海上双层管道优快铺设技术
一、工程概述
渤海绥中36-1油田Ⅱ期开发工程原油外输管道连接海上中心平台和陆地终端,全长约70km。管道保温结构为双层:内管管径508mm,壁厚15.9mm,材质为 API5LX60;外管管径660mm,壁厚12.7mm,材质为API5LX52。内外管单根长度均为12m,内外管之间的环形空间填空泡沫保温材。这是目前我国乃至世界上距离最长、管径最大的海底双层原油保温管道。
该管道的海上铺设由中国海油滨海109铺管船进行,施工中采用了坡口加工、组对、焊接、检验技术,并率先使用了近期引起世界焊接业轰动的STT表面张力焊技术,管道铺设速度比以往提高了3倍,成为渤海石油高新技术的新亮点。
二、铺设工艺描述
坡口制备、焊口组对、焊接和焊口检验,是海底管道铺设中影响铺管速度的最为重要的作业环节。铺设新技术和新工艺主要在这4个环节上实施并改进,同时通过增加双节点预制减少了海上工作量,提高了铺管效率。
内管焊接工艺,主要包括:①用现场坡口机加工坡口;②用气动自爬行内对口器进行焊口组对;③用STT表面张力焊和自保护药芯焊进行焊接;④用自动射线机进行焊口检验。
外管焊接工艺,主要包括:①采用钢管出厂时的坡口形式;②用外对口器进行焊口组对;③用STT表面张力焊和自保护药芯焊进行焊接;④用超声波探伤设备进行焊口检验。
对双层海底管道的铺设工程来说,内管的坡口制备、组对、焊接、检验及保温等作业,是决定铺管船铺管速度的关键,也是新工艺、新技术应用的核心。
三、海管铺设新工艺和新技术
(一)坡口制备
内管坡口的制备采用美国SABRE公司的液压动力现场坡口加工机进行。坡口加工成形截面见图15-1。
图15-1 内管坡口加工成形截面
图15-2 窄坡口焊接形式
用坡口机加工坡口的优点在于:①窄坡口可减少焊缝金属的填充量,缩短焊接时间。绥中36-1油田Ⅱ期工程原油外输管道焊接采用窄坡口形式,使内管的焊接时间较采用标准坡口(图15.2)缩短了20%;②机加工坡口的精度高,管端垂直度好,这使组对精度和组对速度得到了保证,高组对精度为高质量的打底焊提供了保障;③机加工坡口的表面光洁,焊前打磨时间长,保证了焊接质量;④现场坡口加工机的自动化程度高,设置的坡口尺寸在铺设过程中始终如一;⑤机加工坡口加工速度快,加工单个坡口只用5min。
(二)组对
在以前的工程中,组对作业用外对口器进行,其主要缺点是:①掺和手工组对,效率低,通常的组对时间为5min左右;②在组对过程中,组对间隙等参数由人工调节,这不仅增加了组对难度和组对时间,而且难以保证组对质量。
在绥中36-1油田Ⅱ期工程原油外输管道焊接中,内管的组对采用了气动自爬行内对口器。内对口器在铺设过程中始终放置在管内部,在完成一个焊口的组对和根部焊接后行走到下一个管端,对口器的所有动作都由管外部的有线控制箱遥控。
内对口器相对外对口器的优点在于:①组对效率高,正常组对时间为15~30s;②组对精度高;③一旦对口器调整完毕,就可以保证在后续所有焊口的组对中得到高组对精度;④可预先设定组对间隙,保证高组对精度和高组对效率;⑤组对过程的所有操作都通过遥控器完成;⑥高组对精度为后续根部焊接提供了质量保证。
(三)焊接
绥中36-1油田Ⅱ期工程原油外输管道焊接,采用STT表面张力焊封底,自保护药芯焊填充和盖面。STT表面张力焊是美国林肯公司20世纪90年代的最新技术,具有封底速度快、背面成型好、容易操作等特点,非常适合管道封底焊接;自保护药芯焊具有焊接速度快、抗风能力强等特点,是取代传统手工向下焊的一种半自动焊接方法。
