海洋平台仪表管质量分析与研究

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年4月10期   作者:张宝辉
[导读] 海洋平台建造主要包括:结构建造、管线预制安装、设备安装调试和电气、仪表等安装
        张宝辉
        招商局重工(深圳)有限公司 深圳市南山区    518000
        摘要:海洋平台建造主要包括:结构建造、管线预制安装、设备安装调试和电气、仪表等安装工作,仪表管是平台建造过程中很小的一部分仪表材料。在我国南海石油平台上经常出现仪表气泄漏的情况,仪表气的泄漏或者导致相关控制系统失灵,或者导致消防系统触发,平台生产被迫停滞,影响非常不好,因此,近年来平台建造过程中,业主、第三方、建造方等多方都对仪表管的材料质量和施工质量非常关注,甚至出现分批次进行材料破坏性试验的情况,试验数据不一致,各方意见不统一,导致项目建造推动异常艰难,为加强海洋环境仪表管的合理选材,强化仪表管的腐蚀试验标准要求,提升仪表管材在恶劣环境下的抗腐蚀能力,本文针对仪表管材料质量进行系统的分析和研究,希望能为后续海洋平台项目提供借鉴作用。
        关键词:海洋平台;仪表管;质量分析;
引言
        海底仪器根据用途分为三类:用于连接各种变压器和测量仪器的压力计;仪表仪表仪表管,用于气动仪表和风机的流入开启实施机制;连接各种液压总成的液压仪表电流。本文介绍了中东工程各种仪器类型在压力压前的准备情况、压力步骤、压力压后的工作情况以及液压仪表管线的油要求,以验证仪器强度是否符合质量要求。
1仪表调试工作的重要性
        考虑到石油开采日益困难和技术要求不断增加,国际经济和外交手段的影响日益严重,海洋正成为石油开采的一个重要领域。发展平台的使用是天然气开发的重要工具,工具在管理海洋和石油平台方面发挥着至关重要的作用,就像人类大脑一样,是我们生活的中心要素。仪器早期调试的目的是使整个平台的设备运行得更好,取得最佳效果。如果在石油生产方面没有充分建立各种工具,不仅会增加目前的维护费用,而且还会造成第二次污染,从而危及海洋的生物多样性。因此,仪器调试需要大量的时间和精力。调试也是平台设计是否可行的实际过程。发现故障排除和解决问题的问题意味着海洋平台能够使其产品投入运行,并确保工作人员的安全。
2海上仪表管质量问题概述
        仪表管在海洋石油平台上,主要用于井口盘采油树、暖通、调节阀、关断阀以及消防专业等,其工作原理为仪表管连接管路、阀门及风闸等,通过仪表气驱动控制阀门、风闸,进行操控相应仪表系统。在投产海洋平台上,仪表管泄漏或者失效,带来的影响主要有以下几个方面:①井口盘采油树操控失灵;②暖通风闸开关失灵;③调节阀、关断阀等驱动失灵;④消防专业的易熔塞管路泄漏,导致自动关断,从而引发平台停产。经统计分析,以上情况出现的大部分原因都是仪表管破损,因此近年来多个海洋平台建造项目都对仪表管质量问题异常关注。
        3海洋石油生产平台自动化选型的设计原则
        3.1可靠性原则
        对于我们各国的社会经济发展来说,石油是必不可少的资源,为了提高石油生产的效率和质量,需要不断深入地研究有关的知识技术。海洋石油平台是海上石油生产的重要生产基地,其内部过程控制系统和安全系统是高效安全生产石油所必不可少的主要技术手段之一。保证自动化仪器的可靠性,如果要了解过程控制的目标,从实用的角度选择测量原理、测量精度、重复性等,同时不忽视具有不同测量原理的仪器的可靠性评估,设计者往往更注重关系
        3.2简化操作准则
        对于产油的海洋来说,安全是所有生产活动的重中之重。除了高级、可靠的自我诊断功能外,自动化仪表设计非常易于使用,使操作员能够高效、准确地执行必要的指令,优化仪表的性能。当所选仪器的操作过于复杂时,可能会导致操作者出现较高的故障率,从而导致故障率明显提高。这可能会影响平台系统的安全运行。因此,简化作业也应是海洋油气输送平台流程自动化模型的主要指导原则之一。
4仪表管适用性要求及试验规范
        4.1原材料要求
        A.原材料及制造要求不锈钢采用电炉加炉外精练加电渣重熔ESR法冶炼,也可以采用其他更好的或相当的工艺进行冶炼,并经热锻成形。锻造比≥3。为确保无缩孔和严重偏析,钢锭的头、尾应有足够的切头。用于制造钢管的圆钢或管坯,应去除表面裂纹和其它表面缺陷。在制造过程中,采用热挤压而成的管坯经一系列的冷轧(拔)工艺成形,固溶处理状态交货。
        B.化学成分
        
        C.非金属夹杂物每批次任取2个试样按ASTME45A法或等效国家标准进行非金属夹杂物评定,非金属夹杂物应满足表2要求.
        
