shí)施性上都比較困難；若依靠完整性管理組織機(jī)構(gòu)和人員從事質(zhì)量監(jiān)督工作，無(wú)論從人員技術(shù)水平還是數(shù)量上分析，均無(wú)法實(shí)現(xiàn)維修施工過(guò)程的質(zhì)量控制。目前，管道維修采用的是以最終驗(yàn)收代替過(guò)程驗(yàn)收的質(zhì)量管控模式，但由于管道維修工程是一個(gè)隱蔽工程，過(guò)程控制是確保最終質(zhì)量的關(guān)鍵，例如：管道本體及外防腐維修工程，按照施工順序劃分，包括外防腐層剝離、除銹、涂層涂敷、保溫層安裝、外護(hù)層安裝、回填等工程環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)均有不同的質(zhì)量要求，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，只有上一道工序質(zhì)量合格后才能進(jìn)行下一道工序施工，而下一道工序?qū)嵤┖鬅o(wú)法檢測(cè)上一道工序的質(zhì)量。因此，如何經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)管道維修工程過(guò)程質(zhì)量管控是油氣田管道完整性管理推廣應(yīng)用亟待解決的問(wèn)題。

4 對(duì)策及建議

為解決管道維修質(zhì)量控制的問(wèn)題，結(jié)合目前油氣田生產(chǎn)管理的現(xiàn)狀，提出以下對(duì)策及建議：

（1）強(qiáng)化管道維修施工方案的審查，確保修復(fù)技術(shù)的適應(yīng)性。在維修施工前，應(yīng)依據(jù)管道本體缺陷的類(lèi)型，編制相關(guān)維修技術(shù)方案，并通過(guò)完整性管理主管部門(mén)組織的技術(shù)審查。維修技術(shù)方案至少應(yīng)包括工程概況、編制依據(jù)、組織機(jī)構(gòu)及分工、維修材料及方法選擇、施工工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)要求、維修工作量及計(jì)劃進(jìn)度、維修過(guò)程資料采集要求及安全保障措施等。

（2）發(fā)揮一線員工的質(zhì)量監(jiān)督作用，倡導(dǎo)全員參與完整性管理。目前，油氣田生產(chǎn)管理實(shí)施的是屬地管理原則，利用現(xiàn)有的管理機(jī)制，建立管道維修工程質(zhì)量監(jiān)督制度，管道維修工程在哪一個(gè)小隊(duì)管轄區(qū)域?qū)嵤?，就由哪一個(gè)小隊(duì)指派專(zhuān)人進(jìn)行維修過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)督。但是目前一線員工絕大部分不了解管道維修技術(shù)，不熟悉相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建議在已有標(biāo)準(zhǔn)和完整性管理手冊(cè)的基礎(chǔ)上，針對(duì)一線員工的實(shí)際情況，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員編制適宜于管道維修過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督的工作表單，以便于一線員工在維修工程質(zhì)量監(jiān)督過(guò)程中應(yīng)用。常見(jiàn)的管道外防腐維修工程質(zhì)量監(jiān)督表單見(jiàn)表4，其他維修技術(shù)可以參照該表單編制。

表4 常見(jiàn)的管道外防腐維修工程質(zhì)量監(jiān)督表單Tab.4 Common pipeline external anti-corrosion maintenance project quality supervision table

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)目前管道維修工程實(shí)施現(xiàn)狀和現(xiàn)有的管道維修技術(shù)，建立系統(tǒng)的維修方案和完善的審查制度，增強(qiáng)一線員工的質(zhì)量監(jiān)督意識(shí)和作用，確保管道維修質(zhì)量，有效控制管道的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，是提高油氣田在役埋地鋼質(zhì)管道維修質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。