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应急移动式输油管道的失效形式以及修复补强方法的研究

应急移动式输油管线与长输原油管道不同，其灵活机动性强，且应用环境比

较复杂，常用于抢险救灾、野战输油。分析了移动式输油管线的失效形式，并结

合输油管线的工作环境特点，对几种常用的管道修复补强方法进行了对比，其中

重点研究了碳纤维复合材料在管道修复方面的应用。

标签：移动式；输油管道；失效；补强

1概述

移动式输油管线具有灵活机动性强、输油量大等特点，常用于抢险救灾、野

外作战等特殊环境下的油料运输。目前，我国有多种移动式输油管线系统，其中

主要是硬质管线输油系统。硬质管线的材料为薄壁碳素钢或低合金钢，通过薄板

卷压成型，直缝焊接且内外壁进行防腐处理。硬质管线重量大，在铺设时需耗费

大量人力，且耐腐蚀性差，易出现焊接缺陷，在这种情况下，复合材料管线以其

轻质高强、高耐腐蚀性，可设计性强等特点备受青睐。[1]无论是硬质输油管线

还是复合材料管线，随着使用时间和强度的增强，管线上不可避免的会出现各种

缺陷，对输油作业产生安全隐患，一旦发生泄漏甚至断裂，将造成严重后果。分

析了移动式输油管线常见的几种失效形式，对不合格管线修复补强的方法进行了

研究。

2移动式输油管线的工作环境

移动式输油管线用于特殊环境下的应急输油，例如在野外作战过程中，当供

油中心或油库发生故障时，为保证油料安全及时的输送，常需要铺设应急供油管

线。输油管道每根长约6米，由车辆运送至铺设地点，人力搬卸并将插管推入承

管，随地势逐根铺设。管线的铺设地点大多是在野外，环境与地势都较复杂，大

多数情况直接暴露于大气中，有时根据需要还要埋地，穿越河流。

3移动式输油管线失效形式

3.1管线腐蚀

对于硬质金属管线来说，腐蚀是一个有待攻克的难题。移动式管线尤其是金

属管线的腐蚀主要来源于大气腐蚀、土壤腐蚀以及自然水腐蚀，其中以大气腐蚀

为主，尤其在酸雨或者沿海地区腐蚀更为严重[2]。另外，由于铺设过程中人为

搬运，输油管外壁上的防腐层由于磕碰极易被破坏，出现腐蚀凹坑等缺陷，使管

壁局部变薄。在油料输送过程中，管壁将受到压力作用，当腐蚀凹坑达到一定深

度超过某一临界值时，就会导致管线破裂失效[3]。腐蚀凹坑的深度和长度是衡

量管线腐蚀程度的主要参数。随着腐蚀深度和长度的增加，输油管线的承载能力

也会越差。管线腐蚀是硬质金属管线常见的失效形式。

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3.2管线断裂

管线的断裂失效往往是由管壁上的裂纹缺陷引起的。当裂纹的尺寸逐渐变大

从而发生失稳扩展，导致管道破裂。据统计，对于金属管线，大多数的裂纹由焊

接部位存在焊接缺陷引起的。因此，焊接部件在某种程度上决定了管线运行的安

全性。焊接质量对管线安全性的影响主要体现在：一方面由于焊接过程中加热、

冷却不均匀，易在焊缝及周围发生不同程度的变形和应力集中现象。另一方面，

在焊接过程中，焊接区经历了特殊的热过程，材料组织和力学性能极不均匀，很

容易出现各种缺陷，降低了管线的承载能力和防腐蚀破裂能力。

4管道的修复补强

在多种因素的影响下，如制造缺陷、环境腐蚀以及人为破坏等，输油管道在

运输油料过程中面临着泄漏、破裂等危险情况的发生。为了保证油料运输的安全

性，实践表明，需对管道进行检测-评估-维修补强等作业。补强就是修补管道缺

陷，补足强度。维修补强技术是延长管道寿命和提高管道安全性的重要保障措施。

4.1管道修复补强的常用