国家管网集团山东天然气管道有限公司
摘要：随着我国建筑行业的发展水平的不断提升，管道施工类工程的建设项目也随之增多，长输天然气管道作为管道施工项目中的重要构成部分，其施工质量的高低，对于建筑整体质量具有极大的影响。在此基础上，文中主要将研究的切入点集中在长输天然气管道焊缝施工上，就焊缝施工中存在的异常缺陷原因以及相对应的修复方法进行了分析，旨在通过本次研究工作的展开，进一步为长输天然气管道施工质量优化起到促进作用。
关键词：管道焊缝；缺陷修复；完整性管理
前言：油气类管道施工项目中，输送管道随着使用年限的延长，各类故障问题也日渐频发，据相关统计资料显示，环焊缝失效问题出现，所引起的故障问题频率最高，此时作为管道技术管理人员，充分做好环焊缝的缺陷处理和排查工作十分有必要。但目前，对于环焊缝缺陷排查工作的开展重视度却存在严重不重视情况，导致焊缝异常缺陷出现，影响油气输送安全，同时也在极大程度上对国民生命安全构成了威胁。鉴于此，针对长输天然气管道焊缝异常缺陷修复方法这一内容进行深入分析具有重要现实意义。
一、环焊缝缺陷原因分析
在长输天然气管道焊缝异常缺陷分析时能够发现，缺陷主要以两种形式出现，分别是体积缺陷和平面缺陷，前者主要以气孔、深度内凹以及超出1mm的咬边为主，后者则主要以未焊透、裂纹、未熔合以及深度超出1mm的咬边为主[1]。通过对大量数据进行调查分析能够显著发现，导致长输天然气出现管道异常缺陷的原因，主要集中在以下几方面：①管道施工阶段，所沿用的评片要求及标准，与当前所执行的标准不一致[2]。②施工期间虽已完成超声及射线检测工作，但存在漏评或错评射线底片情况，导致管道焊缝缺陷未被及时发现[3]。
二、环焊缝缺陷的适用性探讨
在进行长输天然气管道焊缝处理时，受到多重因素影响，包括输气工程现状、管道周边环境等，很难立即对其开展修复工作，此时就需立即开展环焊缝缺陷适用性评价工作，借此对缺陷的类型加以筛选，具体而言，在进行环焊缝缺陷的适用性评价时，应该从下述几方面着手展开：
（一）全面采集管道缺陷位置的信息数据
进行信息采集时，首先，需查阅管道之前竣工时的各项资料，借此确认最初施工之时的焊口情况及类型，明确当时是否存在返修口或是碰死口。其次，需对管道的规格以及所能够承受的压力进行信息调查[4]。再次，需对缺陷信息进行定性、定量地多次重复检测，例如在进行管道缺陷的长、深、高度检测时，可采用超声波检测方式。
（二）体积性缺陷评价
针对部分管道体积存在缺陷进行适用性评价时，通常塑性失效缺陷出现概率较大，目前行业内对该类缺陷进行检测的标准主要以SY/T 6477—2017、SY/T 6151-2009为主，借此量化和评价管道腐蚀缺陷[5]。例如，在对管道壁低于0.7mm厚度进行缺陷评价时，可采用厚度截面方法，而高于该数值则采用点测厚法完成。
（三）平面型缺陷评价方法。
平面缺陷危害性较大，应同时考虑塑性失效、断裂失效模式。目前国内普遍采用 SY/T 6477—2017、API 579 标准进行评价，SY/T 6477—2017《含缺陷油气管道剩余强度评价方法》可看作 API 579 的中文形态主要是基于失效评估图进行的评价。通过失效评估图对其中平面缺陷进行评价，如图 1 所示 ：其中 Kr 为韧性比，Lr 为载荷比，从图中可看出曲线下方的缺陷点位于可接受区间，曲线上方的缺陷点位于不可接受区间。
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图1 平面型缺陷适用性评价图
三、环焊缺陷修复技术分析
（一）B型筒修复技术
