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摘 要：输油管道是连接采油厂到联合站的纽带，是重要的基础设施，因此加强对高架外输管道的修补焊接与焊后防腐保温工作，具有十分重要的战略作用，既保证原油产量的顺利完成，又保护了环境。下面就笔者在实际生产中原油外输管道特点及所遇到的问题展开讨论，并就管道修补、更换和防腐保温等工作展开论述及可操作性分析，取得了良好的效果，为今后更好的进行管道维护提供经验。
关键词：外输管道修补焊接 工艺研究
1.高架管道概述及故障描述
中原油田采油一厂等部分采油区的外输管线为防止偷盗油气资源由原来的地下铺设改为高架管线，高架外输管线一般管底至路面垂直距离不小于2.5m，过车路口部位距离垂直距离不小于4.5m，由于管线输送介质是原油和半生气腐蚀因素及机理分析，据某油田埋地管道资料，实测集油管线孔穴腐蚀速度为2.4mm/年，供水管线为1.8mm/年，水管线内壁腐蚀速度为1.8mm/年，腐蚀是金属与外界介质发生化学作用或电化作用所引起的破坏，它自金属表面开始逐渐向内层深入，结果使母体发生质变。也就是说油田管道中普遍存在着三高一低的介质特点，即浸蚀或汽蚀高；电化学腐蚀率高；冲刷引起的管道泄漏高；pH值低。
在高架管道的施工过程中，管线施工焊接，普遍存在着焊缝热影响区存在晶间腐蚀，在管道的运行过程中也存在着流速快，造成冲刷腐蚀。钢材本身与环境（电化学腐蚀）及流体存在的是造成管线穿孔的主要原因，高速输送的液体压力随距离的延长会明显下降，当压力低于介质的临界压力时，液体就会出现汽化现象，形成无数个气泡。但是，这种气泡存在的时间有限，一到高压区，这些气泡又凝结成液体，凝结过程中便会产生对金属材料的浸蚀和冲击，冲击的同时把金属的表面腐蚀呈蜂窝状，随着时间的推移，便形成了腐蚀穿孔，造
成管道的泄漏事故。管道内的油气是高温高压，易燃易爆，有毒害的介质，这些介质中的碱，硫的腐蚀物的长时间在高温高压的冲刷下，管道易发生腐蚀泄露。若泄露不及时止住，不仅浪费能源，恶化环境，还可能被迫停产或造成火灾，爆炸性事故。若堵漏方法不当，不但堵不住漏，反而会扩大漏点，甚至危及人身安全，化学及电化学腐蚀。从管道流体的流相上来看，管道运行时其管径内部被分为三层。管内下部是水层，管内中部是油层，管内上部是气层。腐蚀穿孔部位90%发生在管道下部的水层。先介绍管线底部水层腐蚀穿孔消漏情况。
1.1 一般位置腐蚀穿孔问题
通常在巡检管线时，如果发现有腐蚀泄露的地方，先开好动火、高空作业等相关作业票，清理好现场10m内的易燃物。施工人员必须做好“两穿一带”等劳动保护。在消漏前，现场搭设好作业脚手架，施工人员首先拆除泄露部位的表面层和保温层，用钢丝刷把腐蚀泄露处四周打磨干净，打磨掉明显的锈蚀直至露出金属本色，用以下方法进行带压焊补。对于漏点直径φ≤10mm的损伤，采用预制好的修补片（修补片的规格为R100mm的弧板，厚度为6mm，材质为20#）内衬高压薄胶皮，用正压补漏工具紧紧把预制修补片和穿孔部位牢牢固定好，在外力强大压力下，穿孔处被强行止住，用电焊将修补片四周焊死。电焊焊接时必须保证焊接面罩、视镜完好，必须戴电焊手套，由专业安全员与看护人员在一旁监火，施工时现场必须准备干粉灭火器4台。电焊工在保证焊接质量的情况下，尽量用小電流断弧焊的方法，从最底部往上焊，施工对焊条头不得随意丢弃及时回收，防止药皮污染环境。焊接完成经外观、试压，确定漏点消除后拆下“正压补漏具”。
