天然氣管道及設備帶壓焊接修復技術研究

楊勝 楊衛東 楊陽

摘要：文章結合天然氣管道帶壓焊接修復作業的特點，對常用的帶壓焊接修復方法進行介紹，并提出了此種方法應用時需要注意的內容，以供參考。

關鍵詞：天然氣管道及設備;帶壓焊接修復技術;注意事項

1引言

天然氣管道出現泄漏是比較常見的安全事故，而且主要是由于管道長時間運行中的疲勞、腐蝕以及外力破壞等原因以你器的，為此針對此問題就需要做好及時修復工作。而針對上述問題，通常采取帶壓焊接修復及時進行修復，也就是在不影響天然氣管道正常運行的情況下開展搶修作業。但是此種修復技術的技術含量較高且具有一定的安全風險，因此需要做好技術工藝的嚴格控制。

2天然氣管道帶壓焊接修復作業特點

此種修復作業方式與傳統的停輸換管作業相比表現出工藝更為簡單以及使用可靠等優點，而且整個修復作業所消耗的各種費用和時間也相對較短，經過修復之后的管道也具有良好的 牢固性。但是由于此類管道輸送的是具有一定壓力且易燃易爆的天然氣，不僅在修復過程中受到泄漏量、管道材質以及壁厚等因素的影響，而且表現出具有較高作業風險的問題，容易在出現較大泄漏量、壁厚比較薄以及管道材質出現硬化問題、作業場地受限等因素下而造成安全事故或者影響正常的修復作業。

3常用的帶壓焊接修復方法

3.1非引流帶壓焊接修復方法

此種方法比較適合具有較小泄漏量的中、低壓管道和設備修復中應用，且主要有捻壓鉚接蓋板堵漏修復和頂針式堵漏修復兩種方式。對于前者來說，就是結合發生泄漏問題的管道管徑大小以及管道自身出現腐蝕問題的具體情況進行修復蓋板的加工焊接，然后針對泄漏位置周圍的母材金屬通過防爆扁鏟或尖鏟等向泄漏位置擠壓，最后通過鐵絲、焊條頭或者是加工成泄漏孔形狀的鉛塊對泄漏位置進行鉚接，而針對具有較厚關閉的位置，則可以直接通過電弧焊的方式進行堵漏。對于后者來說，主要是針對管道單點孔狀的泄漏問題進行修復的方法，在修復時需要將圓錐焊接頂針通過頂針式卡具頂入泄漏位置，在此頂鍛力的配合下對此頂針進行焊接，然后將上卡具撤除之后將此頂針上部的圓錐臺進行撤除即可完成焊接修復工作。

3.2引流帶壓焊接修復方法

此種方法主要是針對壁厚比較厚的中、高壓管道或關鍵所應用的焊接修復方式，而在此方法的應用中重點是要確保引流成功，否則就會出現泄漏偏向、泄漏量過大、引流放散管被堵塞等問題，此時就會在焊接修復的焊縫中噴出天然氣而影響焊接作業的順利開展。為此，在此修復方法的應用中，就需要對管套、放散管以及閥門直徑進行增大，用以增加天然氣排泄量。并且對引流套管進行精加工來保證其與泄漏管壁的緊密貼合。此外還要對輸送氣壓進行適當降低。此種方法在實際應用中主要有引流蓋板修復、套管修復以及堵漏罩修復等多種方式。

3.3帶壓堵漏的焊接修復方法

帶壓堵漏技術通過合適的密封方法，將泄露的通道進行切斷或者堵塞，以達到阻止物體外流的目的。它屬于一種特定條件下實施的管道應急焊接技術。在焊接中常用的帶壓堵漏方法有引流法、焊包法和捻縫法等。以引流法為例，它適用于泄漏點較大或者壓力比較高的部位，比如在氮氣管道的吹掃中，如果發生了管道的泄露或者脫漏等，可通過此種方法進行焊接。先將口徑大于泄漏點的耐壓管道和閥門進行連接，將閥門開啟使其進行導流，然后將耐壓管套在泄露的四周進行焊接。焊接完成后將閥門進行閉合，該處就已經實現了將泄漏點進行密封的作用了。如果是捻縫法，它的適用對象為合金鋼、碳素鋼等材料的焊縫泄露，而對于鑄鐵材料、腐蝕比較嚴重或者焊接的管道本身壁薄是不是和使用該種修復方法的。

4帶壓焊接修復作業的注意事項

4.1防止出現管道燒穿問題

在應用此修復技術的過程中，最為重要的就是不能出現管道燒穿問題，否則容易造成焊接修復作業無法開展并造成人員傷亡問題。而導致此問題的原因，可能是由于管道壁厚、焊接修復工藝以及氣體流速、人工操作等方面的原因引起的。這就需要在焊接修復作業之前做好振蕩管壁以及管道檢測等工作，同時要在上述作業中防止由于管道夾層、內腐蝕以及硫化鐵粉層而引起的測量偏差問題。在對管壁測量數值進行計算之后，嚴格控制管道壓力以及焊接區域中的易燃易爆物質濃度，通過防爆風機的吹掃稀釋來防止出現管道燒穿問題。

4.2防止出現氫致裂紋問題

在應用帶壓焊接修復技術的過程中不可避免會出現應力集中的現象，而且由于管內存在處于流動狀態的天然氣，也會造成焊縫冷卻速度的加快，以及焊縫和熱影響區硬度值的增加，這都會增加氫致裂紋的出現，造成焊接接頭承載能力的降低。針對此問題，在此修復作業中就需要通過多層多道焊接的方式對殘余應力進行控制。還要應用低氫焊條和焊接工藝來減少焊縫擴散的氫含量。同時還要結合管道的材質和硬度等選擇焊前預熱或焊后保溫等手段，不僅要避免管道燒穿問題的發生，同時還要做好對焊接線能量的控制來避免出現上述氫致裂紋問題。

4.3角焊縫的修復方法

通常按照多道堆焊的方式來處理其中的蓋板、管套以及堵漏罩等角焊縫位置。這主要由于在焊接作業中開展對厚層焊道的處理時相當于對前層焊縫進行了一次正火處理，實現了對二次組織的改善以及焊縫變形和應力的降低，而且也可以實現對首層焊道的熔池溫度的控制來防止出現燒穿問題。最后在最后一道焊縫完成之后開展回火焊道焊接作業，并對其進行打磨處理。通過此種操作可以對第一層焊道形成的粗晶區進行覆蓋，實現對此區域冶金性能的改進，起到焊后熱處理的作用來降低接頭的殘余應力。

5結語

天然氣管道及設備的帶壓焊接修復作業可以在保證天然氣管道正常輸送的過程中對泄漏問題進行修復，而針對不同的泄漏狀況、位置以及管道壁厚等情況則需要選擇不同的修復方法并做好修復技術要點的控制，在確保修復作業安全的同時，保證修復質量。

參考文獻：

[1] 王帥， 楊生紅， 崔嘉， et al. 天然氣管道及設備帶壓焊接修復的探討[C]// 2017年全國天然氣學術年會. 0.

[2] 王帥， 賴治屹， 秦軍， et al. 輸氣管道單點穿孔缺陷直接焊接修復技術[J]. 油氣田地面工程， 2019（A01）：193-196.

[3] 崔光耀. 石油天然氣場站管道焊接工藝及質量管控淺析[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2017， 37（10）：126-128.