        
        4.2试压前的准备工作
        首先,请确保材料、规格和设计图纸均符合要求。确保仪表气泡是按照典型图示和装配说明制造的,并且仪表在后压强前连接好。然后,根据技术人员提供的仪器检查清单、打印方法汇编、明确测试打印介质、测试打印以及熟悉打印方法,对数据进行预准备。此外,检查检查装置和所用压力表是否完好,是否有相应的标签。与工程安全部门的沟通最终完成,安全鉴定在压制区,工作许可证良好。
        4.3测试步骤
        首先确定仪器流量的打印介质,通常分为气体和液体类型。通常使用干燥空气和氮气产生的气体,根据系统的要求向液体提供水或液压油。二是明确测试压力,仪器管的试验压力由工程部门在印刷过程中确定,注意仪器管的工作压力、设计压力和试验压力之间的区别。整个调试过程主要由气压、压力、高压、阻塞压力、压力损失和恢复按以下顺序组成。(1)吹扫干空气10分钟的喷砂管,以清除仪表内的污染问题。(2)连接打印方向,通过阀门组隔离仪器侧;如果无法通过阀门组分离,则必须拆下外刀和阀门,并用管线关闭截止阀。(3)用液压泵或氮气瓶加压,达到50%的设计压力,按住10分钟,并在加压前将空气从管道中排出。对液体介质进行泄漏目视检查;对于测量压力,用肥皂检查每个节点是否泄漏。如果检测到泄漏点,则必须减小压力并重新固定泄漏点。然后将继续进行负载测试,直到没有泄漏。(4)压至工作压力,持续10分钟后达到试验所需压力,关闭截止阀1和3,打开截止阀2。在此压力值至少保持60分钟不变,检查压力表中的值是否下降。如果压力值1h减小0.25 bar,则管道将被归类为泄漏,然后重复步骤3。(5)成功压强后启动压力损失,关闭截止阀1,打开截止阀1和2,压力损失缓慢分期发生,施工压力为1.0倍,施工压力为0.5倍,持续一定时间,防止压力损失对仪表管路造成太大破坏。(6)在检查员、第三方和操作人员进行合格性检查后,将线路拆开至压力值0。删除临时布置,并邀请所有者跟踪连接管路的重新连接。在流体动力试验中,必须在高点拆除接口并排出气体。试验结束后,水和液压油将泄漏到最低点。水和油不能排放到管线中,管线排放后必须清洗,开放接口必须及时恢复。当事人整理录音记录,确认签字。


        4.4质量问题处理和试验数据分析
        在问题“黑点”方面,厂家派遣技术人员现场进行分析解释,按照技术规范,进行外表面抛光处理,抛光量不大于0.001mm,抛光后按技术要求重新做理化性能测试,试验结果均符合技术条件要求,判定为合格,并出具质量承诺说明。厂家承诺对后续发货管材,全部采用单支套袋方式包装,杜绝类似问题再次发生。同时,厂家提供了此类仪表管的《使用说明书》,用于指导后续施工安装过程中的管材使用和防护,以避免因操作不当带来质量隐患。在理化试验方面,项目业主方指定独立第三方理化试验机构,现场取样,对仪表管进行化学成分、拉伸、硬度、扩口、点腐蚀和非金属夹杂物分析等理化试验。试验结果对比如
        下
        
