大口径厚壁镍基复合钢管道多岗点同步安装

大口径厚壁镍基复合钢管道多岗点同步安装

郝大富

中石化第四建设有限公司天津市300270

摘要：通过某净化厂原料气管线一标段的管道安装作业，介绍一种国内首次在含酸气田使用的镍基复合钢管道材料，在现场施工的安排上是如何做到统筹兼顾、多岗点同步作业，缓解工期及成本的压力，确保工程按期完成的成功经验。

关键词：统筹施工；多岗点同步安装；工厂化预制；焊接流水化作业；按期完工

0引言

某净化厂投产前，试采的天然气样本中不含有氯离子，原料气管线选材为316L［1］。实际运行后，原料气夹带的游离水中氯离子浓度范围达到1500-3600mg/L，氯离子浓度已远超设计和规范要求，存在氯离子诱导的硫化氢应力腐蚀开裂的风险。加上原料气管线输送介质压力高(8.4MPa)、硫化氢含量高(15%-18%)，一旦发生腐蚀开裂，造成原料气泄漏，存在人员中毒、火灾爆炸、环境污染等重大风险。鉴于此，将原料气管线更换为抗氯离子腐蚀的新型复合钢材料-镍基复合钢。

镍基复合钢管道（基层Q245R、复层N08825），具有优良的抗高浓度氯离子腐蚀的能力。相对于纯镍基合金的管道而言，采购成本较低，既能满足生产的需要，又能减少成本投入。

1施工内容

一标段区域为：

自集气总站出站最后一片法兰处至西区四、五、六联合各系列界区，主要是管廊上主管线的施工。φ711管线约850米，φ610管线约280米，φ508管线约370米。

2施工特点

本次复合钢管道规格为φ711*32+3、φ610*28+3、φ508*24+3，复合钢管道管径大、壁厚较厚，焊接工作量大，工期建设紧，是其主要特点。

原料气主管线除了在与四、五、六联合装置的各系列甩头处留有三通外（DN700*250三通1个、DN600*250三通2个、DN500*250三通2个，最后一个系列通过大小头变径），其余全部是用弯头或大小头与管道焊接连接。整条主管线上，只有在集气总站处设置了法兰连接。从头至尾基本上就是一条管线施工，无法兰连接，施工图纸清晰，工作量统计直观、明了。

管线施工空间跨度大，吊装任务重，在原有老管廊基础上进行加固改造及敷设，现场不确定因素多，实施难度大也是其特点之一。

3施工难点

由于镍基复合钢管道这种新型材料在国内首次应用在含酸气田领域，没有可以借鉴的经验数据，特别是在连头死口处，背面气体保护非常困难，目前国内还没有使用过不充氩焊丝进行施焊的焊接工艺。

根据焊接工艺要求，焊口焊接前三层（氩弧打底一层、氩弧填充一层、脉冲半自动气体保护焊填充一层）必须采取背面气体进行保护，以防止氧化。经过现场多次背面气体保护试验以及措施改进，得出的结论表明用传统的下海棉堵的方式，在DN700、DN600的管线上进行气体保护，效果不理想，焊缝成形后的颜色难以达到预期要求。经过多次比对，最好的方式就是由人员钻入管内，用手工推罩的方式进行背面气体保护（必须要有足够的安全防护措施）。

经统计核实，DN700焊口共166道、DN600焊口共62道、DN500焊口共61道，焊接工作量非常大，一道DN700焊口填充盖面需要两个焊工配合最快也要三天才能焊完，再加上焊口检测程序多，耗时较长，在一定程度上也左右了现场的施工进度。

基于以上，从中间往两头施工，占用的时间长，再加上材料供应不及时，制约管段预制，影响到安装的连贯性，已经不能满足工期要求。必须采取行之有效的措施，统筹兼顾，多岗点同步安装，才有可能确保按期完工，甚至提前完工。

4主要施工步骤

施工示意图见下页。

其中：1、2、3、4、6、9、10、11都是胀力；5、8是三通；7是有两个弯头的爬坡管段。

4.1施工组织安排

安排五个施工岗组，每个岗组分别配备专门的组对岗（包括氩弧焊焊接）、检测层脉冲气保焊焊接岗、脉冲气保焊填充盖面岗。

1)序号1-5处为一段，安排两个岗组，安排如下：

2)一个岗组专门负责胀力施工，编号为A。每个胀力两侧必须留一段短节或直管段作为调整段，使其作为人员进出管道的通道。岗组施工按照从北往南顺序依次施工，先施工序号4处胀力，再施工序号3处胀力、其余是序号2处胀力、序号1处胀力。胀力的施工，可根据材料到货情况，预制一套，安装一套。

