论文部分内容阅读
【摘 要】对于干线输油气管线路部分的工作可靠性分析表明，其相当稳定的一个特点是具有一定的丧失工作能力的或然性。干线输油气管线路部分的工作遭到破坏是由于损坏和故障所致。本文就如何处理这些故障做了阐述。
【关键词】油气工程；事故处理；方法
为消除干线输气管线路部分的事故，必须完成一系列作业，这些作业将影响到工作完成的时间，在这些作业中包括：集合并派出抢修队到事故地点和事故管段两端的截流阀门处，关闭截流阀门；土方作业；在明火作业以前用气体吹扫从两端的阀门到破裂睡的管段，以排除其中的天然气-空气混合物；明火作业；对焊好的接头进行透视；对修好的管段者清理和绝缘；对修好的管段进行回填；以不小于1公斤/厘米2的压力排除两截流阀之间的管段中的空气；以最大的过渡工作压力对修复的管段进行试压（升压后持续2小时）。
完成上述作业的时间和在事故中所造成的损失与下列一些因素有关：破坏的性质、在线路设备中有无自动关闭阀门的装置及其完好状态、输气管的直径、维修部门的技术装备程度、以及专家的技能。
因事故而需要更换的管子的平均长度可由下列与输气管直径有关的线性关系式决定：
l3=53.7D-9.84米
式中D—输气管的外径，米。
下面列出了为消除干线输气管线路部分的一次事故所需的管子长度：
D，毫米 529 720 820 1020 1220 1420 1620
l3，米 17.3 30.5 31.7 50.3 52.5 66.4 77.2
上述数据可用来计算为处理事故所需的管子储备。
目前在干线输气管系统的设计中，处理事故所需的管子储备是根据干线输气管线路部分管子、阀门和其它材料的事故储备的暂行标准来制定的。
根据分析所求得的为消除干线输气管事故所需的管子数量可以算出输气管投产时所需的管子的事故储备。考虑到在现行标准中载有保证输气管30年工作期限所需的管理的事故储备的规定，干线输气管系统的管子的事故储备量取决于管子的直径的按单线考虑的输气管的长度。
因为为消除小孔或裂缝主要是焊入长度不小于管子直径的“短截”，因此，工作期限为30年的1000公里的输气管所需的管子事故储备量可由下式决定：
式中ωa，相应于发生事故和事故停输的事故次数。
为消除小孔和裂缝的“短截”长度等于输气管直径的两倍（包括装配容差在内）。
管子的事故储备量随管子直径（从529毫米到1620毫米）的变化而增加（从0.03%增到0.68%，即增加22倍）。对于直径820毫米和小于820毫米的输气管，其30年工作期限的管子事故储备量有些过高，但对于直径1220～1620毫米的输气管，管子的设计储备量却不足。鉴于钢材缺乏、以及大管径管子的价格昂贵，因而对节约金属耗量提出了更高的要求。因此，先只考虑10年工作期限的管子事故储备量，随后再进行更新，这样的做法是比较合理的，因为这样可腾出大量被“冻结”的稀缺的管子，如再计入时间因素，则也削减了输气管的建设费用。
为消除小孔和裂缝，同样要完成跟消除事故一样的作业。但是在事故停输情况下，不需要进行作业4，作业1不影响消除事故的总时间（这一作业在输气管段停输以前完成），而作业3，4和5的工作量也相当小。
由于细孔或裂缝所造成的损失大小主要与输气管的直径有关。在消除细孔或裂缝时，可使国民经济的损失减少到最低程度，因为有可能在一昼夜（有时是在一星期）的较有利的时间内（根据供气条件）关闭输气管段。管路上的焊缝（工厂的或是安装时的）是事故破坏的发源处，也是细孔和裂缝的发源处。
根据细孔和裂缝的性质，可能有以下三种消除细孔和裂缝的方法：在下列情况下允许对缺陷处进行铲凿和补焊来修补焊接接头；缺陷段的总长不超过焊接接头总长的25%；在焊接接头处显露的裂缝长度不超过50毫米。
2、为消除管体上的局部细孔和裂缝可采用焊“补丁”的办法。这一方法允许用来修补直径大于219毫升的干线输气管，补丁下割出的孔应具有椭圆形状，其长度应超过宽度50毫米以上。补丁的最大尺寸为250×350毫米，而且其宽度不应超过管子直径的一半。补丁的最小允许尺寸为100×150毫米。