Srr表面张力焊工艺特点是:①与世界上海底管道铺设采用的其他气体保护焊工艺相比,具有不需焊接衬垫就能完成打底焊的特点;②焊缝RT通过率超过99%;③在坡口间隙和管口错皮量较大情况下,仍能完成单面焊双面成型;④全位置焊接;⑤焊丝自动送进,焊接效率是纤维素下向焊的2倍;⑥100%C02气体保护,成本低。
自保护药芯焊的工艺特点是:①焊丝自动送进,焊接效率高;②焊缝金属熔敷速度最高达3.6kg×h-1(纤维素效率只有1.5kg×h-1);③无须气体保护,抗风能力强,适合海上作业;④焊缝机械性能满足-40℃低温冲击韧性要求,更适合目前及将来对焊缝高强度、高低温冲击韧性要求;⑤全位置焊接;⑥焊缝RT通过率超过99%。
(四)检验
在该海管铺设工程中,内管的焊口采用自动伽马射线机检验,外管采用了超声波检验。自动伽马射线机的曝光方式为360°圆周曝光,射线源为伽马源,射线机由国内厂家根据中国海油技术要求进行设计和制造。
自动伽马射线机的主要功能包括:①射线机行走由管道外部控制箱控制;②射线机在焊口处的定位通过焊口附近的定位源进行自动实施;③伽马源的出源和收源为自动控制;④射线机装有冷却装置,可保证机器在管内温度不超过80℃的情况下正常使用;⑤焊口曝光一次完成,检验时间短。
四、新工艺和新技术的效率分析
(一)作业时间
采用新工艺和新技术后的内管主要作业时间见表15-1。
表15-1 焊接内管的作业时间表15-2 焊接效率对照表
中国海洋石油高新技术与实践
(二)焊接效率
新焊接工艺与纤维素下向焊工艺与工程中内管焊的焊接效率对照见表15-2,其焊接时间为2名焊工同时进行1道内管焊接的时间。
(三)新工艺在管道铺设效率上与旧工艺的比较
新工艺与旧工艺在管道铺设效率上的比较是针对绥中36-1油田Ⅱ期开发海底管道铺设工程的,旧工艺每天最多能铺设12m长的双层管段15根,新工艺每天最多能铺设68根。
因此可以得出如下结论:①STT表面张力焊和自保护药芯焊是海底管道铺设焊接中的一种高效、高质量焊接方法;②STT表面张力焊是进行有开口间隙根部焊接的最佳焊接方法;③可预设坡口间隙的气动自爬行内对口器与STT表面张力焊的组合,是目前进行有开口间隙根部焊接的最佳方案;④坡口机加工、气动自爬行内对口器、STT表面张力焊、自保护药芯焊和自动伽马射线机的组合,是一套完整、高效、高质量、经济、可操作性强的海底管道铺设组对、焊接、检验方案。
钢管对接要求:
1、焊口位置应避开应力集中区,且便于施焊及焊后热处理。
2、焊件组对前坡口及其内外层表面不小于15mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等清除干净,并露出金属光泽,且不得有裂纹、夹层等缺陷。
3、焊件组对时,内壁应齐平,内壁错边量不得超过厚度的10%,且对接单面焊不得大于1mm,对接双面焊不得大于3mm。
4、焊接件的切割和坡口加工宜采用机械方法,也可采用氧乙炔焰热加工方法,但必须去除坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层,并将凹凸不平处打磨平整。
5、焊件组对的坡口形式及对口间隙,复合设计图纸要求及《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》规定。
扩展资料
钢管规格:
1、规格:螺旋钢管的规格要求应在进出口贸易合同中列明。一般应包括标准的牌号(种类代号 )、钢筋的公称直径、公称重量(质量)、规定长度及上述指标的允差值等各项。
我国标准推荐公称直径为8、10、12、16、20、40mm的螺旋钢管系列。供货长度分定尺和倍尺二种。我国出口螺纹钢定尺选择范围为6~12m,日本产螺纹钢定尺选择范围为3.5~10m。
