CN113983275A - 一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，属于油气管道修复技术领域。该方法包括以下步骤：(1)对管道外表面腐蚀缺陷进行预处理，清除锈蚀层、疲劳层、氧化层，并清洗干燥；(2)清除焊材表面的油污和杂质，并清洗干燥；(3)使用焊材从管道外表面腐蚀缺陷底部开始逐层进行焊接，焊接所得修补层之间的温度小于100℃；(4)焊接所得修补层高于管道表面后，打磨清理修补层；(5)采用DPT‑5着色渗透探伤剂对修补层进行探伤检测，检测合格后完成管道外表面腐蚀缺陷修复。本发明修复方法焊接温度小于100℃，安全，且修复后的管道能够通过漏磁检测。
Description
技术领域
本发明公开了一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，属于油气管道修复技术领域。
背景技术
目前，石油、天然气的输送主要依靠长距离埋地管道来实现，土壤对管道有着不同程度且很强的腐蚀性。为了控制腐蚀，管道外表面均采用涂覆涂层的方法和外加电流阴极保护联合保护的方法，以期最大限度地降低腐蚀发生的可能性。然而，油气输送管道长时间服役后，会因外部干扰、腐蚀、管材和施工质量等原因发生失效事故，导致火灾、爆炸、中毒，造成重大经济损失、人员伤亡和环境污染。
埋地长输油气管道受环境因素和人为因素等影响，管道外防护层易发生局部破坏，导致管道出现外部腐蚀。外部腐蚀具有腐蚀深度大、腐蚀点数多、腐蚀面大等特点。长输管道的防护层由于埋地时间长久同时受环境变化和各种腐蚀介质影响，会出现老化、发脆、剥离、脱落等现象，长输管道外壁腐蚀具有腐蚀深度大、腐蚀点数多、腐蚀面积大等特点，若未及时发现会发生腐蚀穿孔造成介质泄漏，不仅造成环境污染，而且对地方居民生命和财产造成威胁。
传统补板技术是根据油气管道腐蚀区域的形状和面积大小加工出一定厚度的铁板，用传统焊接的方式将铁板覆盖到腐蚀区域。该种方法施工具有成本低和操作简单等特点，得到大规模使用。但传统补板技术存在较多缺点，一是长输管道内介质易燃易爆，不能实现在线修复，所以采用该方法时一般需要清空长输管道内介质，在施工期间企业生产会降量，对企业效益造成较大影响。二是传统焊接工艺使用的是氩弧焊技术，焊接热输入较大、焊补温度过高、内应力较大，在焊缝四周很容易产生气孔、裂纹，受到土壤环境影响会造成二次腐蚀。三是使用传统补板技术后会出现漏磁检测误判的现象，需要人为介入对传统补板位置进行筛除，工作量较大。
碳纤维补强技术对现场施工条件要求较高，包括管体运行温度至少低于树脂的玻璃化转变温度(Tg)或热变形温度15℃方可施工。补强施工在基层处理后的4个小时内完成；管道表面处理的质量、修补剂和固化剂等使用数量、纤维片缠绕数量等受人为影响较大，质量难以控制；且碳纤维的寿命有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，该方法安全环保，修复后管道的屈服强度达到400MPa以上，抗拉强度达到500MPa以上，且修复后的管道能够通过漏磁检测。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，包括以下步骤：
((1)对管道外表面腐蚀缺陷进行预处理，清除锈蚀层、疲劳层、氧化层，并清洗干燥；
(2)清除焊材表面的油污和杂质，并清洗干燥；
(3)使用焊材从管道外表面腐蚀缺陷底部开始逐层进行焊接，焊接所得修补层之间的温度小于100℃；
(4)焊接所得修补层高于管道表面后，打磨清理修补层；
(5)采用DPT-5着色渗透探伤剂对修补层进行探伤检测，检测合格后完成管道外表面腐蚀缺陷修复。
本发明采用焊接温度小于100℃的焊接技术，能够使修复后的管道屈服强度达到400MPa以上，抗拉强度达到500MPa以上，且修复后的管道能够通过漏磁检测。温度小于100℃的焊接技术是在氩气氛围下，采用断续的高能电脉冲，在电极和母材之间形成瞬时电弧，电弧瞬间使焊材和管道迅速熔结在一起，达到冶金结合的效果。电弧的产生由起弧、维弧、熄弧三个过程组成，这个过程持续时间为几十毫秒，而两个电弧之间有几秒到十几秒的间隔时间。
焊接温度小于100℃的焊接技术具有以下优点：(1)具有较高的焊补精度，通过调节输出电流、焊接时间，焊接的最小修复量为0.2mm；(2)具有较小的焊补冲击，采用脉冲电流，能量几种，作用时间段，能够对薄壁件进行修补门焊接应力和焊接后的变形小；(3)具有较小的热影响区，焊接温度低，对管道热输入能量小，管道的性能没有发生退化，无宏观热形变；(4)具有较高的结合强度，管道与焊材为冶金结合，不会出现结合不牢固、脱落的现象；(5)具有较广的焊材。
作为本发明油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法的优选实施方式，所述焊材为ER50-6，所述ER50-6的熔敷金属力学性能：抗拉强度Rm为490MPa，伸长率A为25％。
作为本发明油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法的优选实施方式，所述ER50-6的化学成分包括：0.12％C、1.6％Mn、0.95％Si、≤0.035％S、≤0.025％P、≤0.5Cu。焊材与管材属于同种材质，修复后不会污染环境。
