长输管道防腐补口质量控制策略

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

田茂才

中石化胜利油建工程有限公司

摘要

在长输管道防腐蚀补口施工过程中,往往会受到环境因素、技术因素、材质因素等问题的约束,这些因素是导致长输管道补口施工质量的主要因素。在长输管道的施工中,补口工作实施极为重要,但在管道施工中,它也是施工环节的薄弱环节,为了使长输管道补口工作能够顺利进行,延长长输管道的运输使用寿命,本文将从现场防腐补口的施工手段出发,对现场防腐的一些注意事项进行列举,希望能对施工人员有所帮助,并为施工工作提供相应的技术支持。


关键词

长输管道;防腐蚀;补口施工;运行寿命

正文

对于长输管道的防腐工作,一般在出厂前都会进行严格的控制和监测,通过严格筛选制造材料,严格把控材料来源,对生产过程中的各个环节都进行严格监督,从而保证管道质量的可使用性,延长管道的使用寿命。但是,由于管道的长度限制,为了适应实际工作的需要,是需要在施工过程中通过焊接等技术连接在一起使用的,而焊接过程往往是在户外进行的,这对焊接技术的要求和对补口材料、质量要求都非常严格,如果其中一个流程控制不好就会影响长输管道的整体运行寿命。

1.焊接技术

1.1 焊接方法

焊接技术一般会应用到金属母材上, 进行金属焊接的方法很多,一般可以分为压焊、熔焊和钎焊。(1)压焊。压焊一般是通过加压,从而使得两工件能够在固态下实现原子间的结合,有时也将其称为固态焊接。经常会用的的压焊工艺为电阻对焊,这一方法是当电流通过两工件的连接端时,这一连接端会由于电阻较大使得其温度上升,一般将其加热直至塑性状态时便可在轴向压力的作用下进而连接成为一体。压焊一般在焊接过程中施加压力而并不加填充材料,其能够使得焊接过程有效简化,还能够在一定程度上改善焊接安全卫生条件。而且压焊的温度相对来说也比较低,而且加热时间也较短,因此热影响区也比较小。(2)熔焊。进行熔焊时,加热能够将两工件的界面迅速熔化,从而形成熔池,熔池能够随着热源向前移动,待冷却后能够形成连续焊缝,从而能够将两工件连接成为一体。在进行熔焊时,如果高温的熔池与大气进行直接接触,就会使得大气中的水蒸气以及氮等进入熔池,从而在冷却时会在焊缝形成裂纹、夹渣以及气孔等缺陷,使得焊缝的质量大大下降。(3)钎焊。钎焊一般使用的是比工件熔点更低的金属材料作为钎料,然后再焊接过程中将钎料以及工件均加热到高于钎料的熔点而低于工件熔点的温度,在工件中利用液态钎料润湿,使得工件以及填充界面间隙进行原子间的相互扩散,进而实现焊接目的的一种方法。(4)焊接工艺。现代的焊接技术已经能够焊出内外无缺陷的、机械性能等于甚至是高于被连接体的焊缝。

1.2 手工焊接技术

手工焊接技术是一种较为传统的焊接方法,尽管在现代的要求批量生产的电子产品已经较少的采用手工焊接了,但是对电子产品的调试、维修等方面还会用到手工焊接,而且手工焊接质量的好坏还能够在很大程度上影响焊接质量。由于手工焊接是一门实践性较强的技

术,因此应该在了解原理的基础上不断的进行练习以及实践才能够实现较好的焊接质量。

2 长输管道腐蚀原因和补口材料的应用

2.1  长输管道腐蚀原因分析

在长输管道作为媒介运输气体或者液体时,其本身材质容易与运输物质产生化学或者物理反应,这种反应会造成长输管道内壁发生某些材料的腐蚀作用,从而造成长输管道在各种化学反应或者微生物的侵蚀下发生渗漏或者侵蚀现象。而且在长输管道的腐蚀原因中,除了运输材料会对管道产生腐蚀,在管道被腐蚀后,其产生的腐蚀“产物”还会对管壁造成二次腐蚀,从而导致长输管道的使用寿命大幅度缩短。在管道的腐蚀情况中,其腐蚀类型也由与其形态和被腐蚀部位以及腐蚀机理的不同而不同。比如说,按照管道腐蚀形态划分,可以分为全面腐蚀和局部腐蚀;按照管道腐蚀部位划分,可以分为内部腐蚀和外部腐蚀;按照其机理划分,可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀等。不论是哪种腐蚀现象的发生,都会给长输管道的使用带来很大影响。