2、外观质量:
表面质量:
有关标准中对螺纹钢的表面质量作了规定,要求端头应切得平 直,表面不得有裂缝、结疤和折迭,不得存在使用上有害的缺陷等。
外形尺寸偏差允许值 :
螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关标准中作了规定。如我国标准规定,直条钢筋的弯曲度不大于6mm/m,总弯曲度不大于钢筋总长度的0.6%。
参考资料:
百度百科—钢管
在大多数用户的认知里,钢管会随着时间的流逝,慢慢受到空气的氧化,最终生锈,成为废铁。而我们常见的钢管大多数都是被刷上了一层亮丽的油漆,刷上油漆的目的就是隔绝钢管与空气直接接触,使得生锈的这个过程变得更加缓慢。在很多工业上的钢管,对于防腐防锈的工程都做得比较好,这就是要注意钢管刷漆的工艺流程了,那么钢管刷油漆的工艺流程是怎么样的呢?小编今天的文章就来为大家简单的介绍一下。
1、电动旋转钢丝刷除锈
先将管道表面的残留油物清理完毕,再用锤敲击或钢丝刷、废砂轮片出去严重的厚锈和焊渣,再用刮刀、砂布、粗破布除去氧化皮、铁腐锈及其它垢污,如有油污的地方采用清洗剂清洗干净。夹角、背角、横挡死角等部位,采用钢丝刷双向来回多次打磨,清理后表面洁净无污。
除锈等级应符合ST2.5级标准。被涂物表面无可见的油脂和污垢,没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层表面处应满足大气环境的相对湿度大于85%,金属表面温度不低于露点温度3℃。
2、油漆涂装
涂装前还应对处理过的表面进行清理,除去灰尘杂物,经检查合格填写隐蔽施工签字后方可涂装。防腐涂料使用前,还应做二次抽查,合格后方可涂装。
使用涂料时,应搅拌均匀,对双组份涂料要严格按说明配比,不能随意更改。
使用稀释剂时,其种类和用量应符合生产厂家的标准规定,配制涂料时,必须用细铜丝网过滤,并用涂-杯测定粘度后使用。
施工温度、湿度要按说明书要求,如遇雨、雾、大风天气不得进行室外施工。
手工涂刷:应自上而下,从左至右,先里后外,先斜后直,先难后易,纵横交错地进行。
3、施工要求
涂层的第一道漆膜表干后,方可进行下道涂层施工,涂刷时层间要纵横交错,均匀涂刷,每层应往复进行。所有涂层不得漏涂,涂层表面应光滑平整,颜色一致,无针孔气泡、流挂,剥落、粉漆、破损等缺陷,结合力达二级以上每道厚度及总干膜厚度应完全满足该涂料的技术指标。
每道涂层间隔不宜超过小时,最好在第一道漆未干透时作第二道漆,时固化已久涂层用砂布打磨后再刷下一道漆。
每道工序施工隐蔽前要经甲方质检人员检查验收后,做到表面洁净,无油漆、灰尘、每道漆膜要采用漆膜测厚仪检测干膜厚度是否符合设计要求。
施工应严格控制各涂层的厚度,厚度要达到设计要求。外部构件上死角、难刷部位,应用小刷子先涂,先刷以免出现漏涂、漏刷现象。小型构件的除锈要彻底,防腐时可采用喷漆,来保证漆膜的完整性。
说起来,很多用户会认为钢管刷油漆非常简单,就是将油漆用刷子一点一点刷上去就可以了,看过小编的文章之后,用户们是不是觉得其实给钢管刷油漆并不是那么容易的呢?由于工业上的需求,钢管不仅要注意表面的光洁亮丽,还要注意内部的保护,所以在刷漆的过程中,要进行相应的质量检查,时间也要控制得当。小编的文章到这里就结束了,希望小编的文章能够帮助到大家。
2、 焊条的技术性能应符合下列要求:
2.1电焊条
2.1.1焊条涂料要均匀、坚固,无显著裂纹,无成片剥落。
2.1.2容易起电弧、燃烧、熔化均匀,无过大的金属和熔渣飞溅,无因焊条不能连续熔化而产生的“焊瘤”。
