中级职称评定论文《高压管道的“Grayloc”卡兰连接技术》
高压焊接实验舱管路系统设计文献综述
北京石油化工学院本科毕业设计（论文）开题报告题目名称: 高压焊接实验舱管路系统设计题目类型: 设计类学生姓名：罗佳伟专业：油气储运工程学院：机械工程学院年级：储071指导教师：王中辉2011年3月3日一、选题背景、研究意义及文献综述1、选题背景当前，致力于海洋开发的国家或大公司都建有水下焊接模拟实验装置，在模拟实验装置中还可以进行焊接工艺评定实验。
为此，要研究适用于高压干水法下焊接的模拟实验系统，该模拟试验系统包括高压焊接实验舱、管路系统、监控系统、焊接系统等，本课题主要研究高压焊接实验舱的管路系统即氩气的回路系统包括（进气系统和回收系统）。
在设计回路系统时要进行管路系统的设计计算，压缩机、管件、仪表等的选型。
本课题来源于北京市教委项目“1500米水深高压焊接实验舱设计研究”，课题研究符合北京石油化工学院“能源工程先进连接技术北京高等学校工程研究中心”的发展方向，课题的成功实施为研究水下焊接技术打下基础。
2、研究意义提出一套完整的管路系统设计计算方法，包括管径管道压降计算和管道选型、压缩机选型、阀门的选用和安装设计及其管道的布置设计。
为高压焊接实验舱氩气的回路系统设计提供依据。
此项目研究成果对于高压焊接实验舱的具体使用具有重要的理论意义和实际应用价值。
依据所设计的国内唯一一套全尺寸的高压干法模拟试验舱，可以进行1500米水深环境MIG焊、等离子弧焊工艺试验。
可为海底管道维修提供焊接工艺参数。
使我校在水下管道维修领域占有一席之地，在能源先进连接技术领域处于国内(国际)领先水平。
3、文献综述前言首先介绍了水下焊接技术的发展史，包括水下焊接的分类和水下焊接的发展历程。
接下来介绍了国内外高压干水法下焊接模拟实验装置（高压管路焊接实验舱）的发展现状，重点论述了为高压焊接试验舱、高压环境气体调配储罐以及焊接保护气吹送配备完整的供气系统。
包括高压焊接试验舱设计方案即首先在环境气体调配储罐内将压缩空气和氩气按照适当比例混合、并达到要求的压力级别，然后将该气体充入高压焊接试验舱内，焊接试验需要吹送的氩气由独立的气路提供，焊接过程中的压力稳定通过高压焊接试验舱上的溢气阀实现，试验完毕的气体通过氩气压缩机回收到环境气体调配储罐以供循环使用。
Grayloc高压卡兰
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箭）及其它有振动情况下的管道连接及密封。
Grayloc高压卡兰
联 系： 郑-工15260822709 QQ：2851519548
• Grayloc卡箍接头是公认的行业领导者，用于连 接管道和容器系统。 Grayloc连接器优于传统 法兰，而在重量，空间和安装时间也提供即时 的节约。Grayloc连接器提供更低的维护成本， 提高性能。
• 其金属对金属的密封技术的Grayloc连接器提供 了相当的强度，并用机械关节的增加多功能密 封件的焊接接头的完整性。Grayloc连接器是在 1954年发展成为重要的服务管道和容器连接在 一个范围广泛的行业，应用和环境标准。
• GRAYLOC 高温高压自紧零泄漏法兰特点： • 1. 体积小，连接件整体直径小，长度短。 • 2. 重量轻。
• 3. 全金属密封。
• 4. 结构坚固。
• 5. 安装简单，定位时不需要螺栓孔对位。
• 6. 低Leabharlann 矩操作。螺栓安装扭矩比RTJ 法兰低70%。 • 7. 维修简单。 • 8. 库存量低。GRAYLOC 法兰对所有不同等级的管道使用一种规格，库存 备品备件量可以减少至
• 最低。
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9. 抗震动性能好。
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10. 最高工作温度：927℃ （1700℉）。
