在役海上油气田合金管线接入焊接方法及应用

王智勇，朱澧，程隆，胡双，韩齐森

（海洋石油工程股份有限公司，天津，300452）

与新建油气设施的合金管线安装不同，在役平台的合金管线接入，在考虑焊接时惰气保护的同时，还要考虑原管线中残余的油气给焊接工作带来的安全隐患，本文着重介绍了合金管线接入焊接在不同情况下焊接方法以及在实践中的应用。

1 合金管线的接入焊接方法

在役合金管线接入焊接可根据现场情况的不同，选择不同方法。 常见的情况包括两种：1）接入点位置为法兰连接；2） 为直接焊接。 以下针对这两种不同的情况进行简单介绍。

1．1 合金管线改造位置为法兰连接

这种情况算是改造中比较常见的情况。 在设计阶段考虑到施工的便利性，在接入位置增加了法兰。 原有管线可以选择使用冷切割的方式进行切割、打磨、与待焊法兰进行组对。 焊接前需要在原有管线内加入管线封堵器，将焊接位置与原管线隔离。 使用胶带将法兰口进行封堵，使法兰和接口位置管线形成一个封闭的腔室。 使用软管从法兰胶带密封位置穿入并充入惰性气体，以保证惰性气体能够充满整个焊接区域且充分排开氧气。 在检测腔室内排出的气体氧气含量为0 后，即可进行焊接。 焊接完成后，将法兰口封堵的胶带移除， 并从法兰口取出封堵器。 对焊道进行NDT（无损检验）检测后，安装新管线。具体方法如图1 所示。

图1 改造位置为法兰连接焊接方法示意图

该方法优点:该方法操作简便，封堵器封堵管线的情况下， 可以保证充惰性气体腔室的严密性，保证焊接质量。 方法缺点：在设计阶段需要考虑施工便利性， 管线连接方式需要使用法兰连接，增加了材料成本。

1．2 合金管线改造接入位置为焊接

这种情况在改造设计阶段可能受空间限制或其他因素， 无法在接入位置设计为法兰连接，只能进行堆焊接入。 这种情况在实践当中，我们运用过两种方法，以下做一个简单介绍。

1．2．1 使用充气隔离装置进行隔离并充惰性气体焊接

管线隔离置换后，使用冷切割方式将管线切开并打磨， 将充气隔离装置装置进行预充气，充气至90%左右大小后（能装入原管线切不滑落为准）装入原管道内。 将对焊三通组对就位，同时将充气隔离装置的充气软管、拉取钢丝从三通支路一侧穿出，就绪后对三通进行点焊定位。 将三通支路出口位置使用胶带封口，并设置出气口。 对充气隔离装置进行充气，充气压力需要要在最大允许压力以下，以防止充气压力过大。充气隔离装置压力到达设定值后，气体会从气体溢出管溢出，并充满整个待焊部位腔室。 使用含氧分析仪反复测试排气管排出的气体，待含氧量为0 时，开始焊接。 焊接完成，待管线完全冷却，将充气隔离装置进行放气并使用拉取钢丝将其从管线内拖出。 NDT 检验合格后，安装新管线。 方法如图2 所示。

图2 使用充气隔离装置焊接示意图

1．2．2 使用粘接水溶纸进行隔离并充惰性气体焊接

管线隔离置换后，使用冷切割方式将管线切开并打磨，将水溶纸裁切至合适的大小（需大于管线外径）并粘贴至原管线焊道位置下方。 将对焊三通组对就位， 就绪后对三通进行点焊定位。将三通支路出口位置使用胶带封口，并设置出气口。 使用含氧分析仪反复测试排气管排出的气体，待含氧量为0 时，开始焊接。 焊接完成，待管线完全冷却，对焊道进行NDT 检测，并安装新管线。 水溶纸会在管线整体冲洗和水压测试过程中溶于水，无需取出。 方法如图3 所示。

图3 使用充气隔离装置焊接示意图

两种方法各有优点，方法1 施工便捷、可反复使用，且在不能用水清洗的管线上，更能体现出优势。 方法2 成本低，操作简单。

2 合金管线接入焊接应用介绍

在实施过的中东某在役平台的改造过程中，就用到了提到的使用隔离充气装置的方法，进行合金管线接入的焊接。 简单介绍如下：改造接入的原合金管线为28 寸，新接入的管线为12 寸。 需要将原有28 寸管线使用冷切割的方式切开， 并焊接28×12 寸三通。 由于该位置空间受限，无法设计为法兰连接形式，所以只能使用风险更高的对焊接入。

对管线切割后，对充气隔离装置进行预充气后，将充气隔离装置放入28 寸原管线内，并连接好充气软管，如图4 所示。 将三通进行组对焊接，并粘贴胶带、预留排气软管。 待排气口含氧量为0，即可进行焊接。 焊接完成，拆除充气隔离装置，对焊道进行NDT 检验，如图5 所示。

图4 充气隔离装置安装

图5 焊接完成状态

3 结语

在役合金管线接入焊接工作考虑其质量以及安全的风险控制， 在项目运行中做为高危工作， 需要编制专项方案且通过专家审查后方可实施。 本文着重介绍了两种情况下的三种合金管线焊接接入方法，并通过实践证明，该方法可以在风险可控的前提下，保证焊接质量，提高施工效率。