油气管道安装过程中存在的问题与改进措施

王鹏

中国石化胜利油田地面工程维修中心 山东 东营 257000

1 油气管道的特点

油气管道的安装主要有以下几个特点:（1）相对流动。由于管道与输送介质之间是相对的，因此管道的内壁要尽量光滑，从而降低介质之间的摩擦。（2）固定。油气输送管道通常埋于地下，通常固定管道，除非被拆除，一般无位移发生。（3）传输的连续性油气运输管道竣工后，通常是连续运营的。（4）危险性。油气一旦发生泄漏容易发生爆炸事故，会对周围地面、建筑物产生致命的危害，应急救援难度大。

2 影响油气管道安装质量的要素

2.1 管道材料和架设材料的选择

施工材料的选择和管理是油气管道安装的基础，油气管道的材料和工艺各种各样，在安装管道时，要选择质量好、性价比高的管道材料，以进一步提高管道的密闭性和安全性。在选择材料时要依据油气成分进行选择，油气会对管道产生一定的腐蚀，因此在选择管道材料时要选择抗腐蚀性能较好的材料，还要考虑材料的的性价比。油气管道支吊架是管道的命脉，如果没有合适的管道将会容易导致油气管道发生位移，进而损坏管道，造成油气泄漏现象。因此，在油气管道安装过程中需要严格依据管道的性质、材料来选择合适的管道支吊架以保证油气运输过程中的管道的稳定性。管道支架材料也要具有一定的耐腐蚀性，其次要坚固，能够长时间的对油气管道进行支护。

2.2 焊接的技术

焊接的技术有很多种，以其中手工工作量占比分类，可分为手工焊接技术，半自动焊接，全自动焊接。

手工焊接技术，包括 smaw （焊条电弧焊）和gtaw （钨极弧焊），其中 smaw 现场易于实施，且移动难度小，具有较强的可操作性。在石油天然气管道焊接施工中经常得到采用。我们一般依据焊条的类型和焊接方向进行分类，主要分为以下几类：

一是适应于小口径低氢焊的小型焊，如下所示：那些面的。焊接管道连接头，焊缝维修等；二是适用于高等级低氢焊的低氢焊管道，如酸性气体进料管道，或在严寒干燥的情况下，厚壁管道较容易形成，焊接效率高，相对容易操作，但经常出现未焊透的现象，裂缝填充良好的纤维素焊条可向下焊接，但气温较低，保温；此外，上述两种焊接方法的多种组合，如基于低氢下加热焊接工艺填充和增加盖，可同时保持加热焊接时特点快，并保持在快速加热时的质量。现场经验表明，焊接技术受到用户和焊工欢迎的原因是，焊缝比较光滑，需要打磨的时间短，背部焊缝比较光滑也没有其它缺陷，有助于明显防止开裂，适用于穿孔较小、管壁薄的应用。

自动焊接技术自动焊接需要专业技术人员，并借助于自动辅助设备。自动焊接技术的应用，成功率很高，一次通过的几率往往接近100%。据了解，西气东输焊接技术的应用比较成熟也最具代表性，自动焊接技术得到了非常广泛的应用。长输管道自动焊技术的采用，必须确保机械设备正常工作。通过广泛应用，自动焊技术逐步成熟，受到了施工人员的青睐。apwiil 型自动焊机，具有数字化智能化的特点，适应范围广，易于操作。该焊机在操作中可实现自动控制焊接；最后，焊枪高感温度检测控制系统在长途运输管自动控制焊接设备工程中的应用最为广泛。将自动探测控制系统技术引入自动焊接时，系统可自动控制每一个焊丝的移动长度，提高自动焊接工作焊接的生产质量，提高自动焊接焊工焊接的生产效率。

3 管道内外腐蚀控制技术应用

3.1 管道防腐涂层、包覆层

（1）硬质聚氨脂泡沫塑料聚乙烯夹克防腐保温

聚氨脂泡沫塑料聚乙烯夹克是目前埋地保温管道最主要的防腐保温技术，胜利油田采用“一步法”成型技术，其保温用的聚氨酯泡沫具有良好的机械性能和绝热性能，通常情况下可耐温120℃，通过改性或与其它隔热材料组合可耐温180℃。该技术经过胜利油建公司38年的改进提高已形成作业管线管径范围达φ48mm至φ457mm，达到390km的年生产能力。

（2）阴极保护技术

阴极保护技术是埋地管道外腐蚀控制的一项有效措施。联合站14KM管线于2012年实施了区域阴极保护，实测保护电位低于-0.92V，平均保护电流小于7Ma/m2，技术指标与效果均达到国内先进水平。在初期建有阴极保护系统，但由于当时认识不够，维护力量不足，基本失去作用。因此在油水储罐内壁采用的是牺牲阳极法，在罐内安装牺牲阳极，与防腐涂层协同作用保护金属罐体[1]。

3.2 管道的内腐蚀控制技术

（1）污水处理采用配套投加化学药剂技术

缓蚀剂的缓蚀效果与加注工艺、周期及投加量有密切关系，投加缓蚀剂应使整个生产系统的金属表面形成以有效的保护膜；此外为提高缓蚀剂效果应配套投加防垢剂、杀菌剂、除氧剂等化学药剂。目前投加缓蚀剂SY，经测试平均腐蚀率为0.081mm/a。