11. 最低工作温度：-254℃ （-425℉）。 12. 热循环：每小时可承受温度变化167℃（300℉）。 13. 抗腐蚀性能：649℃（1200℉）的含硫液体介质。 14. 密封性能好，泄漏率低于10-6 atm cc/s Helium。 15. HUB 可以变形为：盲板HUB，变径HUB，热电偶HUB 等等。 16. 密封环可以变形为：变径密封环，盲板，限流孔板，节流孔板。 17. ASME认证 18. 应用行业：煤气化，煤液化，高压聚乙烯，石油化工压缩机入口，出口，石油天然气钻井 设备， 海洋钻井平台，核电站原料制备，合成燃料，发电厂，造船工业，食品工业，环境工业，航天 飞行器（火
我国石油管道防腐技术取得新突破
研究与探索摘要：管道运输的历史距今已有140多年，与管道建设相关联的施工工具、防腐技术等等在这一百多年中也发生很大改变。
在我国，虽然种种困难和问题还存在于管道防腐蚀方面，但通过新技术和新材料的发明和采用，我国的管道技术方面也得到了很大的发展空间，技术也日益完善，并且已经形成一套与国情相吻合的管道防腐体系。
在近几年，我国的石油管道防腐技术取得了新的突破，并且我们相信在不久将来，我国管道建设及防腐技术也必然会取得更高的成就。
关键词：石油管道；防腐技术；新突破；新发展1 我国石油管道防腐技术取得新突破及其应用在20世纪80年代，欧洲选择了3PE防腐层技术。
在近几年内，我国引进此防腐层自主运用此项技术。
在辞基础之上，辐射交联聚乙烯热收缩套也得到国内广泛的认可与应用，并作为与3PE防腐层配套的补强材料，使得成为防腐技术的又一新材料。
我国“第九届中国专利新技术新产品博览会”上，双金属复合防腐管道技术摘得桂冠，此项技术用于管道防腐可大大增长管道寿命。
双金属复合防腐管道技术将带来我国管道技术上的革命，前景广阔且市场推广价值高。
在轮南至吐鲁番管道工程中，液态聚氨酯被我国首次运用作为补口技术，施工中采用全自动机械喷涂，比传统的手工烘烤热收缩套技术作业速度更快，更易于检测，而且可以更大限度的消除人为因素的影响。
从2009年开始，管道研究院和中油防腐公司相继进行了“热收缩带补口施工装备及配套技术研究”和“聚乙烯热缩防腐制品及配套材料研制”课题的研究。
相关行业内的专业人员表示，此次开发的干膜安装产品技术性能满足GB/T23257及西二线东段技术要求，应用于管道防腐补口；黏弹体防腐技术在西二线东段27座站场48座阀室使用，取得了非常不错的效果。
据我国一些地方性新区有关部门的透露， 2011年，这些地方性集中的、陆续的推出了一些重大的项目。
在这些重大的项目中，我国石油管道防腐技术取得的新突破得到了充分的应用，石油化工程的项目占到了三分之一左右，并且该投资的规模也占到了此地方全市比例的35%。
我国压力管道缺陷评定推荐方法
是一条曲线，与缺陷尺寸无关。但是用有限元计算 的严格的失效评定曲线证明，即使是一种材料其失 效评定曲线也是极为分散的，图 . 给出了周向裂纹 长为管周长一半（ ，不同深度 + ) , 管道 ! )" 6 *&1） 在纯拉伸载荷或纯弯曲载荷下的严格失效评定曲线 （2789%$: 3 4;:<<= 材料，其 # 6 )， - 6 )*） ，可见 曲线十分分散。用一条曲线来表示所有曲线显然不 可能得到正确的评定结果。
我国国家九五科技攻关专题 56 7 589 7 :; 7 :< 在广泛深入地分析了当时国外相关安全评定规范与 研究报告的基础上，围绕了在役含缺陷压力管道安 全评定关键技术开展专题研究，于 ;::8 年初提出 了一 个《含 缺 陷 压 力 管 道 安 全 评 定 方 法》 建 议 ［8］ 。希望今后能增补至国家标准《含缺陷压力容 稿 器安全评定》中作为两个附录，分为压力管道局部 减薄塑性失效评定方法和压力管道面型缺陷评定方 法。管道和压力容器评定方法不同之处在于：第 一，载荷较复杂，即使是直管段，其主要承受的载 荷是弯矩，其次才是内压，管系热膨胀对含缺陷的 直管段还可能导致轴向的拉伸或压缩，有的管段还 可能承受很大的扭矩，管道缺陷安全评定至少要能 胜任弯矩和内压联合载荷作用时的评定；第二，给 出的压力管道面型缺陷评定方法应要求比压力容器 面型缺陷评定方法简单得多。一方面是由于直管段 的缺陷形状相对简单，另一方面我们认为管道数量 很多，成本又比容器小，只有评定方法简单可靠才 可能在工程上得到应用。面型缺陷评定方法中给出 了两种评定方法：一种是周向面型缺陷管道评定的 失效评定曲线族法，原则上可以用于各种载荷联合 作用时的评定；另一种是周向面型缺陷管道评定的
