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SY／T 6649-2018 油气管道管体缺陷修复技术规范

T： P—管道最大允许压力，单位为兆帕（MPa）； s一套筒材料的最小屈服强度，单位为兆帕（MPa）； Φ—焊缝系数【单面焊对接接头：中=0.9（100%检测），中=0.8（局部检测)】； t一—管道设计标准规定的套筒壁厚，单位为毫米（mm）。 B.2.3.5.2套筒长度不宜低于102mm，且套筒至少从缺陷的两边各自延伸出去51mm。套筒侧缝焊接 时，如果边缝焊接采用平对焊，且这两块半圆加强板是采用相同管径的管子制成，则每块的实际弧长 应大于制作管的半圆弧长；如果采用叠缝角焊接，则其间隙宜作桥接处理。

B.2.4B型套筒修复技术

尘套同修爱技小 并在套筒的末端采用角焊的方式固定在输送管道上。套筒可保持管道内压，也能承受因管道受 可载荷而产生的轴向应力。其结构如图B.2所示。

JTG 3362-2018 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 应用指南（2019-11-01开始实施）图B.2B型套简修复示意图

套简边缘同管体紧密贴合；套筒与管体的环焊缝及侧焊缝采用无损检测方法进行探伤。

B.2.4.3适用范围

B.2.4.4技术特点

B型套筒修复技术适用修复的缺陷类型较为广泛，可用于管道的腐蚀、裂纹、机械损伤、焊缝缺 陷、管体划伤、金属损失、碳弧烧伤、夹渣或分层、凹陷等多种缺陷类型的修复；可修复泄漏性缺 陷，修复效果好，可靠性高，属于永久型修复。缺点如下： 一施工中待修复管道降压影响管道介质正常运输。 一动火存在一定的安全隐惠。 安装难度大，焊接质量对修复效果影响较大。 施工中使用大型配套设备，效率较低，修复成本较高，

B.2.4.5修复设计

B.2.4.5.1B型套筒的厚度大于或等于待修复管道的壁厚。管套的材料等级一般与输送管道的材料等 级相同，具体材料可根据实际修复情况确定。 B.2.4.5.2套筒长度不低于100mm，且套筒至少从缺陷的两边各自延伸出去50mm。相邻套筒的角 焊缝不能太接近，距离不小于/D。如果两个套筒的角焊缝距离小于"/D，则不能将套筒与管体焊 接，而是再使用另一个套筒连接这两个套筒。修复连续外腐蚀缺陷长度超过4D时，应采取措施支 撑管段。 B.2.4.5.3B型套筒安装后环向角焊缝和原有环焊缝间隔宜不小于1/2D，且不小于150mm。 B.2.4.5.4套筒按外形分为圆形套筒、凸式套筒和凹槽式套筒。圆形套筒用于修复表面平滑无焊缝管 道，也可用于修复焊缝事先打磨掉的管道；凸式套筒预制突起部分是为了过渡焊缝的要求，焊接到管 道上可承受轴向应力；凹槽式套筒安装时，凹槽罩于焊缝上，其他部分与管体紧密结合，套筒设计壁 享要减去凹槽深度，即套筒整体厚度要大于上述两类套筒壁厚。修复螺旋焊缝管道，如不打磨掉焊缝 余高，宜采用凸式B型套筒修复；若出现套筒角焊缝与螺旋管道焊缝叠加情况，可在套筒内添加密 封圈，以防泄漏，如图B.3所示。

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图B.3带凹槽或突起的B型套筒

B.2.4.5.5套筒环形末端的角焊缝应遵循以下规定： a）如果套筒厚度（T）小于或等于正常管道壁厚（T.）的1.4倍时，完整的角焊缝如图B.4所 示。图中G为管体与套简之间的缝隙。

8.2.4.5.5套筒环形末端的角焊缝应遵循以下规定：

图B.4角焊缝（T.≤1.4T.）

如果B型套筒壁厚超过管道壁厚的1.4倍，角焊缝的斜面应以约45°坡至壁厚的1.4倍加上缝 隙位置。如图B.5所示。管道上焊缝应光滑地由管道上过渡到焊缝上，以减少应力水平。焊 缝与管道的夹角不应生成一个尖锐的凹槽和诸如undercut类型的缺陷，这都是不允许的。

