国内外管体修复技术调研v7

国内外管体缺陷修复技术适用性调研中国石油管道研究中心2010.3中国石油2一、国内外管体缺陷修复模式二、庆铁老线管体缺陷情况三、国内外管体修复技术适用性目录四、结论及建议3一、国内外管体缺陷修复模式管道修复除对防腐层进行更新外，主要是对管线的管体缺陷进行永久性修复。管体缺陷包括管体腐蚀缺陷、机械损伤缺陷、焊缝缺陷等。实施修复的关键:确定缺陷种类及定位排列优先修复次序确定修复方式达到最大收益4一、国内外管体缺陷修复模式管道修复模式修复方式修复技术修复方法包括沟上/沟下修复、场地修复（把换下的管段移至工厂修复）、停输或不停输修复等管体缺陷修复（含焊缝）和管体防腐层修复。人工修复和机械化修复5一、国内外管体缺陷修复模式国外文献资料显示，国外管道修复计划主要是针对防腐层修复，在防腐层修复的同时对该段管体缺陷一并修复，尚未见专门针对管体缺陷大规模修复的案例报道。原因是国外制管水平和安装水平较高，很少出现螺旋焊缝缺陷和焊接缺陷，一般以腐蚀缺陷和机械损伤居多，但这类缺陷都得到及时安排检测和修复。针对防腐层修复，国外天然气管道基本成网，一般均有复线可以替代运行，故多采用停输沟上/沟下修复，如果管道不能停止运行，也采用不停输修复；而液体管道复线较少，难以具备停输条件，一般实施不停输沟下修复，为了安全起见，按照所用修复技术的不同，需不同程度的降低运行压力。6沟下修复的费用一般高于沟上修复。沟下修复会引起管道不同程度的沉降，给管道运行带来一定的安全隐患，故对回填质量要求很高。管道修复中，管沟开挖、旧涂层去除、管体表面处理、防腐层的重新涂敷、回填等工序采用机械化作业，而加装套筒或缠绕复合材料的管体缺陷修复则采用人工作业。而短管段/小口径(通常为16英寸或更小)管道修复（局部点修复）,采用人工修复较机械设备修复经济高效，故采用人工操作。一、国内外管体缺陷修复模式国外7国内老管线一般单线敷设，受生产任务限制，加上制管水平和安装水平低，管道修复多采用沟下、不停输人工修复。一、国内外管体缺陷修复模式国内8一、国内外管体缺陷修复模式二、庆铁老线管体缺陷情况三、国内外管体修复技术适用性目录四、结论及建议9目前，国内外对管体缺陷修复采用的技术基本一致，均采用B型套筒、环氧填充套筒、复合材料及换管。三、国内外管体修复技术适用性10B型套筒包括了两个半扇圆筒，其端部与管体角焊，两个半圆形套管对接侧焊。B型套筒与缺陷处管体紧密贴合，以保证套筒最大限度地分担缺陷处管体所受应力。三、国内外管体修复技术适用性（一）B型套筒-技术原理11-适用范围0.125t≤深度＜0.8t的蚀坑焊缝局部腐蚀内部缺陷或腐蚀管体凿槽或其它金属损失碳弧烧伤、夹渣或分层平滑凹坑制管焊缝或管体上带应力集中缺陷的凹坑环焊缝上带应力集中缺陷的凹坑.浅裂纹（深度＜0.4t）深裂纹（0.4t＜深度＜0.8t）体积型缺陷线形缺陷制管焊缝上或附近缺陷.环焊缝缺陷皱褶弯头、屈曲或管接头三、国内外管体修复技术适用性12根据螺旋焊缝管道修复特点，管道公司在传统B型套筒基础上研制出了新型B型套筒（套筒内设焊缝凹槽），经过实验验证和现场试用，证明其适用性更强。管体环向应变套筒冲槽应变abaqus-新型B型套筒三、国内外管体修复技术适用性13套筒长度不应低于100mm，不长于2m，套筒末端至少超出缺陷50mm、距环焊缝不应低于100mm；相邻套筒的角焊缝不能太近，不应小于0.5D(管径)；修复压力不能超过0.8倍的历史最高运行压力和0.3SMYS。