图) 周向面型缺陷管通用失效评定曲线族
国内外油气管道腐蚀及防护技术研究现状及进展_胡鹏飞
0 前言
随着石油天然气开采量的日益扩大 , 油气管道的腐蚀及防护也越来越受到重视。 CO2 作为石油、 天然 气或地层水的组分存在于油气层中, 采用 CO2 混相技术提高原油采收率时, 也会将 CO2 带入原油生产系 统。CO2 溶于水后, 在相同 PH 值时其总酸度比盐酸高, 故对井内管材的腐蚀比盐酸更严重
[ 10]
。
文献 [ 18] 报道了管道外防腐绝缘层与阴极保护的联合使用是最经济、 最合理的防腐措施 , 还报道了燕 山石化公司对埋地管道采用防腐涂层结合牺牲阳极的阴极保护法, 对管道的防腐起到了良好的效果。 3. 7 镀铝钢在管道防腐技术上的应用 早在 1893 年 , 德国人就发明了钢材热浸镀铝技术, 随后法国、 美国也公布了热浸镀铝的技术专利 , 20 世纪 50 年代到 60 年代 , 国外钢带热浸镀技术处于迅速发展时期 几个镀铝生产厂家
第 24 卷 第 2 期 2003 年 6月
河 南 科 技 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Journal of Henan University of Science and T echnology ( Natural Science)
Vol. 24 No. 2 June 2003
文章编号: 1000- 5080( 2003) 02- 0100- 04
3 常用的腐蚀防护技术
3. 1 采用缓蚀剂 采用缓蚀剂防腐主要是利用缓蚀剂的防腐作用来达到减缓油管腐蚀的目的。其防腐效果主要与井 [ 12] 况、 缓蚀剂类型、 注入周期、 注入量等有关。该技术成本低, 初期投资少 , 但工艺复杂, 对生产影响较大 。 此外 , 不同井况要求缓蚀剂的类型也不尽相同 , 通常情况下 , 中性介质中多使用无机缓蚀剂, 以钝化型和沉 淀型为主 ; 酸性介质使用的缓蚀剂大多为有机物, 以吸附型为主。但现在的复配缓蚀剂根据需要在用于中 性介质的缓蚀剂中也使用有机物, 而在用于酸性水介质的缓蚀剂中也添加无机盐类。不同金属的原子外 层电子排布、 电位序列、 化学性质等有所不同 , 它们在不同介质中的吸附和成膜特性也不相同
高压油气管线的在役焊接修复技术分析
Hale Waihona Puke ・ ７ １・ 高压油气管线的在役焊接修复技术分析
郭 锴
（ 大庆油田建设集 团有 限责任公 司化建公司特种设备安装 工程处 ， 黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 管线是一种非常重要 的管线运输 方式 ， 此种运输 方式不仅 运输量非常大 ， 安 全性 也可以保 证 ， 同时运输成本也 比较低 。管线 运输 因此成为 了油气运输 最好方 法。 现阶段 ， 油气管线采 用的是 高压运输方式 ， 目前我 国管线运输 压力已经达到 了 １ ０ ＭＰ ａ 。 油气管线在使 用寿命之 内， 因为腐蚀、 磨损等影响 ， 管线局部会越来越薄 ， 因此非常容 易发生泄漏事故 ， 需要及时修 复。通常情 况下， 对于在役 管线 ， 有关
人 员会 选择 应 用 焊接 修 复技 术 。 关键 词 ： 高压油 气管线 ； 焊接修复技术 ； 分析
