海洋石油管线施工质量控制及数字化

海洋石油管线施工质量控制及数字化

1葛超2刘殿民3刘兰金4王林昌5董鲁涛

山东省青岛市开发区连江路492号海洋石油工程（青岛）有限公司， 山东 青岛 266520

摘要：海洋平台长期服役于复杂的海洋环境中，同时海洋石油生产工艺复杂，拥有众多的关键机组。本文主要对海洋石油管线施工质量控制及数字化进行论述，详情如下。

关键词：海洋石油；管线；施工质量；控制

引言

近年来，随着社会的发展，人们的环保意识、质量意识逐渐增强，对施工质量事故的惩罚也趋于严格。

1油气管道的安全问题

1.1由化学因素引发的管道问题

焊接是管道连接最为常用的一种方式，而管道的焊接大体上可分为无缝管和直缝管两大类，且对材料的要求相对更严格。然而，就目前的情况而言，尽管许多单位都采取了相应的防腐措施，进行了隔热处理，并充分考虑了各种材料与环境的相互作用，但仍有许多问题没有得到有效地解决。这是当前安全管理中亟待解决的问题。

1.2油气管道设计和施工中存在的安全管理疏漏问题

油气管道的建设工程庞大，设计和施工都需要考虑自然地理环境和现有技术水平等多种因素，任何一个环节出错都有可能影响到整个工程的建设和质量。但是，在建工实践中，有时也会出现这样的情况，由于设计者事先未能充分了解地质环境，造成对工程后期风险的预测和评估不足，导致工程建设受阻，进度延误。最终，施工单位为了赶工期，又忽视了安全管理，致使工程质量不达标。

2海洋石油管线施工质量控制及数字化

2.1管线内防腐施工技术要点

管线内防腐是广义的概念，一是在生产工厂或者预制车间对单根管线进行的除锈及喷涂作业；二是在单井管线的施工现场，对焊接探伤完成后的焊缝区域及其他受损区域进行的内补口补伤作业，也就是俗称的焊缝内补口。为了降低成本提高质量，采购的成品管材一般都自带内外防腐，因此主要仅对管线焊缝内补口施工要点展开分析。管线焊缝内补口施工包括除锈喷漆和检测两个主要环节，分别使用专业的机器人完成。由于设备的专业性，内补口施工对技术工人的施工经验和熟练程度有一定的依赖，因此技术人员必须经过专门的培训达到熟练操作的水平后方可进行施工。内补口机器人类似于一个小火车，是由不同的功能的“车厢”组成，如动力单元、除锈单元、喷涂单元、自动控制单元、摄像定位单元等，外部监控操作系统由专业操作人员通过监控控制内补口机器人做出指令动作。操作人员通过操作远程控制系统控制内补口机器人进入管线内部。当机器人到达预设的焊缝位置，实施自动除锈及喷涂作业。为保证漆膜厚度达到技术规格书的要求，涂漆工作可以多次往复喷涂，涂漆的宽度同样可以调整。管线焊缝内部防腐油漆一般选用耐腐蚀性、耐化学品性、耐热性、耐磨性、耐冲击性、耐水性能优良的环氧酚醛油漆。