图B.5角焊缝（T>1.4T.）

在每个套筒组件设计时应注意，半套筒都应能以单三角对焊的方式轴向连接。沿着轴向边缘的斜 面组成一个60°的夹角，并且斜面上不应有槽脊。除了当T，≥1.4T，时，使套筒从表面开始倾斜4：1 的坡度以使端面垂直切割面不宽于1.4T。的情况，都要垂直切割套筒组件的端面以使其角焊到输送管 道上。套筒与管体之间的缝隙不宜超过2.5mm。 B.2.4.5.6B型套筒的其他使用方法： a）串联法：单个B型套筒长度不满足管道修复长度时，可在B型套筒串联部位安装一环形垫 板，使用对焊的方法连接两个B型套筒

B.2.4.5.6B型套筒的其他使用方法

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b）桥联法：单个B型套筒长度不满足管道修复长度时，可用一稍大的B型套筒连接两个管道 的B性套筒。本方法也适用于以前维修的B型套筒的角焊缝位置出现裂纹等缺陷的修复。

B.3环氧钢套筒修复技术

环氧钢套筒修复技术是利用两个由钢板制成的半圆柱外壳覆盖在管体缺陷外，并与管道保持一 ，环隙两端用胶封闭，再在此封闭空间内灌注环氧填胶，构成复合套管，对管道缺陷进行补强 其结构如图B.6所示。

图B.6环氧钢套筒修复示意图

环氧钢套筒的钢壳采用比待修复钢管直径大30mm的钢管，沿轴线方向上下平分而成。钢壳长度 般为2m，厚度及管材均与管体相同或相近；钢壳上片的顶部及两侧应有3列均布的监测螺孔，每 列5个，以便监测环氧填胶的灌注进度，控制密实度，环氧树脂完全充满后用螺栓进行封堵。环氧树 脂使用专用填充树脂，其热膨胀系数与管材接近，固化热收缩率较低。钢壳片的四周应打磨出坡口， 以便于“V”型平焊连接。在钢壳片靠近两端的左上、左下、右上和右下各有1个定位螺栓，用于调 整钢壳与钢管间的同轴度，

环氧钢套筒修复技术可应用于下列情况： 管径范围为100mm~1422mm。 管道类型为石油、天然气、成品油、液化石油气输送管道、石化厂管网和近海采油平台的提 升管道。 可修复的管体缺陷类型参见表3。

环氧钢套筒修复技术的技术特点如下： 作业简便、无需焊接，不存在热操作的各种风险。 不在管壁上直接操作，对管道正常运行基本没有影响。 当管壁腐蚀穿孔后，钢套筒简内的环氧填胶接触腐蚀介质，可使腐蚀得到彻底抑制。

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式中： tmin 最小修复厚度，单位为毫米（mm）； 管道的规定最小屈服强度，单位为兆帕（MPa）； E管道材料的拉伸模量，单位为兆帕（MPa）； E。复合材料的周向拉伸模量，单位为兆帕（MPa）： p—管道的设计内压，单位为兆帕（MPa）； Ps一管道的最大允许操作压力，单位为兆帕（MPa)。 b）采用内压、弯曲和轴向力引起的轴向应力计算，修复层的最小厚度见公式（B.5）：

DE. 21 mi 20, E RD

DE. 2F min 20,E 元D

B.4.1.5.1.2管体属服

采用如下方法计算： a）当管道没有泄漏，但承载管体屈服时，基于碳纤维复合材料的许用应变进行修复设计。采用 内压引起的周向应变计算，修复层的厚度采用公式（B.6）计算得到：

PD PiD 2Eetrewir Efepair 2(Eetteair +E,t)