管道泄漏会引发很多严重问题 ， 比如爆炸。 目前我国运输油气 的流速 、 压力等因素都是 有关 的。因此， 对管道进行在役焊 接修 复前 的管 道总长度 为 ２ ． ３万 ， 都属 于在服役管道 ， 这些 管道 中时 常会 发 必须清楚 管道 的材质特点 、 运行特点 。我 国管线钢的应用和起步较 生泄漏 ， 给国家造成 了不小 的损失 。 为 了能够减少资源能源流失 ， 有 晚， 过去 已铺 设的油 、 气管线大部分采用 Ｑ ２ ３ ５和 １ ６ Ｎｎ钢。 “ 六五” 期 关人 员要及时 的发 现泄漏部位 ， 并且及时 的进行 修复处理 ， 焊接修 间， 我国开始按 照 Ａ Ｐ Ｉ 标 准研制 Ｘ ６ ０ 、 Ｘ ６ ５管线 钢， 并 成功地 与进 口 复技术是经常使用一种技术 。 本文首先对在役焊接修复工艺进行了 钢管一起用于管线铺设 。２ ０世 纪 ９ Ｏ年代初 宝钢 、 武 钢又相继开发 概述 ，其次对我 国油气管线 的特点 以及焊接修复技术进行 了阐释 ， 了高强高韧性的 Ｘ ７ ０管线 钢。在国内， 西气东输管线 首次采用 Ｘ ７ ０ 希望有所帮助 。 管线钢， 是 目前国内在输气 管道 上采 用的最高钢级的管线钢， 管道设 １在 役焊接修 复工艺概述 计工作压力达 １ ０ ＮＰ ａ ， 管径为 １ ０ １ ６ ｍｍ ， 壁 厚为 １ ４ ． ６—２ ６ ． ２ ｍｍ。在 如果按照现场修复需求来进行划分 ， 在役 焊接修复工艺可 以分 此之前国内建成 的天然 气管道的输送压力最大为 ６ ． ４ ＭＰ ａ ，最高钢 为两种 ， 第 一种 是套管修 复 ， 即利用 两个 半圆管 ， 将其对接 上 ， 套在 级为 Ｘ ６ ０ 。 在输油管道方面， 具有代表性 的某成品油管道于 ２ ０ １ １ ２年 需要修复 的管道部位上 ，再将半圆套管通过焊接 固定在管壁上 ， 此 ７月全线贯 通， 其 干线管道普 通地段设 计压力 为 １ ０ ＭＰ ａ ， 局部 地段 时将两个半圆套管相互连接上 ， 其就成 为运行 管道 的一 部分。此种 按 １ ３ ． ０ Ｍ Ｐ ａ 压 力设计 ， 干线有 ５ ０ ８和 ４ ５ ７两种 管径， 分别使 用 Ｘ ６ ０ 焊接修复方法主要是应用在管道局部 区域 中。通 常情况下 ， 管道局 级和 Ｘ ５ ２级管 材，管道 的壁厚 为 ７ ． １～１ ２ ． ７ ｍｍ，支 线管径 有 １ ６ ８ 、 部 因为腐 蚀厚度逐 渐的降低 ，为 了防患 于未然对部 位应用此 种方 ２ ７ ３ 两种规格， 管道壁厚有 ５ ． ６ ｍｍ和 ６ ． ４ ｍｍ两种规格 。 法 。如果管线 因为腐蚀已经发生 了穿孔或者 出现 了裂纹 ， 但是穿孔 目前 ， 国内油气管线 的修复还是 以泄压停 输修复为 主， 现场焊接 该工艺 已经不 能适应我 的程度与裂纹 的程度都不严 重 ， 相关人员也可 以选 择应 用此种焊接 修复工艺是当前我 国管线修复 的主要工 艺， 修复技术 。 国油气输送业的发展 。对于在役焊接修 复和不停 输改造， 中石油管 第二种 ， 安装支管焊接修复技术 ， 即在存在 问题 的管段前后 ， 分 道技术公 司及其它一些施工公 司也时有采用 ， 但大多凭经验操作或 别焊接法兰管外套管 ， 之后借助特制 刀具 ， 经过法兰孔在管上开孔 ， 参考国外的施工工艺＇ 目前还没有进 行系统研究 。中国科 学院金属 将两个法兰连接到旁路中 ，这样油气等介质就可 以通过旁路分流 ， 研究所从 １ ９ ９ ４年开始， 根据我 国油气管道 的实际运行 状况， 在 国内 先后进行 了运行管 然后将存在问题的管段切掉 ， 再焊接一个新管子 ， 焊接结束之后 ， 油 首先开展 了运行管道在役焊接工艺的开发研究 。 气等介质再从其 中流通 ， 将旁路拆掉 。 这一焊接修复过程 ， 管道并没 道在役焊接 时氢致 开裂特征和 防止 路线 的理论研 究和相应计 算机 有停 止运输 ， 不会造 成油气 介质等 浪费 ， 焊接修 复期 间 ， 如果有 需 模型的开发， 取得 了一些有价值 的数 据， 对在役焊接修复工艺 的制定 求， 可以适 当的降低管 内压力 。此种 焊接修 复方法通常应用在需要 有一定的参考价值 。但他们并没有将这项 工作继续下去， 没有制定 出能应用 于现场施工 的工艺标准， 离 实际应用 还有很 大距离， 和 国外 改线 的管道 中或者是对运输无法停止 的管道 中。 