高压水清洗技术在海底管道维修中的应用

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1、26石油l程建设2013年8月嵩压水清洗穰蠢在海藏管遭罐修串赫应用陈勇，潘东民，邓平，张大伟，栾涛，韩长安(海洋石油工程股份有限公司，天津300451)摘要：在对海底管道进行维修之前．通常需要清理管道外敷的混凝土防护层和防腐层。文章介绍了国内近年来在海底管道维修中开始使用的高压水清洗技术，包括高压水清洗系统的组成、高压水喷嘴的种类和选型，以及高压水清洗系统在海底管道维修中的具体应用方法和操作注意事项。关键词：高压水清洗；海底管道维修；防腐涂层；混凝土防护层doi：l0．3969／j．issn．1001

2、-2206．2013．04．007．0引言海底管道维修之前．需要清除其表面的混凝土防护层和防腐涂层。在以往施工作业中．一般采用液压镐、风镐、圆盘锯等设备来清除，但限于这些手动工具的功能，其操作力度、角度不易控制，尤其在能见度低或受涌浪影响的情况下．极易造成海底管道母材表面深浅不一的划伤．对后续管卡或机械连接器等水下连接件的安装和密封效果造成严重影响近年来．逐渐引进了高压水清洗技术对海底管道涂层进行清理。克服了以上缺点．清理过程均匀、可控．不伤母材。清理效率显著提高，较好地图1高压水清洗系统组成满足了海

3、底管道维修项目的施工要求1高压水清洗系统介绍为20305FDB的设备．其工作压力138MPa．流量高压水清洗技术．是一项将普通常压水通过高87L／min，主要包括康明斯柴油机、NLB水泵、高压柱塞泵加压到几十至数百兆帕．而后通过特殊设压软管、水枪、旋转喷头、喷嘴等部件，已多次计的喷嘴(喷孑L直径一般只有0．4～2．5mm)，以极应用于海底管道维修项目高的速度(30750m／s)喷射出，借助这股高能2高压水清洗系统喷头种类及选型量水流强大的冲击力和水楔作用，直接剥离、冲刷(1)标准喷头(见图2)。标准喷

4、头用于常规物体内壁或外表面，达到清洗、剥离防护和防腐层清洗项目．喷头只有一个出水孔．0。喷嘴可产生等目的的技术高压水清洗技术具有清洗成本低、高冲击力的直射水流．而15。喷嘴可提供15。的扇速度快、清洗效率高、不损坏被清洗物、应用范围形喷射流．清洗的覆盖范围更大．可以清除覆盖层广、不污染环境等特点_l_。高压水清洗系统包括动较薄、面积较大的疏松物质力端、高压水发生装置、高压软管、喷头喷嘴及系(2)旋转喷头(见图3)。陆上工程常用气动统控制部分．如图1所示旋转喷头．而水下工程常用自动旋转喷头。自动旋目前．

5、国外制造高压水清洗系统设备的厂家转喷头内置两个0o喷嘴。它利用高压水的能量实主要有NLB、GardnerDenver等海洋石油工程股现自动旋转．从而将喷头的作业面从线拓展到面．份有限公司于2010年购进了一台NLB公司型号而且在产生正向冲击力的同时产生切向剥层力．因第39卷第4期陈勇等：高压水清洗技术在海底管道维修中的应用29值得注意的是．由于双喷头同时出水。出口流量增大．在高压水清洗系统功率不变的情况下．喷嘴出口压力必然降低为了保证清洗效果。可以采用较小口径的喷嘴．而不可盲目通过提高高压水清洗系统发

6、动机的转速来提高工作压力l100倍嘴径f靶距5高压水清洗系统操作注意事项●——————————————(1)高压水清洗系统因其水射流速度快、压圈1O高压水射流打击力一靶距曲线力大．对人身体具有潜在危险_3_国内高压水射流由于高压水清洗系统的额定流量并不高．以安全管理标准主要包括JB8526—1997《高压水射20305FDB型高压清洗机为例．流量为87L／min．流清洗作业安全规范》和GB20826—2007《潜水员每小时仅耗水5．22t．如果不得已使用海水作为介高压水射流作业安全规程》，这些标准中提

7、到：要质．必须在每天作业完成后使用淡水冲洗水泵内按照厂家的要求使用喷枪．不得自行改造：作业部，以确保无海水残留在水泵内。时使用手持喷枪的人员其身体应该至少远离喷嘴(4)在安装喷嘴之前先低速运行使系统内部1200mm若用绳索、绑带或其他人工手段将扳的残渣等排出，然后安装喷嘴，从低压(3．45MPa机锁在“开”的位置．一旦发生紧急情况时将不以下)开始操作．并且要缓慢地增加压力直到所能立即释放．这属于极端危险的做法．在任何情需压力．停机时要先卸掉压力况下都不允许这样做参考文献：(2)关于喷嘴与物体表面的最佳

8、距离。在中[1]薛胜雄，黄汪平，陈正文，等．高压水射流技术与应用[M]．北京：机国职业安全健康协会水射流技术专业委员会的械工业出版社．1998．《执业资格培训教材》中给出了经验曲线(见图[2]孟春晖，张博蓉，孙世德，等．高压水射流清洗油管技术[J】．石油工程建设，2001，27(4)：5O一51．1O)．其为水射流冲击物体的作用力与喷嘴至物体[3]张国光．高压水射流与潜水员水下作业安全研究[J1．海洋工程，表面的距离(靶距)的相对关系，显示当靶距约200