3)岗组编号为B，先施工序号4处胀力与序号3处胀力中间管段，人员进出口通道选在序号3处胀力跟序号2处胀力中间预留的管段处；当施工序号3处胀力跟序号2处胀力中间的管段时，人员进出口通道选在序号2处胀力跟序号1处胀力中间预留的管段处；以此类推，施工胀力前面的管段时，将胀力后面的管段作为人员进出口通道，再施工该胀力后面的管段时，从下一个胀力前面的预留段处进出，直至施工完毕。

4)施工安排上，岗组A先施工完一个胀力，第二个胀力施工时，可安排岗组B入场施工。如果材料到货不全的情况下，岗组B能否施工，要视岗组A胀力的施工情况，再做安排。

5)序号4-5处中间的管段安装，可在4处的胀力力安装完成后，向北安装直管段，以5处的三通作为人员进出口通道。

6)序号5-8处为一段，安排一个岗组，安排如下：

岗组编号为C，从序号5三通处开始，从南往北穿糖葫芦式依次施工，直至施工至序号8的三通处，选5处的三通、8处的三通作为最后预留的人员进出口通道。也可从序号8的三通处，从北往南依次施工，直至施工至序号5的三通处。

7)序号8-11处为一段，安排两个岗组，安排如下：

岗组编号为D、E，两个岗组从序号10的胀力中间开始施工，岗组D从北往南施工，施工至序号8的三通处，选8处的三通作为最后预留的人员进出口通道；另一个岗组E从序号10的胀力中间开始，从南往北施工，直至管线尽头。管线向北还很长的话，中间采取序号1-5处施工的方法，间隔预留调整段，穿插分段施工。

8)序号5、序号8处三通施工：

三通两侧的管段全部安装完成后，再考虑三通两侧固定口的焊接，两个三通分别作为最后一道关口施工，五个岗组中最早完成安装任务的，优先安排施工三通。

三通组对前，预先在三通两侧的管道内部下好海绵堵，施焊前必须用氧含量检测仪检测氧气含量，只有当氧气含量低于400ppm时，才能进行施焊。三通两侧的海绵堵，必须要等前三层焊接完成，无损检测合格后方可取出，海绵堵从三通的DN250口径处取出，绝对禁止遗留在管段内。

4.2安装口焊接流水化作业

每道焊口的焊接，大体需要分四步：

第一步：氩弧打底焊接（一层一道），即复层（焊接镍基合金层）焊接，焊接完成后进行渗透检测；第二步：主要是过渡层填充（一层两道），采用氩弧焊，无需检测；第三步：脉冲气体保护焊填充（一层一道），即检测层MIG焊，然后进行射线检测；第四步：脉冲气体保护焊填充盖面，焊接完成后进行射线检测跟超声波抽查。

采取的措施：

1)每道焊口焊接均采用两个焊工，从焊道两侧对称施焊。

2)氩弧焊焊接：

主要是打底焊接、过渡层填充，安排专门焊工施焊。相距较近的焊口，在前一道焊口打底等待渗透检测过程中，可进行第二道焊口的打底焊接。第二道焊口打底焊接完成后再返回前一道焊口处，进行第二层焊接，以此类推，形成流水化焊接。

3)检测层脉冲气体保护焊焊接：

安排专门焊工负责进行检测层MIG焊接。在焊接顺序上可紧跟在氩弧焊焊接完毕后的焊口后面，形成持续的流水焊接作业。

4)脉冲气体保护焊填充盖面：

安排专门焊工负责进行MIG焊的填充盖面，完成整口焊接。整口焊接完毕后，填充盖面焊工再转移至下一道口继续填充盖面。

5)脉冲气体保护焊的焊机安排：

脉冲气保焊机尺寸较大，重量较重，需要考虑焊机的位置要相对固定，焊工挪动位置时，焊机可不进行挪动，按照焊口依次施工，直至焊口焊接完成，再挪动焊机至需要的位置。

5结束语

复合钢管道施工，采取分段预留、中间往两头穿插结合的施工方法，有效缓解了材料到货滞后，将工期损失减少到可控范围，最终提前三天完成了管线试压，确保了原料气管线按期投用。为施工积累了宝贵的经验，取得了良好的效益，也为今后大口径新型管道材料安装施工提供了借鉴模板，具有启发和指导意义。

参考文献

[1]李健.普光气田净化厂全厂停工大检修项目原料气管线安全隐患治理工程基础工程设计[J].原料气管线材质升级改造装置部分工艺说明书.2016年：6.