式中： 复合材料的许用周向应变【由公式（B.8）计算得到】； 管道的设计内压，单位为兆帕（MPa）； D 管道外径，单位为毫米（mm）； E 复合材料的周向拉伸模量，单位为兆帕（MPa）； frepair 修复层的设计厚度，单位为毫米（mm）； 管道的规定最小屈服强度，单位为兆帕（MPa）； 管道的最小剩余壁厚，单位为毫米（mm）； Plive" 管道修复时的内压，单位为兆帕（MPa）； E一管道材料的拉伸模量，单位为兆帕（MPa）。 b）若管道为停车修复，即修复时内压为零（plive=0)，则公式（B.6）可简化为：

一温度损耗因子，由表B.3确定；

PD m,fs EE 2

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表B.3温度损耗因子

表B.4复合材料的许用应变

B.4.1.5.2修复层的轴向长度

B.4.1.5.2修复层的轴向长度

B.4.1.5.2.1修复层的总轴向长度采用公式（B.9）计算得到：

L = 2Lover + Ldeiest + 2Lape

修复层的总轴向长度，单位为毫米（mm）； 修复层与原管道重叠区的长度，单位为毫米（mm）； Ldefect 管道的缺陷长度，单位为毫米（mm）； 修复层末端的削边长度，单位为毫米（mm），一般最小锥度为5：1（水平与垂直之比） 5.2.2修复层与原管道重叠区的长度见公式（B.10）

Loer = 2/Dt

Loner = 2/DI

式中： t一原管道的壁厚，单位为毫米（mm）。 B.4.1.5.2.3若对泄漏管道修复，修复层与原管道重叠区的长度应取公式（B.11）中的较大者：

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以: T一修复层与原管道重叠区的剪切强度，单位为兆帕（MPa)

B.4.2玻璃纤维复合材料修复技术

E,Eatrepair =max 2/Dt或

E,Esfrepair =max 2Dt或

修复前应清除管道表面的防腐层，管道缺陷表面除锈等级要达到Sa2.5（近白级）要求，锚纹深 度为50μm～75μm；根据确定的修复层总轴向长度，以缺陷部位为中心进行缠绕，确保纤维与管道 轴向垂直：修复时应尽量减少修复层的接头数量

B.4.2.2适用范围

玻璃纤维复合材料修复技术可应用手以下几方面： 缺陷程度低于0.8壁厚管道的腐蚀缺陷的修复。 内腐蚀管道临时增强、单点补强，也可用于整体管段的缺陷补强， 增加管道安全系数和管道提高运行压力的提压增强

B.4.2.3技术特点

玻璃纤维复合材料修复技术用于管道补强具有如下技术特点： 作业简便、快速，现场修复设备简单，无需焊接。 修复层的强度随着时间增长而降低。 玻璃纤维复合材料的弹性模量比钢的弹性模量小约一个数量级，修复时只有当钢管发生很大 的塑形变形后，才能将压力传递到修复层，

B.4.2.4修复设讯

玻璃纤维复合材料修复设计计算见B.4.1.5

机械夹具用于管道发生泄漏时的抢险使用。点状式堵漏夹具主要用于对尖锐物体撞击或铁锈侵蚀 形成的小穿孔修复；对开式堵漏夹具用于管道出现裂纹或破裂的修复；柔性堵漏夹具用于漏点直径小 于50mm，运行压力小于10MPa管线的带压临时修复

B.5.2.1点状式堵漏夹具的技术特点如下

重量轻，费用低。 所需紧力小。 安装安全、方便。

重量轻，费用低。 所需紧力小。 安装安全、方便。

重量轻，费用低。 所需紧力小。 安装安全、方便。

B.5.2.2对开式堵漏夹具的技术特点如下

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5.2.2对开式堵漏夹具的技术特点如下： 可在管道不停输的情况下进行安装，安全可靠。 临时和永久性安装均可。 安装时动用大型的施工设备，且施工工艺相对复杂，成本较高。 5.2.3柔性堵漏夹具的技术特点如下： 可承受10MPa的泄漏压力。 不需要动火作业，没有施工作业风险。 使用手动安装工具，便于操作。 可以修复陆上及水下直管段，弯头；及螺旋焊缝等不平整表面。 体积小，重量轻，不会给管道增加额外应力。 耐酸碱及有机溶剂的腐蚀。 产品涵盖了4in～56in的管道应急性及结合环氧钢套筒技术进行永久性修复。 可提高在狭小空间作业时的效率。