这两种焊接修复技术就有相 同的特点 ， 即焊接操作都在管道 内 的研究水平相 比也有较大差距， 而且 至今也没有其它单 位或研究机 部有油气等介质的情况下进行。 所以这两种焊接修复技术并没哟本 构对此进行系统研究 的报道 。令人欣慰 的是 ， 一些管 道运营维护机 质上 的区别 ， 技 术难度也基本 一致 ， 即都 是在管道 服役 的情况 下进 构对在役焊接修复工艺 的制定提 出了要求，如 ２ ０ １ ３年中石油管道 行施工 。 科技中心曾 向我们提 出就高压管道在役焊接 进行合作研究 ， 并希望 在役 焊接时 ， 因为管道 内部依然 有介质在 流动 ， 焊接接 头部位 将研 究结果在某成 品油管道上进行试验。 冷却 速度非常快 ， 因此常 常会 发生带压情况 ， 带压 焊接会产 生 比较 结束 语 综上所述 ， 可 知对 高压 油气 管线的在役焊接修 复技术进行研究 严重 的问题 。 其 中最为严重的就是烧穿 以及焊接接头无法保证安全 可靠 。之所 以会出现烧穿情况 ， 主要 是因为焊接区域存 在没有熔化 分析十分 重要 ， 因为在役焊接修复技术是 目前高压油气管线最经常 的金属 ， 而该 金属无法 承受应力 作用 。焊接人 员如果在带压管道上 使用的一 种技术 ， 但 是这种技 术在应用过程 中， 还存 在很 多问题 ， 尤 进行 焊接时 ， 如果金属强度没 有达到应力要求 ， 即会 出现烧 穿泄漏 其烧穿与焊接接 头不可靠 的问题 ， 再加之 ， 我 国的焊接修 复技术水 还有一定的差距 ， 所 以对其 进行 研究 ， 可 以为有 等情况 。因为在役管道必须在带压情况下进行操作 ， 所 以其发生烧 平与发达国家相 比， 关人员进 行参 考。 穿 的可能性更大 。 焊接接头之所 以会 出现不可靠问题 ， 主要 是因为焊接接头存在 参考文献 １ １ 叶海明， 顾福明， 薛小龙， 杜伟 国， 江强． 管道 不停 输焊接的发展现状 着氢致裂纹 ， 使得接头 承载能力 下降。氢致裂纹的出现需要三个条 『 件， 首先 ， 焊接缝上应该有一定的应力 ， 这 一点在役管道在焊接修复 和 研 究 重 点 『 Ｊ １ ． 机械制造 ， ２ ０ ０ ９ （ ２ ） ． ２ １ 宋立新， 王勇， 韩涛， 韩彬． 管道 在役焊接接 头残 余应 力的研 究［ Ｊ ］ 焊 过程 中都存在拉应力 ， 因此符合这一条件 ； 其次 ， 焊缝中存在一定的 『 氢含量 ， 目前 我国所使用焊接工 艺 ， 能够减轻氢含量 ， 但是却无法消 管 ， ２ ０ ０ ８ （ ２ ） ． ３ 】 薛小龙， 姚建平， 罗晓明， 桑芝富． 压 力管道在线焊接烧 穿的预测［ Ｊ ］ ． 除氢 ； 最后， 敏感显微组织。因为上述两个条件在役焊接修复技术都 ［ 符合要求 ， 所 以研究 的重点就是敏感显微组织 。对于在役焊接， 管道 焊 接 技 术 ， ２ ０ ０ ８ （ ５ ） ． ４ １ 陈玉华， 王勇， 韩彬． Ｘ ７ ０管线钢在役焊接局部脆化 区的组织及精 细 内部 流动 的介 质可以不断地带走热量， 因此焊前预热和 焊后 热处理 『 结构『 Ｊ １ ． 材料热处理学报 ， ２ ０ ０ ７ （ １ ） ． 是没有多大意义的， 只能通过控制焊接线能量来控制 降低 ＨＡ Ｚ硬度 值 和 防止 敏 感 组 织 生 成 。 【 ５ 】 宋立新， 王勇， 韩涛， 韩彬 ． 管线钢在役 焊接 多道焊 的数值模 拟ｆ Ｊ ］ ． 压 力 容 器 ２ ｏ ｏ ７ （ １ １ ） ． ２我 国油气管线 的特点和焊接修复技术的现状 管道焊接修复工艺与管道材料 、 直径 、 壁厚 、 输 送介 质以及介质
Grayloc中文简介O
Grayloc卡兰产品简介在1950年代，随着人类对能源需求量的不断增加以及能源开采技术的不断提高，传统法兰已越来越难满足在高压、高温以及高低温振荡、高冲刷环境中管路的使用，安全事故频频发生促使工程技术人员希望开发出一种更加安全、可靠的传统法兰替代品。