1.2 特殊位置穿孔问题
对于特殊部位的穿孔，例如：异径部位、三通部位、弯头、法兰焊口、阀体等各个位置，常使用钢带拉紧器，先将泄露部位清理干净，把成型钢带一端环绕管体后，穿入钢带固定栓内；将露出钢带固定的端部穿过钢带拉紧器扁嘴及滑块的拉紧槽，按住拉紧槽以防钢带退滑，将密封置于泄露处；转动钢带拉紧器，拉紧钢带，直至穿孔部位被强行止住泄露，止紧钢带固定栓，切断多余钢带。
1.3 高架外输管线更换问题
对于穿孔面积较大或者穿孔频繁的地方，应采用更换措施。更换前先倒付线流程，关闭本流程然后放空。再用700型水泥泵车热水置换管内部的介质，经现场安全检察人员同意后方可作业，动火前应清量现场10m内的易燃物，并配置干粉灭火器4台、铁锹2把，操作人员必须严格执行安全操作规程，当上风头可燃气体浓度大时不得动火，动火前用可燃气体检测仪测试可燃气体的含量，达到安全值后方可动火。氧气一乙炔间隔5m以上，距离动火点10m以上，电焊机地线要在管线焊缝最近处，并做好保护。
由于高空作业，重心不稳，加上佩戴安全带，人受约束操作不灵活，管线切割较困难，不精确。通常的解决办法是：用吊车吊住被更换的部位（吊车吊住管线是防止管线切断后产生低头现象，气焊的高温会使粘在管壁上的少量原油液化，低头会使管内部原油燃烧并涌出，烧伤作业人），先把切割部位用钢丝刷打磨干净，然后固定好“外输管线切割规”一次性顺规环绕切割，再用相同方法切割另一头，换上预制好的新管线，用“管线对口器”组对施焊。焊接完成，检查焊缝外观没有缺陷后，拆下“管线对口器”，笔者在组对过程中，往往预制尺寸要比实际短6mm，这样有利于焊口组对。施工结束后，应对现场进行清理，确保工完料净场地清，同时重点检查现场是否遗留未熄灭的火迹，不存有任何隐患。需要注意的地方：坡口尺寸、组对间隙、钝边要适当，要选择合适的焊接电流、焊接速度，要防止焊接过程中产生的咬边现象，要根据角度不同及时调整运条角度，运条要平稳，焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮，酸性焊条操作中要注意赶渣，使熔渣浮出至溶池表面，碱性焊条操作时要采用短弧焊接。
2 焊接后防腐和保温工艺
（1）使用钢丝刷对钢管表面进行清除，确保钢管表面无尘干燥后，再刷涂底漆，这其中刷涂底漆时需注意环境温度必须高于露点温度3℃以上；石油沥青与汽油体积与底漆配制比是2：1；在刷涂底漆时切忌漏涂，杜绝凝块、流痕等缺陷；
（2）包覆保温层时必须做到保温层的厚度、长度要和原管线包覆层的高度一致；
（3）包覆聚氯乙烯工业膜时要求工业膜平整无孔，缠绕时应注意缠绕紧密，使其无褶皱，同时确保压边均匀，压边的宽度保持在20～30mm，搭接的长度在100～150mm；
（4）包覆玻璃布和涂灰漆：包覆玻璃布的要求和报复工业膜的要求相同，涂灰漆时要均匀，不能出现漏涂。
3 结论
通过采取科学得当的修补焊接与焊后的防腐方法，能够有效防止高架线的重复穿孔，在生产中确保良好的使用效果，同时还能节约成本、降低材料的消耗，有着非常可观的效益价值。
参考文献
[1] 赵志刚. 国内外长输管道焊接标准对焊接工艺评定分析初探[J]. 金属加工（热加工）. 2012 （18）：116-118.
[2] 侯俊.下向焊接技术在天然气管道中的应用[J].科技创新与应用. 2013 （32）：17-20.
