【正文】 心之一。管道運(yùn)輸作為世界各國石油的主要運(yùn)輸方式，其安全狀況將是各級政府部門、管道公司、社會各階層關(guān)注的主要問題。由此引發(fā)的泄漏事 故將給管道公司、沿線居民帶來巨大的生命、財(cái)產(chǎn)損失，因此，建立一套完善的輸油管道搶修技術(shù)才能極大的保障 管道正常運(yùn)行。 隨著我國長距離輸油管道的大規(guī)模建設(shè)和城市管網(wǎng)的普及，實(shí)現(xiàn)管線安全高效運(yùn)行顯得尤為重要。 【 關(guān)鍵詞 】 長距離輸油管道 ； 管道運(yùn)輸 ； 安全狀況 ； 泄漏事故 ； 輸油管道搶修技 術(shù) 管道運(yùn)輸是與鐵路、公路、航空、水運(yùn)并駕齊驅(qū)的五大運(yùn)輸行業(yè)之一，己成為現(xiàn)代工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的命脈。自從人類選擇了石油，它就成了人類政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、戰(zhàn)略斗爭的核心之一。它具有運(yùn)量大、效率高、消耗小、成本低、見效快、全封閉化、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)及便于管理等優(yōu)點(diǎn)。在全球經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展和我國加入 WTO 的形勢下，提高安全管理水平已成為提高企業(yè)的綜合效益及競爭能力、進(jìn)入國際市場的重要手段。并且油氣具有易燃、易爆及毒性等特點(diǎn)，一旦發(fā)生事故，容易引起火災(zāi)及爆炸、中毒、污染環(huán)境等惡性后果，同時(shí)帶來惡劣的社會和政治影響。因此，建立一套完善的輸油管道搶修技術(shù)是相當(dāng)重要的。 (2)節(jié)約維修費(fèi)用 由于資金問題，更新管線受到限制，繼續(xù)使用老管線比更換新管線更具有吸引力，但必須對老管道進(jìn)行檢驗(yàn)并確定其安全狀況，確保其安全運(yùn)行 。此外，由于輸送介質(zhì)的影響，在內(nèi)涂層保護(hù)不力的情況下，也會產(chǎn)生內(nèi)腐蝕，特別是輸氣管道，最容易產(chǎn)生的是腐蝕，特別是應(yīng)力腐蝕，如應(yīng)力腐蝕、氫損傷 3 等 。但是在輸送天然氣的過程中，由于用戶的用氣量不斷變化，導(dǎo)致管道的輸氣量也處于變化狀態(tài)，此外成品油管道，由于順序輸送品種的交替，也會引起輸送壓力的循環(huán)變化，二者均容易引起管道載荷的變化，可能產(chǎn)生疲勞損傷。應(yīng)力腐蝕開裂等，并且通常是各種腐蝕形式互相作用。 由上面的分析可以看出，長輸管道材料劣化形式與壓力容器和工業(yè)管道的劣化形式基本相似，但是又各具特點(diǎn)。前蘇聯(lián) 1981至 1987年輸油 (氣 )管道事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，總長約 24萬 km的管線上曾發(fā)生事故 1210起，其中外腐蝕 517次，占事故總數(shù)的 %。長輸管道工程在埋設(shè)施工過程中，由于時(shí)間緊、任務(wù)急、工程量大、加上管理混亂及工藝不成熟等諸多因素，使施工中產(chǎn)生的一些質(zhì)量問題不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除，容易形成事故隱患。總之長輸管道施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到管道的使用壽命，更直接關(guān)系到管道安全可靠性。 ② 防腐層補(bǔ)口、補(bǔ)傷質(zhì)量問題 現(xiàn)場施工時(shí)，由于各種原因造成鋼管一內(nèi)外防腐層損壞，特別是外防腐層的損壞，是造成管道發(fā)生腐蝕的主要原因?；靥钔临|(zhì)量不合要求時(shí)，其中的石塊等可能會略傷外防腐層 。其中穿越河流段的管道，當(dāng)河床受水流沖刷而使其埋深逐漸變小，將可 能造成管道懸空 :對于通航河道，如果進(jìn)行疏?；虼皰佸^時(shí)，將對管道造成危害 。 由此可見設(shè)計(jì)和施工不符合要求將會導(dǎo)致應(yīng)力集中、焊接缺陷、埋敷位置不當(dāng)、結(jié)構(gòu)不合理、腐 蝕，防腐層破損等缺陷，以上缺陷將進(jìn)一步導(dǎo)致管道失效事故發(fā)生。 ② 河床作業(yè)損傷管道 在河床上進(jìn)行挖砂、取土、航道清淤等作業(yè)時(shí)，如果未充分考慮管線的安全，可能會造成管道裸露、懸空或破壞，進(jìn)而導(dǎo)致管道事故的發(fā)生。如在青藏公路的改建施工中，由于機(jī)械化施工，格拉成品油管道的防腐層多處被軋爛、軋落或被鏟掉，使管道腐蝕加快，輸油管道更是被推斷 4次，造成跑油、起火、被迫停輸，累計(jì)跑油 。 ② 盜、扒管道防腐層，偷盜儀器儀表、閥門或附屬設(shè)施 。一旦發(fā)生自然災(zāi)害，都可能導(dǎo)致長輸管道斷裂，引發(fā)火災(zāi)等大型事故，不但造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且會嚴(yán)重污染環(huán)境。此外現(xiàn)場施工過程中的管材缺陷將直接導(dǎo)致管線整體強(qiáng)度的降低、為管線腐蝕的發(fā)生提供條件，并直接影響管道的安全運(yùn)行 。但是不管何種缺陷，歸根結(jié)底都是由材料、缺陷、應(yīng)力直接導(dǎo)致管道事故的發(fā)生。 (1)對社會與公眾的危害埋地管道發(fā)生泄漏后對社會與公眾的危害大多是以一種間接形式表現(xiàn)出來，如對社會環(huán)境的污染、給周圍企業(yè)、居民的生產(chǎn)、生活帶來的影響以及造成的人身傷亡等，這些都是很難以具體金額體現(xiàn)出來。而其殘 留物的長期影響可根據(jù)環(huán)保部門的規(guī)定進(jìn)行評分 。在評估人口狀況時(shí)，主要考慮管道周圍一定區(qū)城內(nèi)的人口分布情況，人口越稠密，危險(xiǎn)性越高，則評分越高 。因此，為了對成品油管道泄漏后危害性大小進(jìn)行評價(jià)，首先需要對成品油管道泄漏危害后果影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析。這些組分大部分有很強(qiáng)的可燃性和毒性。 油品擴(kuò)散區(qū)域 （ 1）油品泄漏量 泄漏量的影響因素眾多，比如管道泄漏口 (或者裂紋 )的大小，油品的密度，輸油管線輸送壓力，泄漏段附近的閥門類 型，輸油管道經(jīng)過地區(qū)的地形狀況，泄漏持續(xù)的時(shí)間等。由于外力撞擊管道而引發(fā)的泄漏常常產(chǎn)生較大的裂口。但是，泄漏尺寸在一定程度上始終取決于最 初的失效機(jī)理。關(guān)停輸送泵，關(guān)閉切斷閥 。對于具體的管道，要根據(jù)其具體的檢測水平，管理水平，通訊水平等來確定。另外，泄漏點(diǎn)的地形地貌，油品的粘度大小也將影響泄漏速率的大小。在分析過程中沒有考慮以上因數(shù)的限制，為保證分析有一個(gè)共同的基礎(chǔ)，無論對原油還是成品油都采用同樣的假設(shè) (實(shí)際上成品油的揮發(fā)性更大 )。首先，應(yīng)針對管道設(shè)備、工藝條件及物料特性等進(jìn)行分析，確定可能發(fā)生泄漏的部位及泄漏孔的形狀和大小?