（2）衬里和涂层防护

一是HDPE复合结构管道修复技术。该技术施工周期短、费用低，修复后管道的可靠性得到了最大限度的提高。二是聚合物水泥砂浆涂敷内衬修复技术应用。具有防渗透、防腐以及降低管道内液体摩阻的特点，能提高耐酸、耐碱等各种介质的腐蚀能力，取得了较好的效果。涂层防腐应用非常广泛，管道、储罐、容器普遍采用涂层内外防腐（表1）。在辅助设施上常用的镀锌管、镀锌螺栓等属于金属镀层。

表1 联合站管线、储罐涂层防护技术统计表

一般管道内表面采用环氧粉末，管道外表面底漆-环氧云铁中间漆、面漆-丙烯酸聚氨酯面漆。

（3）非金属管道

玻璃钢管是又玻璃纤维、环氧树脂或聚酯、砂等用离心或缠绕等方式成型的管材。目前国内正在逐步推广使用，玻璃钢管具有重量轻、耐腐蚀性强、安装方便、综合费用适中等优点。油田共有污水外调管线10条，全长43km，目前已更换8.6km管线为玻璃钢管线，玻璃钢管材在使用过程中的问题，主要出现在接口技术上，另外材料太脆，很容易损坏，应试验加入其它材料以改善玻璃钢管的塑性[2]。

将部分金属管线全部改造为玻璃钢管线，使用时间最长的已达到9年，4座污水站站内主流程采用玻璃钢管道，2座污水站应用玻璃污水罐18座，均取得了较好的防腐效果。联合站加药管线采用PPR非金属管材，也有很好的防腐效果[3]。

（4）选择耐腐蚀材料

尼龙─钢复合管管壁结构由三层组成，防腐效果好。从内到外依次为：增强MC尼龙，钢管和外保护层。

尼龙─钢复合管最早在桩西采油厂试验应用。自2003年以来，先后在桩西采油厂集油管线、海洋采油厂推广使用，共采用尼龙─钢复合管11693m，运行时间最长的已达17年，见到了显著的防腐效果（表2）。

表2 各种防腐管材对比表

3.4 投加缓蚀剂和杀菌剂

为了防止细菌对设备和管线产生腐蚀以及堵塞问题，加入杀菌剂来杀死或抑制细菌的生长。通过缓蚀剂、杀菌剂配伍性试验，提高两种药剂的协同作用，在投入上重点保障工程改造后出水水质较好的污水站，按照配方连续投加缓蚀剂、杀菌剂，实现了“零腐蚀”[4]。

4 改善油气管道安装质量的改进措施

4.1 下料加工期间去除毛刺

要严格控制管道切割的长度，保证切口倾斜角度，飞边和毛刺处理马虎不得，要细致处理坡口。现场一般使用沙轮进行切割，也可采用气切法或等离子切割法，对大口径低压管进行切割；针对坡口的管子，可以用砂轮机手工做成，进行加工，进行加工；如果切口组不符合规定的平直性，很容易让管口的缝合性不过关[5]。

4.2 在焊接，安装过程中加强质量控制

焊接和安装是管道安装施工中非常重要的环节。管道的安装容易受到安装条件和环境因素的影响。应采取严格的质量保证措施。一般来说，现场焊接接头必须固定，质量控制比较困难，因此在预制过程中，对每个焊接人员的合格率进行检测和控制。这是控制焊接质量的关键手段。如果施工期间天气不好，则容易对焊接质量产生影响，需要采用有效防护的方法。

对开三通的两道环向角焊缝不应同时焊接。当两名焊工同时焊接一道环向角焊缝时，应按图1所示焊接顺序同时焊接。

图1 焊接顺序图

焊缝外观合格后，由具有资格的无损检测人员对焊缝进行无损探伤检测，合格后进行开孔封堵作业（图2）。

图2 焊接顺序图

4.3 油气管道安装工程质量管理政策

对于油气管道安装工程的施工主力是技术人员而非机械，很多后期事件发生的因素也是由人为形成的，在施工前期的人员筛选中，可以进行高要求管理，对员工进行有效管理培训。要加强工作人员的安全、质量等方面的意识。在施工材料的选择上，要合理地分配资料，对人力物力分配要以最高价值进行。在施工中，要严格按工序操作，合理的科学、有序的施工程序，对工程完成起着重要作用。在施工现场采取有效安全措施，以保证施工者的安全。在施工过程中，要严格监督和检测质量，后期的检测是整个工程成果的验收，需要管理人员能够具有较强的责任感来进行检查。

4.4 对安装质量监管不留空隙

在城市油气管道的安装过程中会遇到许多特殊的情况，因为城市中的地下设施很多，并且地质情况更为复杂，例如穿越，高水位，死角等。特殊部分很多，安装质量不易控制，容易留下安全隐患和质量隐患，发生财产安全事故，甚至导致人员伤亡等等。因此，要求对特别工段进行施工监管，检监必须对安装质量实行现场监管。例如，在实际安装监控中，穿越管道时，死角位置由于穿过管道的短料而靠近通道，并且在焊接过程中水位过高。因此，这类特种工段必须对安全质量进行监管，使事故隐患最小化。

5 结语

随着油田生产开发规模的不断扩大，油气管道建设、改造、维修工作量持续增加，油气管道安装的质量事关长期运营，对安装的质量要求极高。为保证油田油气管道安装的安全性和使用寿命，必须分析目前油气管道安装过程中的问题，做好施工前的各项准备工作，优选施工工艺，通过严密设计、科学组织、精细管理、密切配合，加强全过程技术、质量管理、HSE管理，并做好施工质量检验工作保证管道安装施工的质量，确保工程施工优良率达90%以上。