1952年，由Grayloc® Products公司发明并开始制造卡式管道连接件（Clamp Connector），通常我们称这个产品为：卡兰。
该产品一经问世就得到了欧美主要石油公司的追捧及认可并被大量使用于条件复杂苛刻的项目中。
Grayloc卡兰发展至今逾60年，经过这60年的不断改进，其技术已非常成熟且至今未发生过一起因该产品自身质量问题而发生的安全事故。
今天，在欧美很多能源企业的设备使用内部标准中，当管道压力超过Class 1500#后，使用Grayloc卡兰替代常规法兰已成为一种制度而被强制执行。
从1990年代开始，Grayloc卡兰已经在中国国内的许多项目上得到了很好的应用。
Grayloc ® 既是公司的名称，同时也是这种连接形式的名称。
下图是Grayloc 卡兰的基本构成。
1. HUB接管：一套Grayloc 卡兰有2个HUB，它需要和管道，设备、阀门等外部装置焊接连接。
有多种材料可选：碳钢、不锈钢、合金、蒙乃尔、英科耐尔、钛金、锆金属等等。
2. 密封环：根据管路实际压力温度介质等要求，经设计计算后选用相应材质的金属材料定制而成。
密封环是Grayloc卡兰的核心。
3. 卡子（夹具）：Grayloc卡兰由一对夹具构成，夹具安装好以后HUB能完美的镶嵌其中。
夹具的主要作用为固定HUB，在密封过程中并非核心组件。
因此，无论管路内部条件如何苛刻，夹具都可用一般碳钢锻造而成。
4. 螺栓：全套法兰仅由四个全螺纹螺栓以及八个螺母固定。
螺母为球面螺母，以保证安装锁紧时螺栓定位在螺栓孔的中心位置，以保证卡兰整体的准确安装。
结构特点：下图说明了Grayloc卡兰在安装过程中如何达到密封的性能。
油气储运中输油管道防腐工艺的发展与应用 张静
油气储运中输油管道防腐工艺的发展与应用张静摘要：油气管道对于运输油气有着十分重大的意义。
将石油运往各大工业发展区或者其他的需求地，可以促进当地经济社会的不断发展。
但是，在运输过程中就容易出现管道被腐蚀的问题。
管道被腐蚀，油气泄露，环境污染是一回事，石油资源的浪费又是另一回事。
关键词：油气运输；输油管道；防腐工艺；应用引言随着现代国民经济的不断发展，人们对资源的使用率也在飞速的提升，石油能源就是其中之一。
随着石油的需求量不断增加，使得输油管道越来越长。
在进行石油储运的过程当中，输油管道的防腐处理一直是人们所关注的一项重要项目，因为防腐处理技术会直接关系到管道的使用，会对管道的使用寿命产生严重的影响。
采用一些防腐措施可以有效地防止管道被外力破坏产生的腐蚀穿孔发生泄露的现象，提升管道的使用寿命，提升经济效益。
1.存在的问题1.1特点涉及到石油管道，那么首先要对石油管道的特点有所了解，根据其要求来进行相应改善，减少油气腐蚀管道等问题发生的概率。
油气包含石油以及天然气这两种物质，这两种物质都是易燃易爆物品。
在具体的运输过程中，一般将这两种物质与其他较为稳定的物质联系在一起，在它们的周围形成一个隔离层，避免其与其中的氧气发生反应，进而引发爆炸。
相对应地，油气运输管道管道，其存在的意义就是为了让这种爆炸的物品平安的运输到需求地，让这种大容量、强长距离的能源运输线路能够平稳地进行下去。
实践过程中，一旦出现石油或者是天然气泄漏，就容易出现爆炸的现象。
这与他们本身的特性有关，自身的密度比较小，质量也是比较轻的，容易低洼地区聚集。
积累到了一定程度，就与空气中的氧气发生反应，彻底爆炸。
而且油气本身对于生物的生存与发展有着毒副作用，对于生物的生存与发展产生不利的影响。
等到发现已之时，周经泄露之时，环境已经被污染，甚至于生物多样性已经逐渐减少了。
所以，加强防护是十分必要的。
1.2危害管道本身如果不具备强大的防腐功能，则易发生石油泄漏的问题。
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论文题目：高压管道的
“Grayloc”卡兰连接技术
单位：x x x x x x x x x x x x x
姓名：x x x
现专业
技术职务：助理工程师
申报专业
技术职务：工程师
目录
中文摘要 (1)
