【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，屬于金屬管材修復(fù)。
技術(shù)介紹
1、由于天然氣在低碳環(huán)保、綠色潔凈等方面具有的顯著優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)中國(guó)天然氣的開(kāi)發(fā)量也呈現(xiàn)出了逐年上漲的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，中國(guó)含硫天然氣成為天然氣產(chǎn)能的中堅(jiān)力量。開(kāi)發(fā)這類氣藏，面臨高含硫腐蝕、環(huán)境惡劣、毒性大、事故后果嚴(yán)重等生產(chǎn)安全問(wèn)題，中國(guó)已形成一套含硫氣田地面集輸管道防腐工藝技術(shù)，抗硫碳鋼管道的電化學(xué)腐蝕能夠得到有效控制。
2、低合金集輸用鋼材由于經(jīng)濟(jì)性好、力學(xué)性能優(yōu)良、可焊接性優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于集輸管道。焊接是集輸管道的鋪設(shè)工藝，由于焊接時(shí)鋼材經(jīng)歷一系列復(fù)雜的非平衡的物理化學(xué)過(guò)程，從而造成焊縫區(qū)的化學(xué)成分不均勻、晶粒粗大、組織偏析等缺陷，焊縫的失效風(fēng)險(xiǎn)更高，在含硫化氫環(huán)境中，焊縫抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂能力均比母材低，是管道安全運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)。
3、油氣輸送管道在服役過(guò)程中，由于發(fā)生腐蝕等損傷，導(dǎo)致在役管道產(chǎn)生許多缺陷，后果是管道承壓能力降低、管道內(nèi)部介質(zhì)漏失、進(jìn)一步產(chǎn)生安全隱患并影響正常生產(chǎn)。油氣輸送管道不可能一出現(xiàn)缺陷就停止使用，為保證帶缺陷管道的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)其使用壽命，需要對(duì)帶缺陷管道采用合適的方法進(jìn)行修復(fù)。國(guó)內(nèi)外用于帶缺陷管道的修復(fù)方法大概可歸結(jié)為三大類：(1)焊接類型：堆焊、打補(bǔ)丁、打套筒，具有焊穿、氫脆和冷脆風(fēng)險(xiǎn)，不適用于含硫介質(zhì)管道；(2)夾具類型：夾具注環(huán)氧、夾具，適合于搶修用，不適合于長(zhǎng)期服役應(yīng)用；(3)纖維復(fù)合材料類型：玻璃纖維材料、碳纖維材料，適用性強(qiáng)、使用面相對(duì)廣。針對(duì)帶缺陷管道的修復(fù)，纖維復(fù)合
4、中國(guó)專利文獻(xiàn)cn?1853847?b提供了一種用碳纖維復(fù)合材料對(duì)焊縫缺陷修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)的方法，應(yīng)用于焊縫缺陷，特別是管道焊縫缺陷，該方法包括在焊縫及該焊縫的周圍區(qū)域按一定的尺寸及層數(shù)濕法粘貼碳纖維片材，使所需層數(shù)的該碳纖維片材沿管道的軸向、環(huán)向或與軸向呈一定角度緊密纏繞粘貼于需要處理的焊縫及該焊縫的周圍區(qū)域，使相鄰的兩層復(fù)合材料之間以平行、垂直或一定角度相互交錯(cuò)，缺陷補(bǔ)強(qiáng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法確定補(bǔ)強(qiáng)層的厚度、寬度和補(bǔ)強(qiáng)材料用量，該方法可使最終構(gòu)成的復(fù)合修復(fù)層的承壓能力達(dá)到并超過(guò)原始焊縫的承壓能力。中國(guó)專利文獻(xiàn)cn?106238970b公開(kāi)了一種凸臺(tái)角焊縫復(fù)合材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)方法，包括根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)寬度、補(bǔ)強(qiáng)層數(shù)和邊界的坡口要求，將裁好的復(fù)合材料纖維布+層間環(huán)氧樹(shù)脂粘浸膠依次對(duì)鋼管進(jìn)行交叉、螺旋纏繞，螺旋纏繞時(shí)復(fù)合材料纖維布相互搭接50％，將邊界坡口抹成斜坡15±5°，該方法避免了在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生泄漏等安全事故，特別是對(duì)交叉焊縫的裂紋沿著性能主管道直焊縫區(qū)域延伸開(kāi)裂的現(xiàn)象，避免了嚴(yán)重的災(zāi)害和損失的發(fā)生。中國(guó)專利文獻(xiàn)cn?114909542a提供了一種油氣管道缺陷修復(fù)裝置及方法，包括：兩個(gè)半圓柱筒體，兩個(gè)所述半圓柱筒體的上部、下部均通過(guò)可拆卸連接件連接并組成圓柱形的修復(fù)筒，所述修復(fù)筒內(nèi)設(shè)有環(huán)形的焊縫溝槽，能夠快速將管體缺陷位置進(jìn)行包裹，固定物纏繞包括聚乙烯冷纏帶固定纏繞、聚丙烯冷纏帶固定纏繞、鐵鏈纏繞鎖緊、環(huán)氧樹(shù)脂涂刷、環(huán)氧煤瀝青涂刷、玻璃纖維環(huán)氧煤瀝青涂刷、環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合材料涂刷纏繞方式中的一種或幾種，且通過(guò)可拆卸連接方式安裝修復(fù)筒，能提高工作效率。