2.2GB/T40874输油管线充满方法应用

船岸交接时，交货方货物数量的认定方式以油船舱计量确认发货量，接（验）货方货物数量的认定方式以岸罐计量确认接货量。由于交接双方数量认定过程中不在同一界面进行，因此交接数量会存在差异（简称“交接差量”）。交接差量会受到交接界面之间管线状态的影响，该管线通常由油船管线和岸上管线共同组成。相比岸上管线，油船管线容积较小，而岸上管线根据卸油码头的装卸能力以及罐区的地理位置等原因，其管径由几十毫米到上千毫米不等，管长由几百米到上千米不等，如以最大值计算，相比装卸油量，其容积值是可观且不可忽略的。如果该管线在卸油前为空管或满管状态，卸油后可以通过操作实现同样的空管或满管状态，管线卸油前的状态不影响交接差量。如果该管线在卸油前处于半满状态，由于管线内存量未知，并且卸油后难以通过操作实现管线卸油前的状态，因此，管线内的存量会对交接差量产生重大影响。管线状态对交接差量的影响显著降低交接计量的准确度，通常做法是寻找科学有效的管线充满方法使管线达到空管或满管状态来消除这种影响。GB/T40874—2021对约定允差提出了建议，约定允差是管线充满与否的判定指标，在一次管线充满操作中，如果收、发液体的差量在约定允差内，则认为管线已充满，如果差量超出约定允差，则认为管线未充满。可见，约定允差值的确定在管线充满操作中非常重要，直接决定一次管线充满操作是否成功。约定允差的表达形式通常有两种，一种是体现在收、发液体的体积差量，另一种体现在收、发罐的液位变化差量。使用液位变化差量作为约定允差的形式主要应用于管线加压方法，标准以“注”的形式给出3mm作为液位约定允差的限值，可作为实际操作中的参考。在管线加压操作过程中，加压前，读取储罐中液位数值，加压后，如果液位数值波动值的绝对值超过3mm，可认为超差原因是由于加压管线未充满所引起的储罐液位变化，如果液位数值波动值的绝对值未超过3mm，可以认为管线已充满。

2.3手工钨极氩弧焊在管线打底焊中的工艺选择

管线焊接时，对于背部焊缝是无法进行修复的，如果出现返修，会增大焊接的难度。所以焊接时要保证焊缝一次合格率，这就要求焊接前的各项工作要严格按照工艺标准执行，包括坡口型式的选择、组对过程中的间隙及错边量、焊接材料的选择等方面都要达到工艺要求，以保证打底焊的焊接质量。对于清理完成的坡口进行组对，组对时要有效的控制错皮量，因为对于管线的打底焊来说，错皮量的大小将直接影响打底焊时的背部成型，错皮量偏大极易造成焊接时出现单侧未熔合的缺陷，所以错皮量应控制的越小越好。一般情况下错皮量不能超过材质壁厚的10%，但最大量也不能超过2mm。间隙也是组对过程中必须要严格控制的一项，间隙的大小与背部成型同样有着直接的关系。间隙过大时则容易造成焊瘤、背面成型过高的现象，间隙过小则很容易造成未熔合、未焊透等焊接缺陷。一般对于管线打底焊来说，采用的焊丝直径通常在2.0-2.5mm范围,所以在进行组对时，间隙控制在2-4mm为宜。

2.4管道涂装保温阶段

涂装阶段主要需要对管线进行涂装外观检查，包括：(1)喷涂前管线表面处理情况和预留区域保护情况；(2)喷漆时温湿度、干膜厚度、固化情况；(3)管线外观无流挂、起泡、针孔等缺陷，漆膜厚度符合规格书要求；(4)对涂层附着力进行检测。此阶段工程项目管理需检查的文件为喷涂人员资质(如有需要)、喷砂报告、涂装报告。保温阶段对管线的状态进行检查，确认油漆完工且状态良好，管道干净、干燥，电伴热安装并测试通过(如有电伴热)，释放管线做保温。在此阶段，要首先核实保温材料型号是否符合设计规格书的要求，存放是否符合保存要求。然后检查保温材料是否按照程序要求进行安装，检查绑带间距及松紧程度满足要求并绑扎合格。完成管线保温后，为避免工人对已保温完成的管线进行踩踏，应悬挂禁止踩踏标识牌，以保证做完保温的管线以最好的状态进行出海安装。此阶段检查的文件有保温材料的材质证书、保温报告。

结语

随着国家油气管道施工范围的拓展，加强油气管道的防护就变得尤为重要。油气管道所处地质条件和气候环境通常比较复杂，大大增加了油气管道运行管理和维护的难度。因此，有关企业应从自身情况和实际出发，不但要改进建设、施工方法，还要科学合理地选用油气管道的材质，精进施工建设水平，建立切实可行的维护、检查方法，这样才能切实发挥防护油气管道的作用。

参考文献

[1] 吴恒威.油气管道的安全管理与运行[J].化工管理，2020（28）：55-56.

[2] 朱广.油气管道风险分析及保护措施[J].中外企业家，2020（19）：256.