换管修复时，管道切除位置离缺陷、破坏或泄漏处顶端至少应有100mm的距离，切除的管道长 度应超过1.5D，且满足表B.5的要求；替换的管段壁厚应大于或等于现有管道的壁厚，材料等级应与 现有管道相同。如果替换管道的厚度超出现有管道厚度2.4mm，应对其进行内部加工或后斜面加工成 4：1的斜率，以保证与现有管道的厚度相同。替换管段应预先进行压力试验，试验的最小压力为被修 复管道最大操作压力的1.25倍，如果被修复管段的位置是高后果区（HCA）或异常敏感区（USA），替 换管段预先压力试验的最小压力为被修复管道最大操作压力的1.5倍。替换管段与原管道采用对接环焊 100%检验，保证满足APIStd1104的工艺要求。

表B.5切除管段长度

当连续修复较长距离的管道，或管道存在包括材质在内的多个问题时，换管修复是唯一选择。

换管修复可一次性且永久地解决修复段所存在的所有问题，但存在以下缺点： 施工作业时影响管道正常输送，给运营企业造成大的经济损失。 存在一定的安全和环境风险，尤其是天然气、成品油等危险介质管道，对施工作业的安全措 施要求较高。 需要大型的设备和优秀的焊接技术工人，耗费的时间也较大，换管修复是成本最高的修复方法。

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附录C （资料性附录） 复合材料修复管道缺陷后的性能测试

C.1.1为了测试复合材料修复管道缺陷后长时间应用的性能，对修复管道进行加压性能测试，试验 管件数为3。采用复合材料修复技术，对含有缺陷面积至少为45mm×90mm，深度至少为70%管体 壁厚的管道进行修复补强，修复后，对该管道持续加压，当管道内压不小于0.8管道设计压力后，保 持该压力1000h，修复区域没有任何破坏。 C.1.2待1000h性能测试完成后，对修复管道继续加压，当管道内压不小于95%管道设计压力后， 保持该压力200h，修复区域仍然没有任何破坏。 C.1.3待200h性能测试完成后，对修复管道继续加压，无缺陷管体压力破坏时，管道修复区域完好 无损。

C.2.1为了测试复合材料修复管道缺陷后常年运行年限，对修复管道进行耐久试验，试验管件数为2。 采用复合材料修复技术，对含有缺陷面积至少为45mm×90mm，深度至少为70%管体壁厚的管道进 行修复补强，修复后，对该管道施加循环压力，压力范围为0.3～0.6倍的设计压力，每循环1000次 模拟管道运行1年。循环加压30000次后，修复区域没有任何破坏。 C.2.2待30000次打压循环完成后，对修复管道继续加压，无缺陷管体压力破坏时，管道修复区域 完好无损。

C.3管道轴向拉伸试验

为了测试复合材料修复层和被修复管道之间的黏合力，将两根等径没有焊接的管道拼接在一起， 使用复合材料修复连接，待复合材料修复完成后，在修复管道的两端施加拉力，修复管道至少恢复 85%无缺陷管道抗拉应力。

采用SY/T0040，重锤质量为1.36kg，锤头为半圆形，直径为15.9mm。重锤从分度值为5mm 下落导管中，垂直下落冲击管道正上方修复层，下落高度为0.75m时，冲击强度为10J。查看 无任何开裂情况发生，即为通过。

C.5管体表面抗剥离性能试验

C.5.1为了测试复合材料修复层与管体的抗剥离性能，对管道修复层进行剥离试验。本 GB5210。

GB5210。 C.5.2从修复管道正上方，选取三处位置，粘贴直径至少20mm刚清理干净的试柱，并保持试柱垂 直于试片表面。待胶黏剂固化完全后，使用切割装置将试柱周围胶黏剂和修复层切透至底材。使用机 减式或液压式附着力测试仪测试修复层附着力。固定试片后，用附着力测试仪将试柱向上拉开，测试 示意图见图C.1。在室温条件下（23℃±2℃），重复上述测试5次，取平均值。

