天然气集输管接头防腐方法

第ｌ卷第１期　ｔ庆石油高等专科学校学报　ｌ９９９年３月　③　天然气集输管接头防腐方法　（重庆石油高专教　教￣　４４０００ｏｏ４０４２　）　ｆ伫、／　ｊ　Ｄ　，　摘　要　对内涂防腐层的天然气集输臂接头处的防腐，提出在接头处加装内衬臂】占ｌ陌击妻　写臂接头焊缝接　魑的方案，并探讨了内村管的密封、陌热、结梅　辱　题　Ｔ　关键词盟墨生　苎苎丝　连，　道　擂　目前，我国天然气的运进集输，主要靠臂线进行。天然气中的硫化氢气体对集输臂具有腐蚀作用，影响集输蕾线的　使用寿龠。这是长期困扰我国天然气集输的一个问题。　天然气集输臂的防腐，可采用内涂防　庸层的方法　但臂线的接头处，由于焊接　电弧所产生的高温破坏了臂内壁的防腐　涂层，因而解决此处的防腐是问题的关　键。目前现场集输蕾的联接广泛采用手　工电弧焊。我们认为可通过在集输蕾接　头处加装内衬臂的办法，来实现对管线接　头处的防腐，即用陌热层保护内衬管内壁　的防庸涂层，井通过密封措施陌离天然气　…．　与臂接头焊缝接魑，从而实现营接头的防　庸，如图１。谈方案在考虑工艺性和经济　性的条件下，需要解决好内衬臂的密封、　陌热和内衬蕾结梅设计等三个问题。　生嫱　一一　１．内衬管密封　内衬蕾密封就是要在内村管与集输　臂大小头短接之间实现密封。阻止泄嗣的　圈１囊　蕾内潦量蕾段联接接头示意圈　天然气与集输臂大小头短接处的焊缝接触。集输蕾的工作条件是：工作压力Ｐ《１６ＭＰ＇ａ．工作温度ｔ《８ｏ　．Ｉｔ＇送介质古　有高浓度谴化氢气体。造成天然气泄嗣的原因主要有两个：一是密封面上有问嚏；二是密封两翻有压力差。漓睐或域小　任一因素都可以阻止或域小泄嗣。显然，此处只有通过消除问嚏才瞻阻止天然气的泄嗣，实现密封。　根据天然气集输蕾的工作特性和条件，集　管和内衬臂问的密封可采用成形橡胶填料密封，即用密封圈填塞泄嗣通　道，阻止泄嗣。这类密封靠密封件在装配时的压缩力和工作时的介质压力．使密封件产生弹性壹形所形成的接魑力而起　密封作用。　１．１　０型密封圈的特点　密封盟按其截面形状有０形、Ｙ形、ｖ形和Ｌ形等，它们的工作特性各有不同，综合考虑其它因素．我们选择０型密　封盟（简髂０型盟）。０型盟的密封性能良好，密封压力能适应从１．３３ｘ１０　ｈ的真空列４００ＭＰａ的高压（动密封可达　３５Ｍｅ．ａ］，它的自封能力强．制造安装容易．经济性好。　０型盟工作状态下的材料行为类似于高牯度的流体，具有把压力传递列与其接魑衰面的特性，其工作情况如图２所　示，当０型盟装在淘槽中．受到一定程度的压缩（压缩率通常为８％～２５％）时，便产生一十韧始接触应力Ｐｏ，如图２ａ。　在压力极低或等于０的被密封流体（如水、气、油等）作用下（起密封作用的应力分布如图２ｂ）．Ｏ型盟靠自身弹性变形即　可形成密封。在高压流体作用下，Ｏ型圈被压向淘槽一翻，产生图２ｃ所示的接魑应力分布．阻挡了流体的泄嗣通道而起　密封作用。在流体高压　作用下，实际上此时起密封作用的密封压力等于０型盟的初始接魑应力　与在藏体压力作　用下所产生的接触应力之和即　，显然　）Ｐ口．因而０型盟的密封作用进一步强化，此种效果舜之为自密封，其密封　应力分布如图２ｄ所示　自密封作用的强弱与０型暖的韧始接触应力、儡合体的接触表而粗糙度、加工精度等有关，而０　型盟的韧始接触应力直接受淘槽深度影响　一般说来，０型盟的韧始接触应力越大、儡合体的表而质量越高、加工越精　维普资讯 http://www.cqvip.com