5、輸送含硫天然氣的管道，由于硫化氫的原因，隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng)，輸送含硫化氫介質(zhì)的管道焊縫性能會(huì)出現(xiàn)下降、開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)提升。文獻(xiàn)《在役x52輸氣管線鋼塑性和韌性研究》(天然氣工業(yè)，第26卷第3期，2003年3月)研究表明，輸送含h2s的x52輸氣管線隨著服役時(shí)問(wèn)的延長(zhǎng)，其延伸率和j積分值會(huì)有所下降，并且焊縫及其附近降低的幅度大于母材，焊縫部位具有發(fā)生脆性爆裂危險(xiǎn)性增大。文獻(xiàn)《濕氣輸送天然氣管道腐蝕檢測(cè)與安全性分析》(油氣儲(chǔ)運(yùn)，第25卷第11期，2006年11月)研究表明，輸送含h2s的20號(hào)鋼輸氣管線隨著服役時(shí)問(wèn)的延長(zhǎng)，焊縫部位出現(xiàn)hic傾向，焊縫部位發(fā)生脆性開(kāi)裂的傾向增大。
6、焊縫性能下降，會(huì)給輸送含硫化氫介質(zhì)管道的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的風(fēng)險(xiǎn)隱患，而目前管道焊縫修復(fù)工藝只是針對(duì)發(fā)生的腐蝕等缺陷。含硫氣田集輸管道大量采用低合金抗硫管線鋼預(yù)制管道對(duì)接焊接形成環(huán)焊縫，針對(duì)長(zhǎng)期服役輸送含硫化氫介質(zhì)的管道環(huán)焊縫抗硫性能下降的修復(fù)方法依然欠缺。因此，亟需一種針對(duì)含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫抗硫性能的修復(fù)方法，保障含硫氣田低合金鋼集輸管道的長(zhǎng)期服役安全。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，能夠保障含硫氣田低合金鋼集輸管道的長(zhǎng)期服役安全性。
2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：
3、一種含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，包括以下步驟：對(duì)待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫依次進(jìn)行去氫熱處理、去應(yīng)力退火熱處理，然后采用碳纖維布對(duì)所述待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫進(jìn)行修復(fù)。
4、本專利技術(shù)的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，針對(duì)長(zhǎng)期服役于含硫氣田的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫抗硫性能出現(xiàn)下降、硫化物應(yīng)力開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)提升，從材料和應(yīng)力兩方面對(duì)環(huán)焊縫進(jìn)行修復(fù)，能夠快速、方便地使環(huán)焊縫抗硫性能下降得到有效修復(fù)、降低硫化物應(yīng)力開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，解決了現(xiàn)有管道環(huán)焊縫修復(fù)方法只是針對(duì)由于發(fā)生腐蝕等缺陷的問(wèn)題，為保障含硫氣田低合金鋼集輸管道的長(zhǎng)期服役安全，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