三、国内外管体修复技术适用性-相关标准规定（QSYGD0192-2009；ASME-PCC-2-2008；PRCI）14（二）环氧填充套筒-技术原理利用环氧树脂把缺陷部位的载荷或应力转移到钢制套筒上，能承受较高的环向和轴向应力。三、国内外管体修复技术适用性15-适用范围可用于大面积的各类损坏表面，包括程度在80%以下壁厚的腐蚀、非延伸性开裂、轴向和环向的各种凹陷或断裂以及与环缝焊接有关的各种异常缺陷修复。适于管道压力低于10.0MPa（1450psi），温度在3℃-100℃的环境使用。但也有应用经验表明，极低的气温（如-65℃或-85℃）没有对这种方法的应用效果产生不良影响。三、国内外管体修复技术适用性16安装程序缺陷修复部位喷砂除锈处理-应用实例：捷克共和国石化工程管道公司,曾在1999-2003年采用该产品两次对“友谊”管道的捷克段进行了修复。除此，阿曼某成品油管道曾两次采用此技术进行部分管道的管体缺陷补强修复。三、国内外管体修复技术适用性17将套筒吊装到修复位置，进行上下套筒直焊缝的焊接。三、国内外管体修复技术适用性18焊缝质量检查合格后，用快速固化涂料密封套筒的两侧。三、国内外管体修复技术适用性19将环氧涂料注入套筒中三、国内外管体修复技术适用性2024小时固化后，打磨掉固定螺栓和注入、排气孔。三、国内外管体修复技术适用性21修复套筒表面做好防腐后，即可回填。三、国内外管体修复技术适用性22修复环焊缝缺陷最小需要3D长度的环氧填充套筒，修复其它缺陷应至少超出缺陷两端1/2D。适用于缺陷深度不超过壁厚80%，分布低于管道周长60%。缺陷外表面处理等级要达到St3。三、国内外管体修复技术适用性-相关标准规定（PII环氧填充套筒技术文件）23（三）复合材料-技术原理利用涂敷在缺陷部位的高强度填料、管体与纤维材料层间的强力胶，将作用于管道缺陷部位的应力均匀地传递到复合材料修复层上，使管体的抗拉与抗压能力提高，缺陷的发展得到控制。三、国内外管体修复技术适用性24缺陷程度低于80%壁厚管道的腐蚀、碳弧烧伤、凹坑、机械损伤不会继续发展的内腐蚀管道临时增强、单点补强，也可用于整体管段的缺陷补强；增加管道安全系数和管道提高运行压力的提压增强；不规则管件，诸如弯头和三通的缺陷修复；不适用于泄漏型、环焊缝、程度超过80%的缺陷以及继续发展内腐蚀缺陷修复。-适用范围三、国内外管体修复技术适用性25-实例环形焊缝缺陷修复（波兰某输气管线,2004年文献报道)，该管道环焊缝存在着大量的焊接未融合、气孔和错边等缺陷。经在美国和东欧大量的实验测试后，确定此方法适于此类缺陷的修复。故在此管线上进行了大量的应用。三、国内外管体修复技术适用性26修复长度不应低于100mm，修复层至少超出缺陷边缘至少2.5（DT/2）1/2。深度不超过40％时，修复压力Pr(修复压力)不应超过0.8Ph（历史运行最高压力）。缺陷表面处理等级要达到Sa2.5级。修复管体温度要在复合材料Tg（玻璃化转变温度）以下至少20℃。三、国内外管体修复技术适用性-相关标准规定（QSYGD0192-2009；ASME-PCC-2-2008；PRCI管道修复手册）27(四)换管不停输带压开孔封堵作业是全球换管修复普遍采用的一种实用方法。技术特点适合所有缺陷修复，并可保证正常输油的连续性。标准规定（API2200）更换长度至少等于管道半径，但不应小于12英寸长。不得在原焊缝6英寸内安装新管道。三、国内外管体修复技术适用性