冷卻維修法在臨濮線外管道大修中的開發(fā)與運(yùn)用

孫天擇

（中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司，聊城252000）

長(zhǎng)期以來(lái)，管道運(yùn)行安全一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而影響管道使用壽命和運(yùn)行安全的因素有很多。其中，管道防腐蝕層的防護(hù)性能是影響管道整體長(zhǎng)期有效的重要因素。據(jù)美國(guó)國(guó)家安全局對(duì)1969～1978年發(fā)生的管道事故報(bào)告統(tǒng)計(jì)，其中43.6%的事故是由于管道腐蝕引起的，而管道發(fā)生腐蝕的直接原因是管道防腐蝕層的失效［1］。我國(guó)某氣田輸氣干線在1970～1980年間共發(fā)生近100起較重大的管道失效事故，其中22.5%是由于管道發(fā)生腐蝕而引起的。管道防腐蝕層的失效，使管道處于易被腐蝕的狀態(tài)，當(dāng)管道發(fā)生腐蝕后，將導(dǎo)致管道因腐蝕穿孔發(fā)生泄漏，引發(fā)更嚴(yán)重的安全事故，目前，對(duì)失效防腐蝕層進(jìn)行更新或修補(bǔ)是普遍采用的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。

1 臨濮輸油管道概況

臨濮輸油管道輸送的是凝固點(diǎn)較低的進(jìn)口原油，全線采用常溫輸送方式，夏季的油溫一般在21～24℃之間。

2009年7月，地方在建公路與臨濮線管道149＃樁處交叉。為保護(hù)管道安全，按規(guī)范要求對(duì)該處管段從新做“加強(qiáng)級(jí)”管道防腐蝕層［2］。因此夏季是最不適宜進(jìn)行管道防腐蝕作業(yè)的。臨濮線所經(jīng)過(guò)的區(qū)域?qū)儆跍嘏⒊睗裥詺夂颍募靖邷囟嘤辏諝鉂穸容^大。因此由于存在較大溫差，每到夏季，暴露在空氣中的管段表面都會(huì)附著大量由于空氣中水蒸汽遇冷液化而形成的冷凝水，（即我們俗話所講的管壁“出汗”，如圖1所示）。無(wú)論怎樣擦拭，管壁始終處于潮濕的狀態(tài)，如果此時(shí)進(jìn)行防腐蝕施工，防腐蝕材料很難粘結(jié)在管壁上，即使粘結(jié)在管壁上，防護(hù)效果較差，無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，每到夏季防腐蝕層大修或維修工程只能停工。但如果等到秋季再進(jìn)行管道防腐蝕施工，公路已修建完畢，勢(shì)必要增加破除路面、路基及恢復(fù)的費(fèi)用。

圖1 去除防腐蝕層后掛滿“汗滴”的輸油管道

針對(duì)這一問(wèn)題，筆者提出了兩種解決方案進(jìn)行試驗(yàn)分析，找出最適合常溫輸油管道夏季防腐蝕施工的新方法。

2 管線防腐蝕層修復(fù)方法

2.1 局部加熱法

在涂刷底漆及纏繞防腐蝕膠粘帶前，先對(duì)局部管體進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到或高于環(huán)境溫度，以防止空氣中的水分冷凝析出吸附在管壁。采用邊烘烤加熱防腐蝕管段，邊進(jìn)行防腐蝕施工的方法，從理論上解決管壁“出汗”問(wèn)題，試驗(yàn)性施工流程圖見圖1。

圖2 施工流程圖

筆者于2009年7月22日9：30在趙寨子輸油站149＃樁修路處挖出的管段上進(jìn)行試驗(yàn)（當(dāng)時(shí)測(cè)的管溝內(nèi)溫度：36℃、相對(duì)濕度：90%、管道內(nèi)油溫：21℃）。首先拆除舊防腐蝕層2m，并作除銹處理。用汽油噴燈對(duì)管道外壁進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度達(dá)到要求時(shí)，再進(jìn)行防腐蝕作業(yè)，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程2.5h。施工結(jié)束后對(duì)通過(guò)局部加熱法防腐蝕管段的防腐蝕層進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試（標(biāo)準(zhǔn)要求：≥20N·cm-1，SY／T 0414-2007）［3］。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)見圖3，測(cè)試結(jié)果見表1。

圖3 剝離強(qiáng)度測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

表1 管段防腐蝕層的剝離強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

由表1或見，采用局部加熱法實(shí)施防腐蝕的管段，剝離強(qiáng)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，平均值只有13N·cm-1。這是因?yàn)椋植考訜釙r(shí)，雖然管壁不再有可見冷凝水，但由于管道內(nèi)高速流動(dòng)的低溫油，很快降了管壁溫度，使管壁在涂刷漆前又出現(xiàn)一層薄薄的水膜，造成底漆無(wú)法牢固地粘結(jié)在管壁上，因此，剝離強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 制冷法