；鹎驘彷椛湮：υu價(jià)過程如下 : ① 估算參與火球燃燒的油氣質(zhì)量，并計(jì)算火球半徑、燃燒時(shí)間等特性參數(shù) 。噴射火焰本身及其產(chǎn)生的熱輻射對周圍的人或設(shè)備將造成危害。如果油品在地上四處流淌，遇火源引發(fā)的大面積火災(zāi)的危害將更嚴(yán)重。 ③ 判斷有毒氣體對人體的毒害程度。液體油品流淌到地上，特別是農(nóng)田耕地，將造成土地污染。根據(jù)前面泄漏事故的分析，成品油泄漏后，主要有以下四種情況 :①油品泄漏后，迅速蒸 發(fā)，沒有著火，油蒸汽在空氣中擴(kuò)散并最終消散掉，不發(fā)生蒸汽云爆炸危險(xiǎn) 。 長輸管道一旦投產(chǎn)運(yùn)行，便很難停車檢驗(yàn)，因此一般進(jìn)行在線檢驗(yàn)。據(jù)事故資料統(tǒng)計(jì)，外腐蝕是導(dǎo)致長輸管道事故的主要原因，而外腐蝕又是由于外防腐層和陰極保護(hù)失效造成的，因此又形成了以檢測外防腐層缺陷和陰極保護(hù)有效性為主的外檢測方法。但是與國外相比，由于內(nèi)檢測設(shè)備價(jià)格昂貴，并且我國原油較國外粘稠，所以內(nèi)檢測設(shè)備的應(yīng)用非常有限。因此有效地對防腐層和陰極保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)評價(jià)研究，可以 為管道運(yùn)營管理者提供科學(xué)的、準(zhǔn)確的管道防腐系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為管道防腐層的修復(fù)提供科學(xué)的依據(jù)，減少盲目的開挖，從而可以節(jié)約管道防腐層的維修費(fèi)用 。指出采用帶油焊接方法搶修成品油管道泄漏是完全可行的，它既適用于各種牌號的輕柴油 管道，又適用于汽油管道，但必須強(qiáng)調(diào)安全防范工作的重要性。 ③ 將管道泄漏處周圍的防腐層剝除，并清理管道表面 Φ 159X6 mm 管道所用管卡尺寸見圖1。 ⑵ 補(bǔ)塊修復(fù)法 該方法適用于 Φ 8mm以上的腐蝕穿孔、裂縫長度約為管道周長的 1/6和不宜換管等的管道修復(fù)。若泄漏部位為裂縫，則可用熔斷絲封死，并涂抹一層鈣基脂。將補(bǔ)塊與管子形成的 900角焊平，嚴(yán)禁焊穿。 ⑤ 管道焊后進(jìn)行自然冷卻，以防止因冷脆而影響焊接質(zhì)量，然后再進(jìn)行試壓。 ② 密閉鉆孔放油在管道泄漏處開挖工作坑，檢查油氣濃度是否在爆炸極限之外，用無機(jī)素土掩 埋油跡并噴灑泡沫滅火劑。拆除控制閥以上鉆孔使用的各零件，換裝放油短管和Φ 25. 4膠管。在待切除管兩端外側(cè) 1. 2m 的范圍內(nèi)查看有無焊口，若有則應(yīng)避開焊口，用手據(jù)切剖。油脂應(yīng)填塞密實(shí)，與管道內(nèi)壁貼合緊密，避免形成積油或油氣外泄。 1~2mm 1~2mm ~ ~ 不大于 總長不大于周長的 1/10 10% 外徑的 % 對接施焊前，在管端 40 mm 范圍內(nèi)應(yīng)無油污、浮銹、溶渣，管道表面保持干凈。焊縫外觀檢查標(biāo)準(zhǔn)見表 2，焊縫超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)見表 3。 表 4 三種方法比較 搶修方法 管卡修復(fù)法 補(bǔ)塊修復(fù)法 故障管更換法 適用點(diǎn) Φ 8mm以下的腐蝕穿孔、油壓較低和不允許較長時(shí)間停輸?shù)墓艿? Φ 8mm以 上的腐蝕穿孔、裂縫長度約為管道周長的 1/6和不宜換管等的管道修復(fù) 管道損壞較 嚴(yán)重大面積腐蝕、冰堵及人為造成的斷裂等的修復(fù) 優(yōu)點(diǎn) 臨時(shí)性修復(fù) ，搶修速度快 經(jīng)濟(jì)實(shí)用 安全可靠 缺點(diǎn) 安全性差 工作時(shí)間長 工作量大，耗時(shí)長 15 搶修方案 的確 定 成品油管道的泄漏多在輸送壓力較高的情況下發(fā)生，泄漏帶有突發(fā)性，且泄漏量大、污染嚴(yán)重、易燃易爆等。 ⑵ 管道泄壓排空及油料回收 為減少泄漏量，應(yīng)采用上游泵站停泵 、切換反輸流程、下游泵站打開進(jìn)站閥門及其它卸壓方式，以迅速降抵管 道壓力，同時(shí)，為減少油料損夫，可采用摩托泵等設(shè)備進(jìn)行油料回收。 ⑷ 消防準(zhǔn)備 若進(jìn)行帶油焊接修理必須做好消防準(zhǔn)備工作。 16 ⑵ 搶修過 程中的危險(xiǎn)性控制 管道泄漏事故搶修帶有很大的危險(xiǎn)性，要對事故搶修過程中的危險(xiǎn)源進(jìn)行控制，并應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)問題。原油不能流入 民房、火源、公路、耕地等處，已經(jīng)流入 的要及時(shí)組織人員清理。在處理泄漏事故時(shí)，必須考慮搶修作業(yè)坑的位置、容積和深度，并對油氣的迅速散發(fā)給予高度的重視，尤 其是夏季油氣濃度較大時(shí)。 ④ 在整個(gè)事故處理過程中，要選派專人對現(xiàn)場進(jìn)行全過程監(jiān)護(hù)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)要由專業(yè)人員親自把關(guān)，避免各類問題的發(fā)生。要實(shí)行專人承包管理。要做到 這一 點(diǎn)，平時(shí)就要強(qiáng)化技術(shù)練兵。 ④ 搶修任務(wù) 必須在管道允許的停輸時(shí)間內(nèi)完成，防止停輸時(shí)間過長造成管道凝管。 ⑵ 粘接密封堵漏法 粘接密封堵漏法可實(shí)現(xiàn)不停輸帶壓搶修。目前粘合劑已有專門的商品出售，又稱堵漏膠或修補(bǔ)劑。應(yīng)用于管道堵漏的專用頂壓工具有 U型管道頂壓工具以及粘接式頂壓工具。此外還可用粘接式頂壓工具，與 U 型頂壓工具不同的，要求在堵漏作業(yè)前首先把頂壓工具用快速固化的膠粘劑粘接固定在泄漏缺陷上，然后再消除泄漏。夾具式緊固工具是兩分式的夾具，其寬度應(yīng)保證覆蓋住泄漏缺陷，夾具制作用的鋼板厚度應(yīng)根據(jù)泄漏管道外徑選擇，通常為 1. 25mm。 密封墊一般選用膨脹石墨板、聚四氟乙烯板、橡膠石棉板。 選用引流粘接法堵漏時(shí)應(yīng)首先將引流器用粘合劑粘在泄漏點(diǎn)處，在粘合劑固化過程中泄漏油料通過引流通道及排出孔排到作業(yè)點(diǎn)以外，從而降低了粘合劑承壓力。它 的基本原理是利用人為外力作用將密封注劑強(qiáng)行注射到夾具與泄漏部位外表面形成的密封空腔內(nèi)，從而迅速彌補(bǔ)各種復(fù)雜的泄漏缺陷。密封注劑的選用應(yīng)根據(jù)泄漏介質(zhì)的溫度及物化性質(zhì)，可參照生產(chǎn)廠家的使用說明書。逆向焊接法是利用焊接過程中焊縫和焊縫附近受熱金屬均會受到很大的熱應(yīng)力作用規(guī)律，發(fā)生泄漏裂紋在低溫區(qū)在壓縮應(yīng)力作用下發(fā)生局部收嚴(yán)，在收嚴(yán)的小范圍內(nèi)存在無泄漏區(qū)域，進(jìn)而進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊過程只焊不存在泄漏介質(zhì)的部分，并且收嚴(yán)一段補(bǔ)焊一段，補(bǔ)焊一段又會收嚴(yán)一段，如此反復(fù)直至全部焊合泄漏缺陷為止。 實(shí)施帶壓焊接也可以在施工點(diǎn)兩端裝設(shè)臨時(shí) 旁通管道，然后在原管道上對泄漏點(diǎn)兩端用