在管道焊缝异常缺陷修复中，B型筒修复技术类属于焊接技术类型，在技术操作中，主要在焊缝缺陷位置将两块半圆柱钢板覆盖其上完成焊接，焊接方法以侧焊接为主，并在输气管道之上利用角焊接的方法，完成套筒两侧的焊接工作[6]。现阶段，B型筒修复技术主要被应用在各类环焊缝缺陷的修复中，但是在使用中的天然气管道焊缝缺陷处理中应用，仍旧存在以下不足之处：①技术应用时，由于管道之内的温度降低速度快，所以会在一定程度上增加焊接裂纹出现概率。耳套筒安装时，环焊缝余高情况的出现，在一定程度上会增加焊缝接触风险，造成焊缝点的应力增加，进一步对裂纹类缺陷造成损害。综合多种因素而言，此项技术尽量不应用于长输天然气管道缺陷修复中。
（二）换管修复技术
通常情况下，换管修复技术适用于所有管道缺陷修复施工中，但与B型套筒类型的修复技术相比较能够发现，换管技术应用时，需要施工团队整体作业，针对管道缺陷点展开挖掘作业，且后续的管道修复周期也相对更长，同时，在施工点周边，还需停供天然气，进行停输放空，并安置适宜的氮气置换设备。除此以外，更为繁杂的工作还集中在需要针对出现缺陷天然气管道的所有使用用户进行沟通协调，为天然气管道后续正常运行预留一定的停气时间窗口。当换管施工不需要停输时，技术人员可以将带压封堵换管技术应用修复中，但此种方法需注意，所有封堵点的设置，必须确保其符合管内检测各项参数要求标准，且所更换的管道材料需与原有管道材料保持一致，借此进一步预防出现新旧管道之间出现电偶腐蚀类问题，从而显著提升管道修复后的使用寿命。
（三）钢制环氧套筒修复技术
应用钢材质的环氧套筒修复技术完成长输天然气管道缺陷处理时，其能够显著避免在管道的本体之上开展各类焊接施工，而是在管道缺陷位置，直接安装两块半圆柱钢制套筒，且安装两端位置时，还需使用环氧树脂胶进行管道与套筒之间的缝隙密封。选择环氧树脂胶，主要考量此类胶质能够借助自身所具备的高抗压强度优势，完全填充缝隙，且此材料固化后，不仅粘结力强，韧度也极高。同时，环氧树脂可充分与管道缺陷修复处协调共存外，但此过程需注意，当管道遭受特发性、剧烈的外界压力冲击时，固化后的环氧树脂也会随之出现脆性开裂的情况。对于此，能够发现，钢制环氧套筒修复技术并不适用于裂纹类型的管道焊缝缺陷处理，比较适用于非裂纹类型的管道缺陷修复工作中。
结束语：
综上所述，现阶段长输天然气管道的焊缝异常问题出现，主要原因主要集中在判别标准不一致以及施工监管缺失等方面，对此，进行问题解决时，应该重点做好施工期间的技术应用和人员管理工作，方能为后续管道使用寿面延长、预防缺陷出现创设条件。此外，在进行环焊缺陷修复技术应用时，则可以选择不同的修复方案，本次比较注重对于B型筒修复技术、换管修复技术等技术应用的研究，希望能够为后续长输天然气管道的运行寿命延长、经济效益增长奠定坚实的基础。
参考文献：
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[3] 王帮华. 长输天然气管道焊接裂纹分析及控制探讨[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2019, 039(017):39-40.
[4] 王鹏. 天然气长输管道缺陷修复技术综述以及典型实例应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020, v.40;No.513(07):162-169.
[5] 詹斌, 方建华, 楚汉生. 采气厂天然气管道及其设备系统带压焊接修复作业探讨[J]. 精品, 2019, 000(005):P.206-206.
[6] 王海涛, 李仕力, 陈杉,等. 高钢级天然气管道环焊缝断裂问题探讨[J]. 石油管材与仪器, 2020, 006(002):P.49-52.
作者简介：
张浩，1988-12-03，男，在职研究生，中级工程师，从事天然气长输管道运行工作 单位：国家管网集团山东天然气管道有限公司.