作为本发明油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法的优选实施方式，步骤(4)中第一修补层所用焊材直径为1.2mm，电弧电压为10-12V。
作为本发明油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法的优选实施方式，所述焊接的熔池深度为0.2-0.3mm。熔池深度小，能够更有效的修复管道外表面的腐蚀缺陷。
作为本发明油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法的优选实施方式，所述步骤(4)中焊接过程中焊丝与换热管之间的角度为15-30°。在这个角度范围内，焊材具有良好的融化效果且与管道结合的强度高。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明修复方法的焊接温度低于100℃，并且能够焊接过程中熔池的深度为0.2-0.3mm，极大避免了安全隐患；(2)本发明修复方法所用焊材为与管道属于同种材质，不会产生废弃物，对环境无污染；(3)本发明修复方法中焊材与管道的结合方式为冶金结合，修复后的管道经测试屈服强度达到400MPa以上，抗拉强度达到500MPa以上；(4)采用本发明修复方法修复后的管道能够通过漏磁检测，极大减少管理人员的工作量和降低了经济成本。
附图说明
图1为本发明实施例中所述的管道缺陷修复工艺的轴向截面示意图，图中：1为第一修补层，2为第二修补层，3为第三修补层。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
图1为本发明实施例中所述的管道缺陷修复工艺的轴向截面示意图，图中：1为第一修补层，2为第二修补层，3为第三修补层。
本实施例提供了一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，包括以下步骤：
(1)管道外表面预处理：使用水、抹布、清洗剂、除锈液对管道外表面进行清洗，确定管道腐蚀缺陷的具体位置和腐蚀深度；采用机械打磨的方法去除待修补部位的锈蚀层、疲劳层、氧化层；然后用油污清洗剂清洗管道缺陷部位，使缺陷部位呈均匀的金属灰色，无油迹、锈迹，最后干燥。
(2)用砂纸去除焊材表面的氧化层，然后用油污清洗剂去除焊材表面的油污、杂质，最后干燥。
其中焊材为ER50-6，所述ER50-6的熔敷金属力学性能如下：抗拉强度Rm为490MPa，伸长率A为25％；ER50-6的化学成分包括：0.12％C、1.6％Mn、0.95％Si、≤0.035％S、≤0.025％P、≤0.5Cu。
(3)检查缺陷部位的大小，若缺陷较小，使用旋转工具进行扩大，使缺陷下凹表面的曲率半径大于20mm；使用焊材从管道外表面腐蚀缺陷底部开始逐层进行焊接，焊接所得修补层之间的温度小于100℃，焊接第一修补层使用的焊丝直径为1.2mm，电弧电压在10-12V；焊接过程中焊丝与换热管之间的角度为15-30°；焊接过程中需要不断调整电极的方向，使每一个修补层均与致密，不留死角。
(4)焊接所得修补层高于管道表面后，通过打磨、研磨、抛光清理修补层，使修补层的表面曲率及表面光洁度和管道外表面其他部位相同。
(5)采用DPT-5着色渗透探伤剂对修补层进行探伤检测，检测合格后完成管道外表面腐蚀缺陷修复。修复后的管道经测试，屈服强度达到400MPa，抗拉强度达到500MPa，并且能够通过漏磁检测。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对管道外表面腐蚀缺陷进行预处理，清除锈蚀层、疲劳层、氧化层，并清洗干燥；
(2)清除焊材表面的油污和杂质，并清洗干燥；
(3)使用焊材从管道外表面腐蚀缺陷底部开始逐层进行焊接，焊接所得修补层之间的温度小于100℃；
(4)焊接所得修补层高于管道表面后，打磨清理修补层；
(5)采用DPT-5着色渗透探伤剂对修补层进行探伤检测，检测合格后完成管道外表面腐蚀缺陷修复。
2.如权利要求1所述油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，其特征在于，所述焊材为ER50-6，所述ER50-6的熔敷金属力学性能：抗拉强度Rm为490MPa，伸长率A为25％。
3.如权利要求2所述油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，其特征在于，所述ER50-6的化学成分包括：0.12％C、1.6％Mn、0.95％Si、≤0.035％S、≤0.025％P、≤0.5Cu。
4.如权利要求1所述油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，其特征在于，步骤(4)中第一修补层所用焊材直径为1.2mm，电弧电压为10-12V。
5.如权利要求1所述油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，其特征在于，所述焊接的熔池深度为0.2-0.3mm。
6.如权利要求1所述油气管道外表面腐蚀缺陷补强修复方法，其特征在于，步骤(4)中焊接过程中焊丝与换热管之间的角度为15-30°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220128 |