3、在下列情况下，可采用嵌入“短截”的办法来修复输气管（对于直径至500毫米的管子，“短截”的长度不小于500毫米，而对于大直径管子，“短截”的长度不小于管子的直径）：如果有缺陷的部分的总长超过焊接接头长度的25%；如果裂缝的长度超过50毫米；如果在工厂焊的纵向焊缝上的裂缝超过横向焊缝。当发现管子上有所折痕或有金属起鳞，就要换掉整根管子。
以下这些隐患往往是线路部分发生事故的前奏：管子上的划痕、擦伤和砂眼，以及由于对天然气在长距离输送前的处理不充分而在管路内积聚冷凝液。及时的消除这些隐患可防止其转变成为事故。
当对输气管进行计划检修或事故检修时，常常会发现划痕、擦伤或砂眼。消除这些隐患的方法与管子的材料有关。
1、当管子材料的强度极限不超过54公斤/厘米2时：
深度不超过壁厚30%的划痕、擦伤或砂眼可用焊接的方法来修补。允许修补的管子应不多于5处划痕（或擦伤）、长度不超过600毫米，相互间隔不小于500毫米；熔焊的最小长度应不小于70毫米。如果擦伤的深度不超过0.5毫米，则允许不修补管子。对单个的蜂窩缺陷或砂眼可进行堆焊，随后进行磨光以与管子表面齐平。
如果蜂窝缺陷或砂眼的深度超过壁厚的30%，则应该割掉并更换这样的管子或其管段。
2、当管子材料的强度极限超过54公斤/厘米2时：
不允许用焊接的方法来修补管子表面。深度不超过0.55毫米的划痕、擦伤和单个的砂眼允许保留而不加修补。
深度超过1.5毫米的划痕、擦伤和单个砂眼要割除，并焊上“短截”。
在下列情况下，不论管子材料强度极限的大小，都要把输气管段割掉，并换上“短截”。不论砂眼的深度和大小，当其连成一片网络状时；当凹陷超过管壁厚度或凹陷带有尖锐边缘时；当凹陷处有砂眼、划痕和擦伤时（不论其深度和长度）。
从对干线输气管运行情况的观察和对全国干线输气管系统的工作统计资料的分析中，可找出造成线路部分事故的如下主要原因：管子金属的缺陷和工厂焊缝的缺陷；施工安装工作不合格；破坏操作规程和安全技术规章；腐蚀（管路外部和内部）；自然灾祸（地震、水灾及其它灾祸）。干线输气管线路部分发生事故的最初条件还可能是在设计中所埋伏的。
为防止在已修复的输气管段上再次发生事故，对用来更换切割掉的有缺陷的和破损了管段的事故备用管子提出了特殊的要求，这些管子应该符合技术条件，而且不应该承受修补。
【关键词】油气工程；事故处理；方法
为消除干线输气管线路部分的事故，必须完成一系列作业，这些作业将影响到工作完成的时间，在这些作业中包括：集合并派出抢修队到事故地点和事故管段两端的截流阀门处，关闭截流阀门；土方作业；在明火作业以前用气体吹扫从两端的阀门到破裂睡的管段，以排除其中的天然气-空气混合物；明火作业；对焊好的接头进行透视；对修好的管段者清理和绝缘；对修好的管段进行回填；以不小于1公斤/厘米2的压力排除两截流阀之间的管段中的空气；以最大的过渡工作压力对修复的管段进行试压（升压后持续2小时）。
完成上述作业的时间和在事故中所造成的损失与下列一些因素有关：破坏的性质、在线路设备中有无自动关闭阀门的装置及其完好状态、输气管的直径、维修部门的技术装备程度、以及专家的技能。
因事故而需要更换的管子的平均长度可由下列与输气管直径有关的线性关系式决定：
l3=53.7D-9.84米
式中D—输气管的外径，米。
下面列出了为消除干线输气管线路部分的一次事故所需的管子长度：
D，毫米 529 720 820 1020 1220 1420 1620
l3，米 17.3 30.5 31.7 50.3 52.5 66.4 77.2
上述数据可用来计算为处理事故所需的管子储备。
目前在干线输气管系统的设计中，处理事故所需的管子储备是根据干线输气管线路部分管子、阀门和其它材料的事故储备的暂行标准来制定的。
根据分析所求得的为消除干线输气管事故所需的管子数量可以算出输气管投产时所需的管子的事故储备。考虑到在现行标准中载有保证输气管30年工作期限所需的管理的事故储备的规定，干线输气管系统的管子的事故储备量取决于管子的直径的按单线考虑的输气管的长度。
因为为消除小孔或裂缝主要是焊入长度不小于管子直径的“短截”，因此，工作期限为30年的1000公里的输气管所需的管子事故储备量可由下式决定：
式中ωa，相应于发生事故和事故停输的事故次数。
