郭鹏程
(大庆油田建设集团有限责任公司化建公司,黑龙江 大庆163000)
对于油气输送来说,管道的安装质量不仅影响油气运输的安全性和可靠性,而且对其输送效率也有着一定的影响,这就要求有关单位要重视油气输送管道安装工艺的选择,并根据实际情况加以改进和优化,从而保证安装质量,为油气有序输送、促进经济发展奠定良好的基础。
油气输送管道的建设对我国经济发展有着重要的意义,而且此项工作事关千家万户,如果管道安装顺利、质量可靠,不仅有助于油气的高效输送,还可减少造价、降低能耗。然而,在具体实践过程中,油气输送管道的安装现状不太乐观,存在一定的问题,如有限的地理空间、较大的空间跨度、高温风雨天气等对其安装质量都有或多或少的影响,加之有的施工人员态度不严谨、操作技能不达标等问题的存在,致使管道工艺参数失控、管道受压破损等,给油气泄露和环境污染埋下了隐患。因此,有关单位应对油气管道安装工艺和改进措施加以重视[1]。
在油气输送管道的安装过程中,焊接水平的高低对整个管道的安装质量有着决定性的影响,但焊接质量会受到天气状况、焊接材料、焊接工具、焊工水平等多种因素的影响,一旦焊接不合格,则容易出现管道咬边、裂缝等缺陷,所以在油气输送管道焊接时仅注意规范操作是不够的,关键在于所选焊接工艺的适用性。简单来说,油气输送管道的焊接主要包括手工焊接、半自动焊接和自动焊接三种形式,而且各有利弊和适用条件,具体分析如下:
第一,手工焊接,包括SMAW(焊条电弧焊)和GTAW(钨极氩弧焊),其中SMAW 操作简单、便于移动而且适应性强,在当下的油气输送管道焊接工作中十分常见,若根据焊条类型和焊接方向划分,则又可以分为以下几种:适用于小口径管道的低氢焊条上向焊,如焊接管道连接头、焊缝返修等;适用于高等级材质的低氢焊条下向焊,如焊接酸性气体输送管道或寒冷干燥条件下的大厚壁管道等,但易存在未焊透问题;焊接快速、融透性高、裂隙填充度好的纤维素焊条下向焊,但若天气寒冷则要予以保温;再者是上述焊接方式的组合,如基于低氢下向焊工艺的填充和盖面,即可保留快速焊接的特点,又能保证焊接质量等[2]。而GTAW 工艺的优势在于焊缝相对清洁、焊接质量高,而且背部没有焊渣,有助于裂开性的显著提高,适用于管径较小、管壁较薄的情况。
第二,半自动焊接,具体分为STT 型CO2气体保护焊以及药芯焊丝气体保护焊两种,前者具有良好的低温冲击韧性、较为稳定的电弧燃烧,而且适用于多种坡口,飞溅量少、焊缝高级,但需控制风速低于2m/s。后者具有较高的焊接效率和稳定的电弧燃烧,而且成型美观、适用于野外环境焊接以及不同位置管道的焊接,但需控制温度高于5℃、湿度低于90%、风速低于8m/s。同时,建议在焊口返修时进行分段焊接,适宜长度为100mm 左右,若长度为100~200mm,则要两段打磨焊接,同理长度超过200mm,需先进行三段式打磨修补,即先中间后两端[3]。
第三,自动焊接,其主要是在自动焊接机的作用下焊接平坦地段、大口径、厚管壁的管道,具有焊接快、质量高、经济便捷、返修率低的特点。如果对接头方式和管口组合有特殊要求,还可在无人区、戈壁、沙漠等恶劣环境下发挥效用。
油气输送管道的焊接固然重要,但对于其附件的安装也不容忽视。例如,用于连接管道与管件及附属设备的法兰,根据与管子连接方式的不同,有平焊、对焊、螺纹法兰以及对焊松套、翻边松套法兰之分,在连接形式可靠度方面,整体法兰最优,然后依次是带径对焊、平焊与板式平焊。在具体安装时,要求先拧紧螺栓、压紧垫片,通过填满不平整的微细缝隙达到密封的目的。对于阀门的安装,一般要求严密耐腐且动作灵活、开关迅速,因与管道连接方式的不同,可分为法兰连接、螺丝连接、焊接、夹箍连接以及卡套连接。若阀门启闭件处于关闭状态,可采用螺纹连接或法兰连接,若其处于微开状态则需进行焊接,具体操作应视阀门的作用、位置、环境等情况而定。如果涉及非金属管道连接,则要选择合适的接头处理方法,常用的有套管式、承插胶合、对接胶合等连接方式。在完成管道安装后,还可以结合实际情况选择石油沥青、环氧煤沥青、聚乙烯、环氧粉末外涂层等防腐工艺,以增强管道的安全性能。
总之,油气输送管道的安装工作不容小觑,要想实现油气安全、高效输送,就必须切实提升管道安装的质量,而这一目标的达成需要借助合理的安装工艺,并结合实际情况和具体需要加以改进,以此保障油气管道功能能够得到充分发挥,更好地服务于油气输送。