2.1.3熔渣应均匀盖住熔化金属,冷却后易于除掉。
2.1.4熔化金属无气孔、夹渣和裂纹。
2.1.5天气潮湿,焊条的存放时间过长时的,应按照焊条厂的技术要求进行烘干,如烘干后仍不符合要求,不得用于管道焊接。
2.2、气焊条
2.2.1焊条应熔化稳定,无过大的飞溅。
2.2.2焊缝表面无气孔。
3、焊接前,应将焊口两侧各不少于10mm范围内的铁锈、污垢、油蜡等清除干净,直至露出金属光泽。焊接过程中应采取措施,防止受雨水、污水的侵袭。
3、 点焊应符合下列要求:
4.1点焊所用的焊条性能,点焊焊缝的质量,均应与焊接相同。
4.2钢管的纵向焊缝(包括螺纹管焊缝)端部,不得进行点焊。
4.3点焊厚度,应与第一层焊接厚度相似,其焊缝根部必须焊透。点缝长度和间距,可参照下表规定:
管径(mm) 点焊长度(mm) 环向点焊(处)
350~500 50~60 5
600~700 60~70 6
≥800 80~100 点焊间距不宜大于400mm
5、 管道接口的焊接,应注意焊接操作顺序和方法,防止受热集中而产生内应力。
6、 多层焊接,第一层焊缝根部必须均匀焊透并不得烧穿,在焊接以后各层时,应将前一层熔渣全部清除干净。每层焊缝厚度一般为焊条直径的0.8~1.2倍。各层引弧点和熄弧点均应错开。
7、 在炎热天气,焊接钢管管道的闭合接口和异型管件,应选择在当天气温低的时候进行,以减少温度应力。
8、 焊接电流一般可采用下式计算。
8.1平焊I=kd
式中I—电流(安培)
d—焊条直径(mm)
k—系数,根据焊条决定一般取35~50
8.2立焊和横焊,电流比平焊少5~10%。
8.3仰焊,电流比平焊少10~15%。
9、焊缝的焊接层数,焊条直径和电流强度,应根据被焊钢板的厚度,坡口形式和焊口位置决定,一般应按下表选用。但横、立焊时,焊条直径不应超过5mm,仰焊时,焊条直径不应超过4mm。
10、 电弧焊接的焊接层数、焊条直径及电流强度。
10.1不开坡口对接
钢板厚度mm 焊缝形式 间隙mm 焊条直径mm 电流强度平均值(A)
平焊 立仰焊
3~4 单面 1 3 120 110
5~6 双面 1~1.5 4~5 180~260 164~230
10.2V型坡口对接
钢板厚度mm 层数 焊条直径mm 电流强度平均值
第一层 以后各层 平焊 立、横仰焊
6~8 2~3 3 4 120~180 90~160
10 2~3 3~4 5 140~260 120~160
12 3~4 4 5 140~260 120~160
14 4 4 5~6 140~260 120~160
16~18 4~6 4~5 5~6 140~260 120~160
10.3搭接与角接
钢板厚度mm 层数 焊条直径mm 电流强度平均值
第一层 以后各层 平焊 立焊 仰焊
4~6 1~2 3~4 4 120~180 100~160 90~160
8~12 2~3 4~5 5 160~180 120~230 120~160
14~16 3~4 4~5 5~6 160~320 120~230 120~160
18~20 4~5 4~5 5~6 160~320 230~230 120~160
11、 焊接金属结构架时,应先从最短的焊缝开始,集中的焊缝应跳开焊,长焊缝应采取分段退焊法焊接,防止受热集中而产生焊件变形。
12、 焊缝在外观上应符合下列要求:
12.1焊缝表面光洁,宽窄均匀整齐,根部应焊透。
12.2焊缝表面凸出管皮高度(加强面)
12.2.1转动管子的焊接,其高度为1.5~2mm,但不得大于管壁厚度的30%。