2.2  长输管道补口材料的应用

在长输管道补口方式中,一般会采用以下几种材料,最早的防腐蚀措施是沥青防腐涂层,之后发展为煤焦油瓷漆和环氧沥青涂层以及现在常用的聚乙烯包裹涂层等。在聚乙烯包裹涂层被广泛应用后,它带动了粉末涂料的迅速发展,之后又兴起了环氧粉末涂层的应用,它以其附着性高、防腐性强的特点被广泛应用。另外,随着科学技术的进步,针对管道补口的防腐措施又研发出了热收缩补口带(套),这是一种新型的补口材料,具有较高的机械强度,性能稳定,耐老化,耐化学腐蚀粘接力强,易操作等特点。而且,它不仅可以用于全管道缠绕热缩包裹防腐处理,还能用于管道防腐层的破损修复。

3 补口失效情况分析

鉴于补口材料的多样性,本文将针对新型补口材料对补口施工的失效情况进行分析,并对造成这种补口失效的原因提出相关治理方法,增强长输管道补口施工的稳定性和防腐性。根据长输管道补口现状分析,造成其补口失效的原因有以下几个方面。

3.1  环境问题

长输管道的应用大多是为偏远地区提供相关物质的输送,而偏远地区的地理环境较为恶劣,长输管道的补口工作往往是在戈壁、半沙漠地貌、或者常年风沙不断的地区进行,这为补口工作的顺利开展带来很大的难度。比如说,在对钢管进行表面处理时,由于地区环境的风速问题,会使被清理表面在较短的时间内就又会氧化、聚集大量灰尘,这会影响补口材料和管道防腐层的连接。

3.2  施工人员技术问题

在对HHWS进行加热处理时,由于是人工对其进行预热,容易造成加热不均匀、周向收缩不均匀的现象,容易造成补口施工的失效,降低补口工作的实施效率。

3.3  对黏粘剂的用量无法进行精确控制

在对HHWS进行黏合时,由于前期不会对用胶量进行详细计算,在施工过程中,施工人员对用胶量的控制不到位,容易在搭接处的位置造成胶量溢出情况较少的现象发生,从而导致防腐层的黏粘力不够,造成补口工作的失效性。

3.4  管道安全问题

在补口施工过程之中,如果补口的施工质量没有得到及时的控制,那么就会导致管道补口处会与地下水和腐蚀性物质进行直接接触,在管道补口处,如果水或者其他微生物通过补口渗透进管道的保温层中,会导致管道口的焊接处直接与腐蚀物质相接触,从而加大腐蚀面积,导致长输管道的外部腐蚀问题加重。当管线的传热系数增大时,其保温层就会失去原有的作用,当管道的传热系数下降后,其保温作用不能得到相应的恢复,会导致管道的热力、水力变差从而威胁到原物质的安全传输。针对以上情况,施工人员应该对施工方案进行改进和创新,根据实际情况对补口工作的实施做出灵活的改变。作者将根据以上情况,对其施工中应该注意的部分进行总结归纳,希望相关人员能够根据在施工中的注意事项对补口工作进行整改,准备应急方案,以减少补口工作的失效性,提高工作效率,延长长输管道的使用寿命[2]

4 焊接技术中温度控制

4.1 预热

在进行焊接之前时,首先应该对管端进行预热,一般预热宽度为距离管口的100mm 的范围内, 提前预热应该本着不破坏管内的涂层为原则。在开始焊接之前,应该使用电加热带进行预热,加热款度一般为坡口两侧的各75mm 处。电加热带一般都会有温度控制装置,可以设置温度的上下限,从而更为方便的对加热温度进行控制。电加热带一般会有灵活方便的特征,因此可以再根焊过程中便可以对下一根正在清管的管材进行电加热,使得在对管材进行预热当中可以充分利用根焊焊接以及关口组,从而使得预热时间能够大大的缩短,不仅能够使得焊接温度能够很好的保证,而且在很大程度上还能够保证焊接的速度。

4.2 焊接技术中对层间温度的把控

使用电热装置进行伴随加热。而且电热加热带的安装位置应该充分考虑既不破坏防腐层,而且还不影响焊工施焊的视线以及角度。电热加热带的安装位置应该在距离焊口坡口两侧的50mm 处的位置是最为合适的。在这里最值得注意的便是,电加热带的开关插口位置缺少隔热的装置,经常会使得防腐层烫伤,因此在进行电加热带的安装时应该注意加装一定的隔热设施。尽管电加热带的外壳是由铝合金制作而成的,在进行焊接时还应该注意对其进行保护,从而防止外壳的损坏,进而对其内部结构进行破坏,从而造成电路的损坏。在下雪天尤其得注意是否有漏电的现象,应该在现场安装二级漏电保护系统,从而避免安全事故的发生。进行层间温度的控制,应该将重心放到对焊接各工序的衔接上去, 在焊接的余温散发完后马上开始进行下一个环节的焊接,这样便可使得加热的时间大大的减少,而且还能够在很大程度上提高焊接的效率。在进行焊接的过程中,如果遇到局部温度没有达到要求的情况时,也可以利用火把进行辅助加热。

