天然气管道及设备带压焊接修复技术研究

杨胜 杨卫东 杨阳

摘要：文章结合天然气管道带压焊接修复作业的特点，对常用的带压焊接修复方法进行介绍，并提出了此种方法应用时需要注意的内容，以供参考。

关键词：天然气管道及设备;带压焊接修复技术;注意事项

1引言

天然气管道出现泄漏是比较常见的安全事故，而且主要是由于管道长时间运行中的疲劳、腐蚀以及外力破坏等原因以你器的，为此针对此问题就需要做好及时修复工作。而针对上述问题，通常采取带压焊接修复及时进行修复，也就是在不影响天然气管道正常运行的情况下开展抢修作业。但是此种修复技术的技术含量较高且具有一定的安全风险，因此需要做好技术工艺的严格控制。

2天然气管道带压焊接修复作业特点

此种修复作业方式与传统的停输换管作业相比表现出工艺更为简单以及使用可靠等优点，而且整个修复作业所消耗的各种费用和时间也相对较短，经过修复之后的管道也具有良好的 牢固性。但是由于此类管道输送的是具有一定压力且易燃易爆的天然气，不仅在修复过程中受到泄漏量、管道材质以及壁厚等因素的影响，而且表现出具有较高作业风险的问题，容易在出现较大泄漏量、壁厚比较薄以及管道材质出现硬化问题、作业场地受限等因素下而造成安全事故或者影响正常的修复作业。

3常用的带压焊接修复方法

3.1非引流带压焊接修复方法

此种方法比较适合具有较小泄漏量的中、低压管道和设备修复中应用，且主要有捻壓铆接盖板堵漏修复和顶针式堵漏修复两种方式。对于前者来说，就是结合发生泄漏问题的管道管径大小以及管道自身出现腐蚀问题的具体情况进行修复盖板的加工焊接，然后针对泄漏位置周围的母材金属通过防爆扁铲或尖铲等向泄漏位置挤压，最后通过铁丝、焊条头或者是加工成泄漏孔形状的铅块对泄漏位置进行铆接，而针对具有较厚关闭的位置，则可以直接通过电弧焊的方式进行堵漏。对于后者来说，主要是针对管道单点孔状的泄漏问题进行修复的方法，在修复时需要将圆锥焊接顶针通过顶针式卡具顶入泄漏位置，在此顶锻力的配合下对此顶针进行焊接，然后将上卡具撤除之后将此顶针上部的圆锥台进行撤除即可完成焊接修复工作。

3.2引流带压焊接修复方法

此种方法主要是针对壁厚比较厚的中、高压管道或关键所应用的焊接修复方式，而在此方法的应用中重点是要确保引流成功，否则就会出现泄漏偏向、泄漏量过大、引流放散管被堵塞等问题，此时就会在焊接修复的焊缝中喷出天然气而影响焊接作业的顺利开展。为此，在此修复方法的应用中，就需要对管套、放散管以及阀门直径进行增大，用以增加天然气排泄量。并且对引流套管进行精加工来保证其与泄漏管壁的紧密贴合。此外还要对输送气压进行适当降低。此种方法在实际应用中主要有引流盖板修复、套管修复以及堵漏罩修复等多种方式。

3.3带压堵漏的焊接修复方法

带压堵漏技术通过合适的密封方法，将泄露的通道进行切断或者堵塞，以达到阻止物体外流的目的。它属于一种特定条件下实施的管道应急焊接技术。在焊接中常用的带压堵漏方法有引流法、焊包法和捻缝法等。以引流法为例，它适用于泄漏点较大或者压力比较高的部位，比如在氮气管道的吹扫中，如果发生了管道的泄露或者脱漏等，可通过此种方法进行焊接。先将口径大于泄漏点的耐压管道和阀门进行连接，将阀门开启使其进行导流，然后将耐压管套在泄露的四周进行焊接。焊接完成后将阀门进行闭合，该处就已经实现了将泄漏点进行密封的作用了。如果是捻缝法，它的适用对象为合金钢、碳素钢等材料的焊缝泄露，而对于铸铁材料、腐蚀比较严重或者焊接的管道本身壁薄是不是和使用该种修复方法的。

4带压焊接修复作业的注意事项

4.1防止出现管道烧穿问题

在应用此修复技术的过程中，最为重要的就是不能出现管道烧穿问题，否则容易造成焊接修复作业无法开展并造成人员伤亡问题。而导致此问题的原因，可能是由于管道壁厚、焊接修复工艺以及气体流速、人工操作等方面的原因引起的。这就需要在焊接修复作业之前做好振荡管壁以及管道检测等工作，同时要在上述作业中防止由于管道夹层、内腐蚀以及硫化铁粉层而引起的测量偏差问题。在对管壁测量数值进行计算之后，严格控制管道压力以及焊接区域中的易燃易爆物质浓度，通过防爆风机的吹扫稀释来防止出现管道烧穿问题。

4.2防止出现氢致裂纹问题

在应用带压焊接修复技术的过程中不可避免会出现应力集中的现象，而且由于管内存在处于流动状态的天然气，也会造成焊缝冷却速度的加快，以及焊缝和热影响区硬度值的增加，这都会增加氢致裂纹的出现，造成焊接接头承载能力的降低。针对此问题，在此修复作业中就需要通过多层多道焊接的方式对残余应力进行控制。还要应用低氢焊条和焊接工艺来减少焊缝扩散的氢含量。同时还要结合管道的材质和硬度等选择焊前预热或焊后保温等手段，不仅要避免管道烧穿问题的发生，同时还要做好对焊接线能量的控制来避免出现上述氢致裂纹问题。

4.3角焊缝的修复方法

通常按照多道堆焊的方式来处理其中的盖板、管套以及堵漏罩等角焊缝位置。这主要由于在焊接作业中开展对厚层焊道的处理时相当于对前层焊缝进行了一次正火处理，实现了对二次组织的改善以及焊缝变形和应力的降低，而且也可以实现对首层焊道的熔池温度的控制来防止出现烧穿问题。最后在最后一道焊缝完成之后开展回火焊道焊接作业，并对其进行打磨处理。通过此种操作可以对第一层焊道形成的粗晶区进行覆盖，实现对此区域冶金性能的改进，起到焊后热处理的作用来降低接头的残余应力。

5结语

天然气管道及设备的带压焊接修复作业可以在保证天然气管道正常输送的过程中对泄漏问题进行修复，而针对不同的泄漏状况、位置以及管道壁厚等情况则需要选择不同的修复方法并做好修复技术要点的控制，在确保修复作业安全的同时，保证修复质量。

参考文献：

[1] 王帅， 杨生红， 崔嘉， et al. 天然气管道及设备带压焊接修复的探讨[C]// 2017年全国天然气学术年会. 0.

[2] 王帅， 赖治屹， 秦军， et al. 输气管道单点穿孔缺陷直接焊接修复技术[J]. 油气田地面工程， 2019（A01）：193-196.

[3] 崔光耀. 石油天然气场站管道焊接工艺及质量管控浅析[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2017， 37（10）：126-128.