第ｌ巷第１期　羽成铜阵国发：天然气集输管接头醇腐方击　７　田２　０蔓■的密封琢理　密．密封性能靛越好，但０型圈的初始接触应力太大．装配困赡．而儡台体的表面质量和加工精度蔓求太高，加工困赡，这　是一对矛詹．曩综合加以考虑。　１．２　０型■材曩的选择　显然０型田的材质，除了应具有高的耐腐蚀性、高的耐热和抗老化性能之外，还应能承受高压，具有较高的机械强度　以及良好的弹性。能较好蒲足上述性能蔓求的椽艘材料有丁腑一柏糠膛（腔号３５５０４）和呦氟糠腔两种，它霄１备有特　点　丁爵椎歧弹性好．机械强度高．永久变形小，低温性能好，价格低　。氟糠膀的耐腐蚀性、耐老化翱高薯性能较好（可　在一∞℃．３０ｏ℃的温度范围内工作，使用寿龠较长．柏较长期保证密封质量，但价格较高。因此，应优先选用ＦＩ姗氟　糠腔。　１．３　０型■的淘擅尺寸辅定　沟擅深度日（岫）由文献［１１中０型■有拉仲量时的压缩率Ｅ　计算公式可推稃　ｒ　———一　式中，　＝成√｛一０　薹蘧　１ｔ＝ｄ。（１一ｅ　）　３５为。型暖拉伸后的实际新面直径（妯），其中　为。型■公称断面直径（妯），＾　为经验景　致．对氟糠胶可取１．４５；占为。型■的拉仲率．根据工作压力和密封性质，取１．ｏＩ；压缩率Ｅ。可取∞％。　沟槽宽度曰（妯）由下式计算　＝ｋｌ，ｄ　式中，　为沟糟宽度菜敷，　＝１，３—１，５　沟槽宽度　应太于０型啊装配压缩后的宽度风（妯）．Ｏ　ｎ的计算式为　１　马＝（　＿一０．６ｅ。）面　１．４　０翌啊装鼍时的●攘阻力　为便于施工装配．糯计算出０型暖装配时的摩攘阻力　，诙阻力可由下式计算　ｎ＝，ｒｍ（Ｎ）　式中．Ｄ为０型啊公称外径（删ｎ）；　为由０型啊压缩串ｅ　和邵尔Ａ硬度确定的系数．按ｅ　＝∞％，邵尔Ａ硬度为７ｏ，工　作压力为Ｌ６Ｍｔ￣．由文献【１］可查得口＝０．２４。　２内衬管设计　为了使加装内树臂后不因集输臂内径变化荷增加辅气阻力，内村管内径应尽量取与集辅管内径太小相同，内树管材　料选择亦与集输臂的相同，一般按∞钢设计计算　考虑到集输臂与内村管的密封、制造和安装等要求，内衬臂的结构设　计如图３，主要尺寸确定计算如下：　２，１内村管■热层段长度工ｆ　帅）　内衬管隔热层段长度的确定，妻能使得集输管焊接时０塑啊与集输管接触处的温度低于ｌ０ｏ　。由文献【２］低碳铜　温度场分布圈可知，在垂直于焊弧方向，距焊接中心ｌ】ｏ衄Ⅲ以上其温度才能迭鸹要求．试验也证实如此　臣此内村管隔　热层段长度应取￡≥２　ｘ　１ｌＯｎｕｎ。　２．２内衬警■热层檀琢口ｆ　）　维普资讯 http://www.cqvip.com

８　ｔ庆石曲高等专科学校学报　１９９９年３月　必须采取隔热措施保护内衬管的防腐涂层（一般防　腐涂层的工作温度可超过１００＂Ｃ）。从图ｌ可见，内村管　隔热层槽探由隔热层厚度、挡弧圈厚度和焊弧问层ｉｃ确定。　隔热层（隔热材料采用经烘干后的ｓＢ—ｌ９无尘石棉布或　无尘隔膜石棉布）厚度取３．２ｍｍ；挡弧强取０．８ｍｍ的板　材；焊弧问隙按焊接规范取２．６啪，最后取Ｄ≥６．５ｍ　２．３内村管ｔＩＩＩ‘｛ｍｍ）　内衬管壁厚的计算式　Ｐ　ｄ＇百　Ｃ　式中，ｄ’为内衬管外径（ｍｍ，除衬里管隔热层槽探ｎ）；口。　为管材屈服极限．ＭＰａ；Ｆ为设计因素，无人居住地带，＝　０．７２，城郊及人１３较密的农村Ｆ＝０．