[3] 张海潮. 管道施工中下向焊的质量提升[J]. 油气田地面工程. 2012 （10）：26-30.
[4] 王金龙. 大型储罐液固耦合模态数值的模拟[J]. 济南大学学报（自然科学版）. 2014 （01）：120-123.
关键词：外输管道修补焊接 工艺研究
1.高架管道概述及故障描述
中原油田采油一厂等部分采油区的外输管线为防止偷盗油气资源由原来的地下铺设改为高架管线，高架外输管线一般管底至路面垂直距离不小于2.5m，过车路口部位距离垂直距离不小于4.5m，由于管线输送介质是原油和半生气腐蚀因素及机理分析，据某油田埋地管道资料，实测集油管线孔穴腐蚀速度为2.4mm/年，供水管线为1.8mm/年，水管线内壁腐蚀速度为1.8mm/年，腐蚀是金属与外界介质发生化学作用或电化作用所引起的破坏，它自金属表面开始逐渐向内层深入，结果使母体发生质变。也就是说油田管道中普遍存在着三高一低的介质特点，即浸蚀或汽蚀高；电化学腐蚀率高；冲刷引起的管道泄漏高；pH值低。
在高架管道的施工过程中，管线施工焊接，普遍存在着焊缝热影响区存在晶间腐蚀，在管道的运行过程中也存在着流速快，造成冲刷腐蚀。钢材本身与环境（电化学腐蚀）及流体存在的是造成管线穿孔的主要原因，高速输送的液体压力随距离的延长会明显下降，当压力低于介质的临界压力时，液体就会出现汽化现象，形成无数个气泡。但是，这种气泡存在的时间有限，一到高压区，这些气泡又凝结成液体，凝结过程中便会产生对金属材料的浸蚀和冲击，冲击的同时把金属的表面腐蚀呈蜂窝状，随着时间的推移，便形成了腐蚀穿孔，造
成管道的泄漏事故。管道内的油气是高温高压，易燃易爆，有毒害的介质，这些介质中的碱，硫的腐蚀物的长时间在高温高压的冲刷下，管道易发生腐蚀泄露。若泄露不及时止住，不仅浪费能源，恶化环境，还可能被迫停产或造成火灾，爆炸性事故。若堵漏方法不当，不但堵不住漏，反而会扩大漏点，甚至危及人身安全，化学及电化学腐蚀。从管道流体的流相上来看，管道运行时其管径内部被分为三层。管内下部是水层，管内中部是油层，管内上部是气层。腐蚀穿孔部位90%发生在管道下部的水层。先介绍管线底部水层腐蚀穿孔消漏情况。
1.1 一般位置腐蚀穿孔问题
通常在巡检管线时，如果发现有腐蚀泄露的地方，先开好动火、高空作业等相关作业票，清理好现场10m内的易燃物。施工人员必须做好“两穿一带”等劳动保护。在消漏前，现场搭设好作业脚手架，施工人员首先拆除泄露部位的表面层和保温层，用钢丝刷把腐蚀泄露处四周打磨干净，打磨掉明显的锈蚀直至露出金属本色，用以下方法进行带压焊补。对于漏点直径φ≤10mm的损伤，采用预制好的修补片（修补片的规格为R100mm的弧板，厚度为6mm，材质为20#）内衬高压薄胶皮，用正压补漏工具紧紧把预制修补片和穿孔部位牢牢固定好，在外力强大压力下，穿孔处被强行止住，用电焊将修补片四周焊死。电焊焊接时必须保证焊接面罩、视镜完好，必须戴电焊手套，由专业安全员与看护人员在一旁监火，施工时现场必须准备干粉灭火器4台。电焊工在保证焊接质量的情况下，尽量用小電流断弧焊的方法，从最底部往上焊，施工对焊条头不得随意丢弃及时回收，防止药皮污染环境。焊接完成经外观、试压，确定漏点消除后拆下“正压补漏具”。
1.2 特殊位置穿孔问题