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图C.1附着力测试示意图

C.6防腐层表面抗剥离性能试验

防腐层质量应符合SY/T5918的规定。对于缠带类防腐层用刀环向划开10mm宽、长度大于 100mm的胶带层，直至修复层。然后用测力计（弹簧秤）与管壁成90°拉开，如下图所示，拉开速度 应不大于300mm/min，记录测力计（弹簧秤）读数。该测试应在缠好胶黏带4h以后进行。防腐层与 修复层附着力不应低于8N/cm。

C.7纵向裂纹补强试验

GB/T 42166-2022 充气服装图C.2测力计测试示意图

C.7.1为了测试复合材料修复管道纵向裂纹的性能，对未修复的缺陷管体和修复后的管体的承压能 力分别进行测试。对含有缺陷面积至少为3mm×90mm（环向×轴向），深度至少为70%管体壁厚的 管道持续加压，记录管体被损坏时的压力值和被损坏的位置。 C.7.2采用复合材料修复技术，对含有缺陷面积至少为3mm×90mm（环向×轴向），深度至少为 70%管体壁厚的管道进行修复补强，修复后，对该管道持续加压；当无缺陷管体压力破坏时，管道修 复区域完好无损。

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为了更好地评价复合材料 自关特征数据。同时对各承包 量进行评价

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[1] GB/T3354 定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法 [2] GB/T 3362 碳纤维复丝拉伸性能试验方法 [3] GB/T12007.7环氧树脂凝胶时间测定方法 [4] GB/T14074 木材工业用胶粘剂及其树脂检验方法 [5] GB/T15830 无损检测钢制管道环向焊缝对接接头超声检测方法 [6] GBZ 2 工业场所有害因素职业接触限值 [7] SY/T0037 管道防腐层阴极剥离试验方法 [8] SY/T 0041 防腐涂料与金属黏结的剪切强度试验方法 [9] SY/T 0452 石油天然气金属管道焊接工艺评定 [10] Q/SY 1592 油气管道管体修复技术规范 [11] Q/SY GD 0302 油气管道管体缺陷修复技术规范 [12] Q/SY GD 0303 管道缺陷开挖验证规范 [13] Q/SYGD1087 管道缺陷评价手册 [14] API RP 1107 管道维护焊接条例 [15] API Std 1104 管道及相关设施的焊接 [16] ASTMD1210 颜料载体体系分散细度的测定方法

[1] GB/T3354 定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法 [2] GB/T 3362 碳纤维复丝拉伸性能试验方法 [3] GB/T12007.7环氧树脂凝胶时间测定方法 [4] GB/T14074 木材工业用胶粘剂及其树脂检验方法 [5] GB/T15830 无损检测钢制管道环向焊缝对接接头超声检测方法 [6] GBZ 2 工业场所有害因素职业接触限值 [7] SY/T0037 管道防腐层阴极剥离试验方法 [8] SY/T 0041 防腐涂料与金属黏结的剪切强度试验方法 [9] SY/T 0452 石油天然气金属管道焊接工艺评定 [10] Q/SY 1592 油气管道管体修复技术规范 [11] Q/SY GD 0302 油气管道管体缺陷修复技术规范 [12] Q/SY GD 0303 管道缺陷开挖验证规范 [13] Q/SYGD1087 管道缺陷评价手册 [14] API RP 1107 管道维护焊接条例 [15] API Std 1104 管道及相关设施的焊接 [16] ASTMD1210 颜料载体体系分散细度的测定方法

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中华人民共和国 石油天然气行业标准 油气管道管体缺陷修复技术规范 SY/T6649—2018 石油工业出版社出版 （北京安定门外安华里二区一号楼） 北京中石油彩色印刷有限责任公司排版印刷 新华书店北京发行所发行 880×1230毫米16开本2.5印张72千字印1600 2019年2月北京第1版2019年2月北京第1次印刷 书号：155021·7870定价：48.00元 版权专有不得翻印