        
5施工工艺关键问题分析
        5.1施工位置的选择
        仪器流通常以壁、连接器、螺纹等形式连接,而不是直接焊接。因此,对于表面处理和剥离,必须有一个连接位置,螺纹、预留和保护。如果防护装置不正确,可能会导致现场损坏或安装后不进行空气渗透检查,从而浪费不必要的材料。在现场安装过程中,必须调整安装位置和环境的形状。调整后,甚至可能会出现90度以上的角度。在现场调整形状时,如果在制造厂对仪表管道进行表面涂绘,则表面可能会以封闭角度分离和收缩。必须在现场安装仪器后检查每个形状调整,以纠正错误。这大大增加了现场检测和维修的工作量,增加了涂层损坏的潜在风险。因此,仪器的表面处理和涂层应在现场安装后选择。
        5.2色彩管理选择
        规划颜色系统时,应考虑腐蚀环境的特征、耐久性要求、基本类型、实际结构条件等。仪表管线的材料是不锈钢,因此底部的颜色应为阳极氧化地板,不含锌。但是,由于测量仪器施工现场的特殊性质,需要低表面处理或表面处理导致表面粗糙度,而不是沙子。该研究采用9m型蚀刻物质作为表面,增加涂层和不锈钢表面的附着力,延长涂层的总寿命,产生一定的腐蚀效果。仪表管道系统的中间颜色是50米厚的氧化层,它使物质与腐蚀介质(水和空气等)接触。)绝缘,减少土壤侵蚀的发生,延长涂料的使用寿命,延长颜色体系的使用寿命。涂层的总体厚度主要取决于中间漆颜色,这也可能导致更大的腐蚀和更低的成本(颜色的平均价格相对较低和较低)。仪表的涂装采用50m厚聚氨酯表面。其特点是优良的耐用性、高环保性能和污染:矿物油、植物油、香水、煤油、脂肪酸和温和化学物质。此外聚氨酯不生锈、黄色和颜色各异,具有一定的美容作用。
6结论
        此项目仪表管外表出现微小瑕疵,经过技术处理和质量分析,仪表管各项数据符合标准要求,不仅最终确定其质量合格,更重要的是为以后项目仪表管质量管控指引了一套科学合理的策略,总结如下:(1)风险识别,仪表管相关系统因其质量问题经常影响平台正常运行,为从源头上解决问题,首先要把仪表管质量作为一项风险,在平台建造过程中识别并跟踪;(2)外观检验,由于仪表管易被污染,且对空气湿度、酸碱度等极其敏感,因此在材料验收过程中,要特别注重外观检验,保证外观完好,在颜色、斑点等方面无异常,持续关注并跟踪其外观变化;(3)理化试验,为保证仪表管质量,如发现外观异常,根据项目需要,可以联系独立第三方实验室进行理化试验,全面验证相应数据参数,以保证其符合质量要求;(4)施工培训和技术交流,施工前协调厂家技术人员赴现场进行施工培训和技术交流,向施工现场人员普及仪表管的防护和使用注意事项,避免由此带来的质量隐患。①仪表管属不锈钢材质,硬度不高,在装、卸货过程中,要避免野蛮操作,以防止变形、擦伤等;②运输过程中做好防水、防晒等防护工作,不可使用着色雨布覆盖,以防污染;③仪表管在存储过程中,以上轻下重为原则,堆放高度不宜过高,避免管子形变;④仪表管对空气中PH值较敏感,应两头封盖,单支套袋,且不可随意取下,以免其直接暴露于大气中;⑤仪表管要做好隔离工作,不要直接接触地表、铁锈等,以免造成渗透污染,⑥安装过程中,要远离气焊、气割等作业,此类作业会导致空气中某种物质含量超标,易使管子受污染或在表面附着氧化层造成管材质量下降.
7海洋石油平台仪表控制系统的发展趋势
        7.1仪表控制系统多元化到智能化
        水文控制系统实现了从多元化向传统上以继电器为导向的智能系统的过渡,以实现简单的控制机制,但随着技术系统的发展,系统不断更新,导致了混合控制系统。与此同时,海洋控制系统逐渐智能地移动,将控制网络与安全网络分开。控制算法迄今只能通过滑块或DCS实现。现在很容易将PID模块植入变频器或执行器中,分散控制器,逐渐减轻DCS的负荷,提高平台测量控制系统的可靠性。在ESD和F&G系统中,过去对控制器的依赖程度很高,到目前为止,关闭关键的关机和警报系统需要进行系统控制,并且不断出现问题,ESD和F&G出现安全问题。ESD和F&G的分离大大提高了系统的可靠性和稳定性。
        7.2数字化仪
        为满足现代化的要求,控制系统应选择一条总线,以减少电缆和桥梁消耗80%,将监控点无线转换为无线形式,平台或平台与国家之间的无线通信技术,无线技术的灵活性,降低成本,以及安全可靠的技术
        7.3控制的灵活性和准确性
        在我国现代工业发展中,质量要求也在提高,为了提高平台质量,海洋平台控制系统需要改进,使其更加灵活准确,在各个阶段改进海底设备的设计和维护,降低平台操作系统的复杂性,以便利爱默生戴尔等日常任务。
结束语
        通过对仪表管质量进行系统分析和研究,已经能够对现有仪表管质量进行明确评判,并形成了一整套质量管控策略,能够系统管控仪表管质量,但仪表管相关系统的泄漏或失效不仅仅源于仪表管原材料,仪表管安装的质量也要保证,只有整个系统都完好,才能保证其正常运转,发挥相应功效。
参考文献
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