对于特殊部位的穿孔，例如：异径部位、三通部位、弯头、法兰焊口、阀体等各个位置，常使用钢带拉紧器，先将泄露部位清理干净，把成型钢带一端环绕管体后，穿入钢带固定栓内；将露出钢带固定的端部穿过钢带拉紧器扁嘴及滑块的拉紧槽，按住拉紧槽以防钢带退滑，将密封置于泄露处；转动钢带拉紧器，拉紧钢带，直至穿孔部位被强行止住泄露，止紧钢带固定栓，切断多余钢带。
1.3 高架外输管线更换问题
对于穿孔面积较大或者穿孔频繁的地方，应采用更换措施。更换前先倒付线流程，关闭本流程然后放空。再用700型水泥泵车热水置换管内部的介质，经现场安全检察人员同意后方可作业，动火前应清量现场10m内的易燃物，并配置干粉灭火器4台、铁锹2把，操作人员必须严格执行安全操作规程，当上风头可燃气体浓度大时不得动火，动火前用可燃气体检测仪测试可燃气体的含量，达到安全值后方可动火。氧气一乙炔间隔5m以上，距离动火点10m以上，电焊机地线要在管线焊缝最近处，并做好保护。
由于高空作业，重心不稳，加上佩戴安全带，人受约束操作不灵活，管线切割较困难，不精确。通常的解决办法是：用吊车吊住被更换的部位（吊车吊住管线是防止管线切断后产生低头现象，气焊的高温会使粘在管壁上的少量原油液化，低头会使管内部原油燃烧并涌出，烧伤作业人），先把切割部位用钢丝刷打磨干净，然后固定好“外输管线切割规”一次性顺规环绕切割，再用相同方法切割另一头，换上预制好的新管线，用“管线对口器”组对施焊。焊接完成，检查焊缝外观没有缺陷后，拆下“管线对口器”，笔者在组对过程中，往往预制尺寸要比实际短6mm，这样有利于焊口组对。施工结束后，应对现场进行清理，确保工完料净场地清，同时重点检查现场是否遗留未熄灭的火迹，不存有任何隐患。需要注意的地方：坡口尺寸、组对间隙、钝边要适当，要选择合适的焊接电流、焊接速度，要防止焊接过程中产生的咬边现象，要根据角度不同及时调整运条角度，运条要平稳，焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮，酸性焊条操作中要注意赶渣，使熔渣浮出至溶池表面，碱性焊条操作时要采用短弧焊接。
2 焊接后防腐和保温工艺
（1）使用钢丝刷对钢管表面进行清除，确保钢管表面无尘干燥后，再刷涂底漆，这其中刷涂底漆时需注意环境温度必须高于露点温度3℃以上；石油沥青与汽油体积与底漆配制比是2：1；在刷涂底漆时切忌漏涂，杜绝凝块、流痕等缺陷；
（2）包覆保温层时必须做到保温层的厚度、长度要和原管线包覆层的高度一致；
（3）包覆聚氯乙烯工业膜时要求工业膜平整无孔，缠绕时应注意缠绕紧密，使其无褶皱，同时确保压边均匀，压边的宽度保持在20～30mm，搭接的长度在100～150mm；
（4）包覆玻璃布和涂灰漆：包覆玻璃布的要求和报复工业膜的要求相同，涂灰漆时要均匀，不能出现漏涂。
3 结论
通过采取科学得当的修补焊接与焊后的防腐方法，能够有效防止高架线的重复穿孔，在生产中确保良好的使用效果，同时还能节约成本、降低材料的消耗，有着非常可观的效益价值。
参考文献
[1] 赵志刚. 国内外长输管道焊接标准对焊接工艺评定分析初探[J]. 金属加工（热加工）. 2012 （18）：116-118.
[2] 侯俊.下向焊接技术在天然气管道中的应用[J].科技创新与应用. 2013 （32）：17-20.
[3] 张海潮. 管道施工中下向焊的质量提升[J]. 油气田地面工程. 2012 （10）：26-30.
[4] 王金龙. 大型储罐液固耦合模态数值的模拟[J]. 济南大学学报（自然科学版）. 2014 （01）：120-123.