360度对管器的研制

摘 要：新疆油田公司重油开发公司采油作业三区所辖九6区于1989年建成投产，简230井区于2000年投产，目前作业区管理着转油站2座、计量站163座。全年产液450万t左右，年产油量26万t。

作业区成立至今，对现场存在的安全隐患、不合理点及可优化点进行维修优化。在维修的过程中有大量的管线、法兰连接操作，由于法兰、管线受长期埋地、定位或环境温度变化的影响，使管线、设备产生微移或变形，导致拆卸检修后安装的过程中两管线错位现象，对设备维修安装造成一定的困难及安全隐患。

关键词：360度；管线对接；常见缺陷；防止措施

中图分类号：TE832 文献标识码：A

一、前言

压力管道通常是指一个管道系统，除了管道本身，它还包括各种不同型号规格的阀门、管配件（如：弯头，三通，法兰等）、螺栓、垫片、管托、支吊架等，石油化工装置中的压力管道施工，具有力量投入多、施工工期长、质量控制难度大等特点。

随着目前大型和特大行石油化工装置相继进入后期维护阶段，施工维护工期不合理性导致施工质量控制具有更大难度。部分施工企业为了抢工期，保进度，抱有侥幸心理，甚至以牺牲工程质量为代价，为压力管道运行留下安全隐患。

在日常过程中法兰连接、管线焊接连接操作极为普遍，在设备大修及日常管理当中都会有很多次的管线对接，一半以上的存在以下问题：

（1）设备拆卸后安装，法兰连接操作存在着两个法兰面不易对中，需要用撬杠、钢丝绳、改锥等工具采取撬、拉、别等措施才能安装到位。由于撬杠无法固定，螺栓连接的过程中只要操作人员稍有用力不匀法兰就会发生位移，存在撬杠易打滑、改锥容易变型的现象。操作不规范、工作效率低，甚至会带来打滑后撬杠伤人的安全隐患。

（2）由于管线的腐蚀和工艺的要求需要我们经常对管汇进行更换。由于安装焊接拉力的不同，钢材材质自身微变，温度、压力以及回填管沟管线受压变形等多种原因，使管线错位。如果遇到错位严重的地方，只有采用撬杠、千斤、倒链或卸松其它法兰螺丝，甚至使用电气焊进行切割、焊接使之复位。

二、现状调查

为了安全高效的完成本年度检修工作任务，对目前大量的管线连接安装操作中存在管线不易对中、而且，由于管线、法兰有时两个对接面的不同，操作过程中一种工具无法完成，改善操作时间长的现状刻不容缓。

法兰、管线连接操作更安全可靠、方便快捷、步骤规范，是一个摆在操作员工面前需要切实解决的问题。为此，小组成员对管线对中和法兰对中进行了对中员工人数，对中时间，管径，法兰直径进行了一次原因调查分析。

（1）法兰上因为孔多，容易找支点，易对中，连接法兰需要14min，人员2～3人。平均2.5人，实际3人，属地员工3人。

（2）管线上是光滑的，不容易找支点，不易对中。连接操作平均总计用时16min完成管线安装操作，操作员工3～7人。平均为4.5人，实际操作人员为5人。属地员工4人，一人为电焊工。

（3）管径越大越不好连接。大管径错位后，需要的回复力大，用人多，用时多。

由于管线和法兰它的错位性质是一样的，而且管线对中用人明显高于法兰对中人数，如果能彻底解决管线焊接的对正，就能完成法兰的有效对正。

三、设计新型360度对管器

1 设定目标值

（1）根据前期表6、表7管线连接操作调查表中数据显示，管线连接平均16min，最短为8min，因此我们确定挑战这一时间，将活动目标定为：进行管线连接操作时间控制在5min以内。

2 目标可行性分析

（1）法兰在对正的情况下，1人上齐8条螺栓需要1min，而拆装对管器时间只要低于4min，就能完成目标值。

（2）动火作业要求不超过2人。属地员工1人，电焊工1人。

（3）小组成员都是富有研发经验的高技能人才。

（4）作业区领导的大力支持。

3 设计新型对管器

（1）部件加工制作

切割加工制作H形支架，横板长度为220、宽度为50mm；距离端头15mm处钻孔φ9mm。用两块相同的悬挂钢板和支架板焊接在一起。在悬挂钢板外侧钻孔φ15mm。

研制新型360度对管器，该装置主要部件有（图2）：主体材料，支架部分、支架与顶丝配合、连接部分，悬挂装置，加力部分组成。

通过研制新型管线对接装置，现场操作人员对管线进行对中（图4），对中操作时间在3～5分钟完成。

（2）结论

实际操作验证，360度对管器的研制成功，在检修中对中管线、法兰时起到操作省时、省力的作用。并且对接操作的过程中，可以避免以往使用撬杠对中打滑的现象，完全达到活动目标。

四、输油、气管线在线焊接时常见的缺陷及防止措施如下：

（1）焊接烧穿

在带压管道上施焊时，如焊接熔池下方的金属不能承受熔池重力或内压应力时，就会出现烧穿泄漏现象。焊接前需要用超声波测厚仪检查焊接部位管道的实际厚度，然后根据需要的熔深确定焊接参数或焊接热输入：影响烧穿的因素主要是壁厚、焊接参数、钢管内压、焊条药皮类型、管内介质的种类及流动条件等。通常壁厚增加、管内介质流速增加、管内压降低均使焊接烧穿的危险减小。

（2）氢致裂纹

管内介质的流动，加速焊接区的冷却，促使焊接接头硬化及氢致裂纹的产生。为了避免焊接氢致裂纹的形成，除了采用低氢焊接材料和降低焊接应力外，必须设法降低焊接热影响区的硬度，并减少淬硬组织的构成比例。为此对焊接热输入、焊接预热温度以及回火焊道技术的配合应用提出了要求。

五、经济效益

（1）目前共加工对管器2套，加工成本为500元/套（秦胜公司机械加工厂），总成本为：500×2=1000（元）

（2）连接管线、法兰时使用360度对管器，节约大量人力及时间。通过数据统计，对管器制作完成后，目前采油作业三区平均每天用2次，按操作员工每人月平均工资4000元，日工作时间为8h计算，平均每个节约操作时间为（原用时16min-现用时3）+16×3=61min，每年用480次，故降低人工操作成本计算为：

节约人工成本=[（月工资/工作时间]×每个节约时间×检修期间所需要操作个数-制作个数-制作成本=[（4000/20× 8×60）]×61×240×2-1000=11297（元）

六、社会效益

（1）安全可靠，有效的降低了员工的劳动强度，杜绝操作中存在的打滑等安全风险。

（2）在操作过程中，利用对管器可节约操作员工2人。

（3）装置加工成本：总成本费用500元/个。低成本解决了生产中的管线安装操作中存在的问题，实用性强，并具有较好的推广应用前景。

结论

经实际操作验证，360度对管器的研制成功，在检修中对中管线、法兰时起到操作省时、省力的作用。并且对接操作的过程中，可以避免以往使用撬杠对中打滑的现象，减少了对操作中工的伤害，提高了劳动效率。

参考文献

[1]马国光.涡流工具在气田地面集输上的应用研究[J].油气田地面工程，2015（11）.