为消除小孔和裂缝的“短截”长度等于输气管直径的两倍（包括装配容差在内）。
管子的事故储备量随管子直径（从529毫米到1620毫米）的变化而增加（从0.03%增到0.68%，即增加22倍）。对于直径820毫米和小于820毫米的输气管，其30年工作期限的管子事故储备量有些过高，但对于直径1220～1620毫米的输气管，管子的设计储备量却不足。鉴于钢材缺乏、以及大管径管子的价格昂贵，因而对节约金属耗量提出了更高的要求。因此，先只考虑10年工作期限的管子事故储备量，随后再进行更新，这样的做法是比较合理的，因为这样可腾出大量被“冻结”的稀缺的管子，如再计入时间因素，则也削减了输气管的建设费用。
为消除小孔和裂缝，同样要完成跟消除事故一样的作业。但是在事故停输情况下，不需要进行作业4，作业1不影响消除事故的总时间（这一作业在输气管段停输以前完成），而作业3，4和5的工作量也相当小。
由于细孔或裂缝所造成的损失大小主要与输气管的直径有关。在消除细孔或裂缝时，可使国民经济的损失减少到最低程度，因为有可能在一昼夜（有时是在一星期）的较有利的时间内（根据供气条件）关闭输气管段。管路上的焊缝（工厂的或是安装时的）是事故破坏的发源处，也是细孔和裂缝的发源处。
根据细孔和裂缝的性质，可能有以下三种消除细孔和裂缝的方法：在下列情况下允许对缺陷处进行铲凿和补焊来修补焊接接头；缺陷段的总长不超过焊接接头总长的25%；在焊接接头处显露的裂缝长度不超过50毫米。
2、为消除管体上的局部细孔和裂缝可采用焊“补丁”的办法。这一方法允许用来修补直径大于219毫升的干线输气管，补丁下割出的孔应具有椭圆形状，其长度应超过宽度50毫米以上。补丁的最大尺寸为250×350毫米，而且其宽度不应超过管子直径的一半。补丁的最小允许尺寸为100×150毫米。
3、在下列情况下，可采用嵌入“短截”的办法来修复输气管（对于直径至500毫米的管子，“短截”的长度不小于500毫米，而对于大直径管子，“短截”的长度不小于管子的直径）：如果有缺陷的部分的总长超过焊接接头长度的25%；如果裂缝的长度超过50毫米；如果在工厂焊的纵向焊缝上的裂缝超过横向焊缝。当发现管子上有所折痕或有金属起鳞，就要换掉整根管子。
以下这些隐患往往是线路部分发生事故的前奏：管子上的划痕、擦伤和砂眼，以及由于对天然气在长距离输送前的处理不充分而在管路内积聚冷凝液。及时的消除这些隐患可防止其转变成为事故。
当对输气管进行计划检修或事故检修时，常常会发现划痕、擦伤或砂眼。消除这些隐患的方法与管子的材料有关。
1、当管子材料的强度极限不超过54公斤/厘米2时：
深度不超过壁厚30%的划痕、擦伤或砂眼可用焊接的方法来修补。允许修补的管子应不多于5处划痕（或擦伤）、长度不超过600毫米，相互间隔不小于500毫米；熔焊的最小长度应不小于70毫米。如果擦伤的深度不超过0.5毫米，则允许不修补管子。对单个的蜂窩缺陷或砂眼可进行堆焊，随后进行磨光以与管子表面齐平。
如果蜂窝缺陷或砂眼的深度超过壁厚的30%，则应该割掉并更换这样的管子或其管段。
2、当管子材料的强度极限超过54公斤/厘米2时：
不允许用焊接的方法来修补管子表面。深度不超过0.55毫米的划痕、擦伤和单个的砂眼允许保留而不加修补。
深度超过1.5毫米的划痕、擦伤和单个砂眼要割除，并焊上“短截”。
在下列情况下，不论管子材料强度极限的大小，都要把输气管段割掉，并换上“短截”。不论砂眼的深度和大小，当其连成一片网络状时；当凹陷超过管壁厚度或凹陷带有尖锐边缘时；当凹陷处有砂眼、划痕和擦伤时（不论其深度和长度）。
从对干线输气管运行情况的观察和对全国干线输气管系统的工作统计资料的分析中，可找出造成线路部分事故的如下主要原因：管子金属的缺陷和工厂焊缝的缺陷；施工安装工作不合格；破坏操作规程和安全技术规章；腐蚀（管路外部和内部）；自然灾祸（地震、水灾及其它灾祸）。干线输气管线路部分发生事故的最初条件还可能是在设计中所埋伏的。
为防止在已修复的输气管段上再次发生事故，对用来更换切割掉的有缺陷的和破损了管段的事故备用管子提出了特殊的要求，这些管子应该符合技术条件，而且不应该承受修补。