关键词 (1)
一、绪论 (2)
二、卡兰的介绍 (2)
三、卡兰的安装工艺流程 (3)
四、卡兰安装的优点 (6)
五、结论 (8)
中文摘要国电石化宁夏英力特宁东煤基化学有限公司年产20万吨1，4-丁二醇工程合成装置的合成加氢高压管道总长约961米，主要管径为2寸至10寸，设计压力为34.8MPa，设计温度为205℃。
管道与管件、阀门、设备之间的连接方式采用“Grayloc”卡兰连接，这种连接技术，增强了管路系统的密封性，且便于拆卸、检修、排污、事故处理等工作。
本文详细论述了卡兰连接的工艺方法及技术要求,并阐述了高压管道系统之间采用卡兰连接与采用法兰连接或者焊接相比较的优势。
希望本篇文章对其他项目施工有借鉴帮助作用。
关键词高压管道 Grayloc 卡兰安装优点
一、绪论
随着人类对煤炭需求量的不断增加以及煤化工技术的不断提高，对管路系统的连接件在高压、高温以及高低温振荡、高冲刷环境中使用的稳定性要求越来越高，促使工程技术人员开发出了一种更加安全、更加可靠的管道连接件—“Grayloc”卡兰。
它的出现极大的提高了高压管道系统之间连接密封性能，且安装简单方便，能缩短施工工期，减少施工费用成本，该技术的推广对于化工装置中高压管道的施工及装置后期检修有着显著的意义。
二、卡兰的介绍
1、卡兰连接技术应用卡兰（Grayloc），由Grayloc® Products公司发明并开始制造，应用于大多欧美主要石油公司。
近年来，因其自有的优势，在中国国内的许多项目上得到了很好的应用和推广。
如燕山石化高压聚乙烯装置、中化泉州炼油厂、燕山中国石化与杜邦合资公司EVA 装置、国电石化宁夏英力特BDO装置等。
2、卡兰的组成
卡兰由四部分组成，分别为HUB接管、密封环、卡子（夹具）、螺栓螺母。
（如下图1）
图1
2.1 HUB接管：一套卡兰有2个HUB接管，它们都需要与管道、设备、阀门等外部元件进行焊接连接（HUB接管一头自带U型坡口）；有多种材料可选：碳钢、不锈钢、合金、蒙乃尔、英科耐尔、钛金、锆金属等等，一般和连接管道的材质相同。
2.2密封环：一套卡兰有1个密封环，它是根据管路实际的压力温度介质等特性要求，经设计计算后选用相应材质的金属材料定制而成，密封环是卡兰的核心。
2.3 卡子（夹具）：卡兰HUB接管焊接好后通过一对卡子（夹具）进行固定。
2.4 螺栓、螺母：卡兰一对夹具是由四个全螺纹螺栓，八个球面螺母固定。
球面螺母可保证安装锁紧时螺栓定位在螺栓孔的中心位置，以保证卡兰整体的准确安装。
三、卡兰的安装工艺流程
卡兰的安装体积小，重量轻，连接件整体直径小，长度短，定位时不需要螺栓孔对位，因此安装简单，省事省力省安装费用,安装工艺流程为HUB接管检查→HUB接管定位、安装→密封环检查安装→夹子安装→螺栓、螺母安装→拧紧螺母
1、HUB接管检查
安装前需要检验HUB接管的密封面是否有毛刺，可以使用钢丝绒或细纱布轻轻抛光HUB接管的环型密封面以清除锈斑、毛刺和较深的划痕。
但绝对不可以用硬质的东西或密封环去研磨HUB接管的密封面，这样不仅会损坏密封环，也会损坏HUB的密封面因而影响密封性能，检查完后，准备定位HUB接管。
2、HUB接管定位、安装
HUB接管可以装配在管道或其他设备上，其焊接要求、焊接质量、轴线定位与其他管道与法兰的安装工艺相同，但轴线定位比法兰更容易，因为其只有对称的4套螺栓，不需要定位螺栓孔。
HUB接管内径与管道
内径的偏差不应超过管道壁厚的10%，且不大于0.5mm；HUB接管的密封面应于管子中心线垂直，垂直度的偏差不应大于HUB接管外径的0.25%，且不大于2mm。
3、安装密封环
安装前先仔细检查密封环，看密封环表面是否由毛刺、坑洞等情况，若有较为明显的毛刺、坑洞，则需要用毛刷轻微处理。
然后用四氯乙烯清除HUB接管密封面上的所有润滑油、润滑脂和附着物，用干净、柔软的材料（一般用干净的抹布）清理密封环上镀有一层MoS2或PTFE，需要小心防止损坏镀层，它起着减少安装扭矩及密封的作用。
最后将密封环放入HUB接管上，如果落入的密封环没有安装余量（密封环在HUB接管中不能轻轻晃动），则必须更换新的密封环。