12.2.2不转动管子的焊接,其高度为2~3mm,但不得大于管壁厚度的40%。
12.2.3加强面的宽度,应焊出坡口边缘2~3mm。
13、管壁厚度在10mm以内时,咬边的深度不得大于0.5mm,长度不得大于25mm,所有咬边在总长度不得大于焊缝总长度的25%。
14、焊接完成经检查合格后,应及时按照管身所用方式及标准对焊缝进行内外防腐。
管道防腐
钢管的防腐按图纸要求,采用环氧煤沥青漆外包玻璃丝布,外涂面漆防腐 外壁施工工艺流程:
管道除锈→涂底漆→第一遍面漆→第二遍面漆→缠玻璃丝布→面漆→面漆;
内壁施工工艺流程:管道除锈→涂底漆→第一遍面漆→第二遍面漆→第三遍面漆
1、管道除锈
涂底漆前管子表面应清除油垢、灰渣、铁锈、氧化铁皮。采用喷砂除锈其质量标准达到Sa2.5级。
2、管子表面除锈后涂底漆,之间时间间隔不超过8小时,涂底漆时,基面应干燥。底漆涂刷均匀、饱满,不得有凝块、起泡现象,管两端150~250mm范围内不得涂刷。
3、底漆表干后涂刷面漆和包扎玻璃丝布,底漆和第一遍面漆涂刷的时间间隔不超过24小时。
4、环氧煤沥青涂料采用双组份,常温固化型的涂料;玻璃丝布采用干燥、脱蜡、无捻、封边、中碱、经纬密度为10*12根/cm~12*12根/cm的玻璃丝布。面漆涂刷后立即包扎玻璃丝布,玻璃丝布的压边宽度为30~40mm,接头搭接长度不小于100mm,各层搭接接头相互错开。玻璃丝布油浸透率达95%以上,不得出现大于50mm*50mm的空白,管端留出150~250mm阶梯形搭茬。
5、管道接口处施工要在焊接试压合格后进行,新旧防腐压边不小于50mm,接头搭接长度不得小于100mm,接茬处应粘接牢固、严密。
6、钢管外壁涂层机构:一底两面一布两面,干膜总厚度400µm。
7、钢管内壁涂层机构:一底三面,干膜总厚度300µm。
8、外防腐施工完毕后按设计要求或«给水排水管道工程施工及验收规范»中表4.3.11中相对应的要求进行质量检测。
扩展资料:
埋地涂塑钢管是以钢管为基体,通过特殊工艺在内壁熔融喷涂或吸附食品级环氧粉末涂料或PE原料经高温固化而成的新型复合材料。具有优良的耐腐蚀性和比较小的摩擦阻力。
环氧树脂涂塑钢管适用于给排水、海水、温水、油、气体等介质的输送,聚氯乙烯(PVC)涂塑钢管适用于排水、海水、油、气体等介质的输送。
参考资料:
埋地涂塑钢管_百度百科
1.涂底料前管体表面应清除油垢、灰渣、铁锈人工除氧化皮、铁锈时,其质量标准应达Sat3级喷砂或化学除锈时,其质量标准应达Sat2.5级
2.涂底料时基面应干燥,基面除锈后与涂底料的间隔时间不得超过8h。涂刷应均匀、饱满,涂层不得有凝块、起泡现象,底料厚度宜为0.1~0.2mm,管两端150~250㎜范围内不得涂刷
3.沥青涂料熬制温度宜在230℃左右,最高温度不得超过250℃,熬制时间宜控制在4~5h,每锅料应抽样检查,其性能应符合表5.4.5的规定
5.4.55.4.5
4.沥青徐料应涂刷在洁净、干燥的底料上,常温下刷沥青涂料时,应在涂底料后24h之内实施沥青涂料涂刷温度以200~230℃为宜
5.涂沥青后应立即缠绕玻璃布,玻璃布的压边宽度应为20~30mm,接头搭接长度应为100~150mm,各层搭接接头应相互错开,玻璃布的油浸透率应达到95%以上,不得出现大于50mm X 50mm的空白管端或施工中断处应留出长150~250mm的缓坡型搭茬
6.包扎聚氯乙烯膜保护层作业时,不得有摺皱、脱壳现象压边宽度应为20~30mm,搭接长度应为100~150mm
7.沟槽内管道接口处施工,应在焊接、试压合格后进行,接茬处应粘结牢固、严密。