管道 - 長距離輸送裝置
管道是用管子、管子聯(lián)接件和閥門等聯(lián)接成的用于輸送氣體、液體或帶固體顆粒的流體的裝置。通常,流體經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵和鍋爐等增壓后,從管道的高壓處流向低壓處,也可利用流體自身的壓力或重力輸送。管道的用途很廣泛,主要用在給水、排水、供熱、供煤氣、長距離輸送石油和天然氣、農(nóng)業(yè)灌溉、水力工程和各種工業(yè)裝置中。
前景
管材通稱
當(dāng)流體的流量已知時(shí),管徑的大小取決于允許的流速或允許的摩擦阻力 - 壓力降。流速大時(shí)管徑小,但壓力降值增大。因此,流速大時(shí)可以節(jié)省管道基建投資,但泵和壓縮機(jī)等動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行能耗費(fèi)用增大。此外,如果流速過大,還有可能帶來一些其他不利的因素。因此管徑應(yīng)根據(jù)建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和其他技術(shù)因素綜合考慮決定。管子、管子聯(lián)接件、閥門和設(shè)備上的進(jìn)出接管間的聯(lián)接方法,由流體的性質(zhì)、壓力和溫度以及管子的材質(zhì)、尺寸和安裝場所等因素決定,主要有螺紋聯(lián)接、法蘭聯(lián)接、承插聯(lián)接和焊接等四種方法。
管材選用
壓力管道涉及各行各業(yè),對它的基本要求是“安全與使用”,安全為了使用,使用必須安全,使用還涉及經(jīng)濟(jì)問題,即投資省、使用年限長,這當(dāng)然與很多因素有關(guān)。而材料是工程的基礎(chǔ),首先要認(rèn)識壓力管道金屬材料的特殊要求。壓力管道除承受載荷外,由于處在不同的環(huán)境、溫度和介質(zhì)下工作,還承受著特殊的考驗(yàn)。
焊接技術(shù)
我國的油氣資源大部分分布在東北和西北地區(qū),而消費(fèi)市場絕大部分在東南沿海和中南部的大中城市等人口密集地區(qū),這種產(chǎn)銷市場的嚴(yán)重分離使油氣產(chǎn)品的輸送成為油氣資源開發(fā)和利用的最大障礙。管輸是突破這一障礙的最佳手段,與鐵路運(yùn)輸相比,管道運(yùn)輸是運(yùn)量大、安全性更高、更經(jīng)濟(jì)的油氣產(chǎn)品輸送方式,其建設(shè)投資為鐵路的一半,運(yùn)輸成本更只有三分之一。因此,我國政府已將“加強(qiáng)輸油氣管道建設(shè),形成管道運(yùn)輸網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略列入了“十五”發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)有關(guān)方面的規(guī)劃,未來10年內(nèi),我國將建成14條油氣輸送管道,形成“兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫”,總長超過萬公里的油氣管輸格局。這預(yù)示著我國即將迎來油氣管道建設(shè)的高峰期。
施工用鋼管
早期的管線鋼一直采用C、Mn、Si型的普通碳素鋼,在冶金上側(cè)重于性能,對化學(xué)成分沒有嚴(yán)格的規(guī)定。自60年代開始,隨著輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大,開始采用低合金高強(qiáng)鋼(HSLA),主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨。這類鋼的化學(xué)成分:C≤0.2%,合金元素≤3~5%。隨著管線鋼的進(jìn)一步發(fā)展,到60年代末70年代初,美國石油組織在API 5LX和API 5LS標(biāo)準(zhǔn)中提出了微合金控軋鋼X56、X60、X65三種鋼。這種鋼突破了傳統(tǒng)鋼的觀念,碳含量為0.1-0.14%,在鋼中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素,并通過控軋工藝使鋼的力學(xué)性能得到顯著改善。到1973年和1985年,API標(biāo)準(zhǔn)又相繼增加了X70和X80鋼,而后又開發(fā)了X100管線鋼,碳含量降到0.01-0.04%,碳當(dāng)量相應(yīng)地降到0.35以下,真正出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼。
焊接工藝
由于發(fā)現(xiàn)和開采的油氣田地處邊遠(yuǎn)地區(qū),地理、氣候、地質(zhì)條件惡劣,社會依托條件較差,給施工帶來很多困難,尤其低溫帶來的麻煩最大?,F(xiàn)場焊接時(shí),采用對口器進(jìn)行管口組對。為了提高效率,一般是在對好的管口下放置基礎(chǔ)梁木或土堆,在對前一個(gè)對接口進(jìn)行焊接的同時(shí),開始下一個(gè)對接準(zhǔn)備工作。這將產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力。同時(shí)由于鋼管熱脹冷縮的影響,在碰死口時(shí)最容易因附加應(yīng)力而出問題。現(xiàn)場焊接位置為管水平固定或傾斜固定對接,包括平焊、立焊、仰焊、橫焊等焊接位置。所以對焊工的操作技術(shù)提出了更高、更嚴(yán)的要求。
清洗
原因
長期管內(nèi)的油泥、銹垢固化造成原管徑變??;長期的管內(nèi)淤泥沉淀產(chǎn)生硫化氫氣體造成環(huán)境污染并易引起燃爆;廢水中的酸、堿物質(zhì)易對管道壁產(chǎn)生腐蝕; 管道內(nèi)的異物不定期的清除造成管道堵塞。
意義
管道在原材料鋼管、鋼板、不銹鋼等在軋制時(shí)會形成軋皮;管道在制造、儲運(yùn)及安裝過程中會形成鐵銹、焊渣和為防腐涂復(fù)在管道上的油質(zhì)防銹劑,塵土、砂子、水泥、保溫材料等雜質(zhì)。上述的軋皮、鐵銹、焊渣、防銹劑和泥沙等各種雜質(zhì)嚴(yán)重影響管道的正常使用,因此對管道進(jìn)行清洗,使管道內(nèi)恢復(fù)材質(zhì)本身表面。 清洗后,在干凈的金屬表面形成一層致密的化學(xué)鈍化膜,鈍化膜可以有效的防止污垢的再次產(chǎn)生,并且能有效的對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。使設(shè)備不受腐蝕或者其他化學(xué)破壞作用。能有效的保證設(shè)備的安全和延長設(shè)備的使用壽命。
方法
1、化學(xué)清洗:化學(xué)清洗管道是采用化學(xué)藥劑,對管道進(jìn)行臨時(shí)的改造,用臨時(shí)管道和循環(huán)泵站從管道的兩頭進(jìn)行循環(huán)化學(xué)清洗。該技術(shù)具有靈活性強(qiáng),對管道形狀無要求,速度快,清洗徹底等特點(diǎn)。2、高壓水清洗:采用50Mpa以上的高壓水射流,對管道內(nèi)表面污垢進(jìn)行高壓水射流剝離清洗。該技術(shù)主要用于短距離管道,并且管道直徑必須大于50cm以上。該技術(shù)具有速度快,成本低等特點(diǎn)。3、PIG清管:PIG工業(yè)清管技術(shù)是依靠泵推動(dòng)流體產(chǎn)生的推動(dòng)力驅(qū)動(dòng)PIG(清管器)在管內(nèi)向前推動(dòng),將堆積在管線內(nèi)的污垢排出管外,從而達(dá)到清洗的目的。該技術(shù)被廣泛用于各類工藝管道、油田輸油輸汽管道等清洗工程,特別是對于長距離輸送流體的管道清洗,具有其他技術(shù)無法替代的優(yōu)勢。
應(yīng)用領(lǐng)域
管道因其自身獨(dú)特的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用與多行業(yè),多領(lǐng)域。