（加上密封环密封的工作原理）（如下图2）
图2
4、安装卡子
安装前，在卡子内部与HUB接触的部位涂抹润滑脂以便于安装。
其安装的角度可以没有严格的要求，但在水平管道上应以使螺栓处于水平位置为第一选择。
5、安装螺栓及球面螺母
球面螺母的球型凸面必须面对卡子的球型凹面，以便于螺栓的定位，
在螺栓的螺纹部分及球面部分涂抹润滑脂，它可以减少拧紧过程的扭矩。
6、拧紧螺母
按照对角的方式拧紧每个螺母，并且保证两个夹子有对称的位置。
使用扭矩扳手按照附表一拧紧螺母后，应使用锤子敲打连接卡子，然后按照扭矩要求再拧紧螺母，如此反复1至3次，直到拧紧扭矩。
为了防止由于整个连接的其他部件变形造成永久的损坏，安装螺母的最大扭矩不得超过附表一中扭矩的两倍。
对于管道定位不准或有较大的管道机械负载的情况，安装扭矩可以是附表中扭矩值的1.5到2倍。
（附表一：安装扭矩，一对夹子，四套螺栓连接件扭矩要求）
四、卡兰安装的优点
在高压管道系统连接中，采用卡兰连接有着明显的优势，相对于传统的法兰连接，它具有更强的密封性；对于焊接来说，它具有后期检修、排污等方面的拆装灵活性。
具体优点有以下几条：
1、对于高压或者高温管道连接，“Grayloc”卡兰提供了比普通法兰更好的密封性能（因为密封环有两个密封面，在管内用压力的情况下，密封性能会更好），更强的抵抗管道拉伸，弯曲，压迫等应力的能力。
2、“Grayloc”卡兰较同规格、同压力等级要求的法兰重量轻、体积小、长度短，因此在安装时快捷轻便，减少了安装时间，有效降低安装过程的人工和机械费用等施工成本。
3、“Grayloc”卡兰安装过程仅由四个螺栓完成，夹具可绕HUB进行360度旋转任意确定螺栓方向，安装过程中无需考虑螺栓孔的调整，实践证明，安装4-6个卡兰所用时间与安装一个传统法兰所需时间相同。
4、“Grayloc”卡兰安装力矩更小，卡兰安装力矩仅为传统法兰所需力矩的30%。
5、一个“Grayloc”卡兰的使用寿命可达30年甚至更长，且可用于所有规格的管路连接因而使得备件的库存量大为减少。
6、“Grayloc”卡兰产品形式多样，HUB 可以变形为：盲板HUB，变径HUB，热电偶 HUB等，密封环可以变形为：变径密封环，盲板，限流孔板，节流孔板。
（如下图3和下图4）
图3 图4
7、“Grayloc”卡兰连接形式多样，如用于管道与设备口的连接，管道与管件之间的连接，管道间阀门的连接。
（如下图5和下图6）
图5 图6
8、采用“Grayloc”卡兰连接，便于装置投产后的检修、管道排污、改变工艺流程。
如下图所示，正常生产情况下，弯头通过卡兰连接于管路系统中，但如果生产一段时间后，管道内有异物、或者管道内的介质暂时在生产中不需要，就拆除此段卡兰连接，使弯头连接于下处排污管道。
按照原来的做法，在大多高压管道连接中，管道基本采用焊接连接，要处理上述问题，就需要切割焊口，这样不仅要增加施工费用，而且在切割过程中操作不当的话，极易造成管件损伤，甚至在下次开车前需要更换该管件，因此卡兰安装的方便性、经济性就凸显出来。
（图7、图8）
图7 图8
五、结论
“Grayloc”卡兰在实际施工过程中，由于其安装简单方便，便于拆装，性能稳定，密封性能好、抗腐蚀强度高，形式多样，用途广泛，并且安装起来省时省力，总体上提高了施工效率、降低了施工的成本费用，因此，该技术会在将来的化工生产中得到更好的应用。
本文结合该项目的一些施工经验，简明扼要的论述了“Grayloc”卡兰的安装工艺，希望对以后的项目上在遇到此连接方式有所帮助。
参考文献及中文解释
[1] Grayloc ®卡兰
[2] HUB 卡兰的接管
[3] GB50236 现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范
[4] GB/T20801-2006 压力管道规范--工艺管道焊接工程施工及验收规范
[5] 国电石化宁夏英力特宁东煤基化学有限公司年产20万吨1，4-丁二醇工程合成装置的合成加氢高压管道施工图纸。