６；　为管子焊齄系　敷，无缝钢管取　＝ｌ，焊接钢管取　＝０．８；　为管村温度　减弱系数，气温１２０＂Ｃ以下时，　＝ｌ；Ｃ为腐蚀裕量，譬送　囤３内村蕾结构　净化气Ｃ＝０，中等腐蚀ｃ＝２—３，输送强腐蚀性的气体Ｃ＝４。　２．４内村管密封檀外径ｄ３ｌｎｍ１）　考虑防腐涂层的厚度，取由＝也一０．４，　为大小头短接孔内径（ｍｍ）ａ　３内衬管大小头艟接　在内村管大小头短接与集输管焊接后，对集输管内涂层进行涂敷之前，需保证内村管大小头短接有较高的内壁加工　精度（可取瑚～融）和表面质量，使其与内村管的密封质量得以保证。内衬管大小头短接的材料选摔和壁厚诗择与集输　管的相同。　４结语　在四川。中蝴气田地面集譬装置腐蚀与防腐工艺技术研究”项目中，我们对外径为Ｄ＝１０８ｍｍ，壁厚ｌ＝１２ｗａｎ的集　输管防腐联接接头按上述方法进行了设计。在川东石油开发公司油气田建设工程公司严格按理塌工作条件进行的多次　压力试验中，结果表明，按上述方法设计的集譬管防腐联接接头，密封质量超过了１８ＭＰａ，焊接后的内村管防腐涂层受到　了完好保护。现场反映．恢设计具有结构合理、工艺性好、装配方便、密封可靠、寿龠长的特点，完垒柏满足实际使用要　求。　参考文献　ｌ何存兴．酿压元件．机械工业出版社．１９８２　２张文啦．焊接冶金学（基本原理）．机械工业出版社，１９９３　（收稿日期：１９９８一ＩＩ一１９酱回日期｝１９９９—０２—２６）　Ａｎｔｉｓｅｐｔｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｎ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｐｉｐｅ　Ｊｏｉｎｔｓ　Ａｂｓ订ａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅａｌｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｐｉｐｅ　ｊｏｉｎｔｓ．Ｉｔ　ｐｕｔｓｆｏｒｔｈ　ａｐｌａｎｔｏ　ｓｅｔ　ｕｐ　ａｎｉｎｔｅｒｉｏｒｐｉｅ　ｐａｔｔｈｅｊｏｉｎｔｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓｆｒｏｍｔｏｕｃｈｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇ　ｓｅａｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｅｘｐｌｏｒｅｓ　ｓｕｃｈ　ｆｉｅｌｄｓ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｉｏｒ　ｐｉｅ　ｓｐｅａｌｉｎｇ，ｈｅａｔ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　ＫｅｙＷｏｒｄｓ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｐｉｅ　Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｐｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