5、進(jìn)一步地，所述去氫熱處理的溫度為t1℃，250℃≤t1≤350℃；去氫熱處理的時(shí)間為t1小時(shí)，t1滿足：1.829小時(shí)≤t1≤5.76小時(shí)；t1與t1乘積滿足：640℃·h≤t1×t1≤1440℃·h。例如去氫熱處理的溫度為320℃，時(shí)間為1h。<本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：包括以下步驟：對(duì)待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫依次進(jìn)行去氫熱處理、去應(yīng)力退火熱處理，然后采用碳纖維布對(duì)所述待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫進(jìn)行修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：所述去氫熱處理的溫度為T1℃，250℃≤T1≤350℃；去氫熱處理的時(shí)間為t1小時(shí)，t1滿足：1.829h≤t1≤5.76h；T1與t1乘積滿足：640℃·h≤T1×t1≤1440℃·h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：所述去應(yīng)力退火熱處理的溫度為T2，600℃≤T2≤630℃；去應(yīng)力退火熱處理的時(shí)間為t2小時(shí)，t2滿足：1.034h≤t1≤2.325h；T2與t2乘積滿足：620℃·h≤T2×t2≤1395℃·h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：升溫至去氫熱處理溫度的升溫速率≤200℃/小時(shí)，從去氫熱處理溫度升溫至去應(yīng)力退火熱處理溫度
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：采用碳纖維布對(duì)所述待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫進(jìn)行修復(fù)的方法包括以下步驟：將碳纖維布粘貼在待修復(fù)環(huán)焊縫以及待修復(fù)環(huán)焊縫的周圍并包裹所述待修復(fù)環(huán)焊縫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：所述碳纖維布包括平紋碳纖維布和斜紋碳纖維布，粘貼碳纖維布時(shí)將平紋碳纖維布和斜紋碳纖維布疊層粘貼；將一層平紋碳纖維布和一層斜紋碳纖維布作為一個(gè)碳纖維布組合，每次粘貼一個(gè)碳纖維布組合；粘貼后每個(gè)碳纖維布組合中平紋碳纖維布的纖維絲束和斜紋碳纖維布的纖維絲束斜交。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：粘貼后每個(gè)碳纖維布組合中平紋碳纖維布的纖維絲束和斜紋碳纖維布的纖維絲束成45°角的斜交。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：粘貼的碳纖維布組合的層數(shù)按照下式確定：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：在粘貼碳纖維布時(shí)以待修復(fù)環(huán)焊縫為中心，碳纖維布沿集輸管道軸向的粘貼長(zhǎng)度按照下式確定：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：包括以下步驟：對(duì)待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫依次進(jìn)行去氫熱處理、去應(yīng)力退火熱處理，然后采用碳纖維布對(duì)所述待修復(fù)的低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫進(jìn)行修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：所述去氫熱處理的溫度為t1℃，250℃≤t1≤350℃；去氫熱處理的時(shí)間為t1小時(shí)，t1滿足：1.829h≤t1≤5.76h；t1與t1乘積滿足：640℃·h≤t1×t1≤1440℃·h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：所述去應(yīng)力退火熱處理的溫度為t2，600℃≤t2≤630℃；去應(yīng)力退火熱處理的時(shí)間為t2小時(shí)，t2滿足：1.034h≤t1≤2.325h；t2與t2乘積滿足：620℃·h≤t2×t2≤1395℃·h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫氣田長(zhǎng)期服役低合金鋼集輸管道環(huán)焊縫的修復(fù)方法，其特征在于：升溫至去氫熱處理溫度的升溫速率≤200℃/小時(shí)，從去氫熱處理溫度升溫至去應(yīng)力退火熱處理溫度的升溫速率≤200℃/小時(shí)；從去應(yīng)力退火熱處理溫度降溫至室溫的降溫速度≤260℃/小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張慶生，張誠(chéng)，王樹(shù)濤，董琴剛，游小淼，汪沈陽(yáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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