在役海上油氣田合金管線接入焊接方法及應用

王智勇，朱澧，程隆，胡雙，韓齊森

（海洋石油工程股份有限公司，天津，300452）

與新建油氣設施的合金管線安裝不同，在役平臺的合金管線接入，在考慮焊接時惰氣保護的同時，還要考慮原管線中殘余的油氣給焊接工作帶來的安全隱患，本文著重介紹了合金管線接入焊接在不同情況下焊接方法以及在實踐中的應用。

1 合金管線的接入焊接方法

在役合金管線接入焊接可根據現場情況的不同，選擇不同方法。 常見的情況包括兩種：1）接入點位置為法蘭連接；2） 為直接焊接。 以下針對這兩種不同的情況進行簡單介紹。

1．1 合金管線改造位置為法蘭連接

這種情況算是改造中比較常見的情況。 在設計階段考慮到施工的便利性，在接入位置增加了法蘭。 原有管線可以選擇使用冷切割的方式進行切割、打磨、與待焊法蘭進行組對。 焊接前需要在原有管線內加入管線封堵器，將焊接位置與原管線隔離。 使用膠帶將法蘭口進行封堵，使法蘭和接口位置管線形成一個封閉的腔室。 使用軟管從法蘭膠帶密封位置穿入并充入惰性氣體，以保證惰性氣體能夠充滿整個焊接區域且充分排開氧氣。 在檢測腔室內排出的氣體氧氣含量為0 后，即可進行焊接。 焊接完成后，將法蘭口封堵的膠帶移除， 并從法蘭口取出封堵器。 對焊道進行NDT（無損檢驗）檢測后，安裝新管線。具體方法如圖1 所示。

圖1 改造位置為法蘭連接焊接方法示意圖

該方法優點:該方法操作簡便，封堵器封堵管線的情況下， 可以保證充惰性氣體腔室的嚴密性，保證焊接質量。 方法缺點：在設計階段需要考慮施工便利性， 管線連接方式需要使用法蘭連接，增加了材料成本。

1．2 合金管線改造接入位置為焊接

這種情況在改造設計階段可能受空間限制或其他因素， 無法在接入位置設計為法蘭連接，只能進行堆焊接入。 這種情況在實踐當中，我們運用過兩種方法，以下做一個簡單介紹。

1．2．1 使用充氣隔離裝置進行隔離并充惰性氣體焊接

管線隔離置換后，使用冷切割方式將管線切開并打磨， 將充氣隔離裝置裝置進行預充氣，充氣至90%左右大小后（能裝入原管線切不滑落為準）裝入原管道內。 將對焊三通組對就位，同時將充氣隔離裝置的充氣軟管、拉取鋼絲從三通支路一側穿出，就緒后對三通進行點焊定位。 將三通支路出口位置使用膠帶封口，并設置出氣口。 對充氣隔離裝置進行充氣，充氣壓力需要要在最大允許壓力以下，以防止充氣壓力過大。充氣隔離裝置壓力到達設定值后，氣體會從氣體溢出管溢出，并充滿整個待焊部位腔室。 使用含氧分析儀反復測試排氣管排出的氣體，待含氧量為0 時，開始焊接。 焊接完成，待管線完全冷卻，將充氣隔離裝置進行放氣并使用拉取鋼絲將其從管線內拖出。 NDT 檢驗合格后，安裝新管線。 方法如圖2 所示。

圖2 使用充氣隔離裝置焊接示意圖

1．2．2 使用粘接水溶紙進行隔離并充惰性氣體焊接

管線隔離置換后，使用冷切割方式將管線切開并打磨，將水溶紙裁切至合適的大小（需大于管線外徑）并粘貼至原管線焊道位置下方。 將對焊三通組對就位， 就緒后對三通進行點焊定位。將三通支路出口位置使用膠帶封口，并設置出氣口。 使用含氧分析儀反復測試排氣管排出的氣體，待含氧量為0 時，開始焊接。 焊接完成，待管線完全冷卻，對焊道進行NDT 檢測，并安裝新管線。 水溶紙會在管線整體沖洗和水壓測試過程中溶于水，無需取出。 方法如圖3 所示。

圖3 使用充氣隔離裝置焊接示意圖

兩種方法各有優點，方法1 施工便捷、可反復使用，且在不能用水清洗的管線上，更能體現出優勢。 方法2 成本低，操作簡單。

2 合金管線接入焊接應用介紹

在實施過的中東某在役平臺的改造過程中，就用到了提到的使用隔離充氣裝置的方法，進行合金管線接入的焊接。 簡單介紹如下：改造接入的原合金管線為28 寸，新接入的管線為12 寸。 需要將原有28 寸管線使用冷切割的方式切開， 并焊接28×12 寸三通。 由于該位置空間受限，無法設計為法蘭連接形式，所以只能使用風險更高的對焊接入。

對管線切割后，對充氣隔離裝置進行預充氣后，將充氣隔離裝置放入28 寸原管線內，并連接好充氣軟管，如圖4 所示。 將三通進行組對焊接，并粘貼膠帶、預留排氣軟管。 待排氣口含氧量為0，即可進行焊接。 焊接完成，拆除充氣隔離裝置，對焊道進行NDT 檢驗，如圖5 所示。

圖4 充氣隔離裝置安裝

圖5 焊接完成狀態

3 結語

在役合金管線接入焊接工作考慮其質量以及安全的風險控制， 在項目運行中做為高危工作， 需要編制專項方案且通過專家審查后方可實施。 本文著重介紹了兩種情況下的三種合金管線焊接接入方法，并通過實踐證明，該方法可以在風險可控的前提下，保證焊接質量，提高施工效率。