4.3 焊接技术中对熔池温度的把控

熔池温度能够对焊接质量产生直接的影响, 熔池温度过低时,熔池会比较小,铁水也教案,流动性差,比较容易产生未焊透,未熔合,夹渣等缺点,如果熔池温度较高,铁水就易产生下淌现象,成型较难控制,接头塑性也有所下降,容易产生弯曲开裂。要对熔池温度进行把控就要通过以下措施来实现:

1)焊接电流和直径。应该根据焊接层次以及焊缝的空间位置来选用,在开始焊接时,选用的焊条直径以及焊接电流均较大,立、横养位也较小。

2)运条方法。月牙形的运条温度比圆圈形的熔池温度要低,锯齿形的运条熔池温度比月牙形的运条温度又低, 12mm 平焊封底层,应采用锯齿形的运条, 并且利用摆动的幅度以及在坡口两侧的停顿,对熔池温度进行有效的控制。

3)焊条角度。焊接方向与焊条的夹角为90 度时,电弧集中,熔池温度高,夹角较小时,电弧分散,熔池温度也较低。

4)电弧燃烧时间。可以利用电弧燃烧来对熔池温度进行控制,在熔池温度过高而且熔孔较大的情况下, 可以适当的减少电弧燃烧时间,从而使得熔池温度降低,此时,熔孔就会变小,管子内部会形成高度适中,从而能够避免管子内部焊缝超高或者是产生焊瘤。

5长输管道补口施工的注意事项分析

5.1  补口现场的环境问题分析

在没有有效的防护措施时,在雨雪天气,或者风力较大的环境状态下,施工单位应该停止施工,以减少补口失效的几率。在环境湿度大于85%时,现场的风力在不可施工范围内时,施工人员应该对这种环境因素做出及时正确的判断,观察在设置防风棚的情况下,是否适合施工,如果此方案不行,坚决不能强制施工,以减少不恰当施工带来的材料损失和财力投入。

5.2  施工人员资质管理分析

在施工过程中,对施工人员的专业技术有很大的要求,相关施工单位应该加大对施工人员的考核力度,在聘请施工人员时,应该对其专业知识和专业技能进行一一核对,减少施工失误,确保补口工作的顺利实施。

5.3  严格控制材料使用比例,加强施工预案管理

在进行长输管道的补口防腐时,施工人员往往会依靠感觉和经验来确定相关材料的用量,容易造成施工不均匀,材料不到位的现象,为补口的施工工作带来一定的影响。针对这种现象,施工单位在施工前应该对所用主材料和辅助材料进行精确的计算,控制好其用量,在施工中不浪费资源,也不降低其施工品质,才能保证补口的施工质量。

6.4  加强管道施工管理

在施工过程中,对管道的运输、焊接、掩埋等施工流程都要进行严格控制和监督。为了防止管道外壁的防腐层出现剐蹭问题,在运输过程中,应该加强对管道外壁的防护,防止在运输过程中,或者装卸过程中出现防腐层的破坏。在补口焊接时,对焊接位置的杂质、锈迹应该清楚干净,保证焊接口的光滑,这样才能保证补口施工的有效性。在其掩埋过程中,对管材下沟回填过程中外防腐层的保护应该更加仔细,以防在掩埋中造成机械性损伤,减少因为外壁损伤而造成地下水或者微生物对管壁的侵蚀。

结束语

目前长输管道的应用极为广泛,为各个地区的能源输送做出了很大的贡献,对各地区的生产生活有很大的影响。因此,要加强对补口施工的质量管理,延长长输管道的使用寿命,为我国各地区的平衡发展提供动力支持。

参考文献

[1] 山东中石管道科技有限公司 . 一种新型内补口管道 :201720940068.7[P].2018-03-02.

[2] 吴沙 , 李晓峰,李欣彤.长输油气管道热收缩带补口失效简析及对应措施 [C].//《腐蚀与防护》杂志社 %NACE上海分会 .2015 年管道防腐蚀及失效分析与控制技术研讨会论文集 .2015:58-60.

 


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