對(duì)防腐蝕的管道周圍環(huán)境進(jìn)行降溫，縮小環(huán)境溫度與油溫的差值，使管壁不再出現(xiàn)冷凝水的附著。更換埋地管道防腐蝕層，需開挖出一定的作業(yè)空間，使管道完全裸露。而采用制冷技術(shù)可以做到降低開挖出的有限空間的溫度，制冷法試驗(yàn)性施工流程圖見圖4。

圖4 制冷法試驗(yàn)性工藝流程圖

筆者于2009年7月26日，在149＃樁修路處，清理出10m長(zhǎng)適合防腐蝕作業(yè)的管溝，拆除舊防腐蝕層并作除銹處理進(jìn)行試驗(yàn)（測(cè)的當(dāng)時(shí)管溝內(nèi)溫度：38℃、相對(duì)濕度：90%、管道內(nèi)油溫：21℃）。

采用木棒作支架，搭建一個(gè)10m長(zhǎng)的保溫棚（塑料膜采用蔬菜保溫棚專用膜），把辦公室淘汰的32型窗式空調(diào)安裝到保溫棚一端見圖5。動(dòng)力設(shè)備采用AM2600型汽油發(fā)電機(jī)。

圖5 保溫棚及制冷設(shè)備

在進(jìn)行制冷試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)制冷效果不好，溫度降低緩慢，管壁仍有出汗現(xiàn)象。主要原因是：①夏季陽(yáng)光直射保溫棚，棚內(nèi)的溫度下降慢，達(dá)不到防腐蝕溫度要求；②保溫棚底部采取的是敞開式結(jié)構(gòu)，造成保溫棚內(nèi)土壤中的水分還會(huì)蒸發(fā)到保溫棚內(nèi)，致使空氣濕度仍然很大。

針對(duì)這種情況，于27日采取了如下措施：①加防曬網(wǎng)；②保溫層四面密封，完全與土壤隔離，降低棚內(nèi)濕度（見圖6、圖7）。

施工結(jié)束后，對(duì)制冷法防腐管段的防腐蝕層進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試（標(biāo)準(zhǔn)要求：≥20N·cm-1，SY／T 0414-2007）。測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 管段防腐蝕層的剝離強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

結(jié)果表明，采用制冷法防腐的部分，剝離強(qiáng)度均在50N·cm-1以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

這是因?yàn)椴捎弥评浞ǎ梢园阎車h(huán)境溫度降到和管道溫度基本一致，而且還降低了局部環(huán)境的相對(duì)濕度，徹底解決了管體“出汗”問(wèn)題，所以防腐蝕效果完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 應(yīng)用實(shí)例

2009年8月份，筆者還在臨濮線154＃樁和65＃樁兩處與正在修筑的公路交叉處共103米的管段，運(yùn)用“制冷法”進(jìn)行了防腐蝕施工，連同7月份做試驗(yàn)的管段，總計(jì)防腐蝕施工長(zhǎng)度達(dá)156m，經(jīng)檢測(cè)，防腐蝕效果良好，完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求［4］。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

按以往慣例，等到秋季方便管道防腐蝕施工的時(shí)候再進(jìn)行防腐蝕，那時(shí)公路已修建完畢，勢(shì)必要增加破除路面、路基及恢復(fù)的費(fèi)用。根據(jù)山東省修繕工程預(yù)算定額標(biāo)準(zhǔn)，三處共需破壞公路長(zhǎng)度約130m，寬度為3m，破除及恢復(fù)路面的費(fèi)用為187 200元。而通過(guò)制冷法對(duì)這三處管段進(jìn)行防腐蝕施工（在公路修建之前完成的），節(jié)約公路破除及恢復(fù)費(fèi)用18萬(wàn)余元。

5 結(jié)論

“制冷法”作為常溫輸油管道夏季防腐蝕施工的一種新方法，完全可以消除管壁“出汗”現(xiàn)象，且效果良好，也不需投入太多資金，為今后遇到類似情況時(shí)，對(duì)管道進(jìn)行防腐蝕施工提供了可行的方法。同時(shí)也打破了管道夏季不能進(jìn)行防腐蝕作業(yè)的慣例。

［1］魏強(qiáng)邦.管道外防腐層的性能要求及管道大修材料的最新發(fā)展［J］.中國(guó)涂料，2010，25（10）：15-17.

［2］SY／T 5918-2004埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］SY／T 0414-2007鋼質(zhì)管道聚乙烯膠粘帶防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］GB／T 19285-2003埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)［S］.