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        長輸油氣管道試壓技術(shù)分析

        2019-12-28 06:58:33孫艷新
        石油研究 2019年14期

        孫艷新

        摘要:近些年,隨著人們生活水平的提升和生活質(zhì)量的提高,各地區(qū)相繼建立了長輸油氣管道。在這一工程建設(shè)過程中,需要做好相應(yīng)的試壓技術(shù),這一技術(shù)關(guān)系到長輸油氣管道的整體安全,尤其是山區(qū)復(fù)雜地形和地下管道交錯復(fù)雜的地區(qū),更應(yīng)當(dāng)做好長輸油氣管道的試壓工作,對試壓的確定與分段及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等都應(yīng)當(dāng)嚴格的要求,只有這樣才能夠確保長輸管道的安全性。

        關(guān)鍵詞:長輸油氣管道;試壓技術(shù)

        1 清管、測徑技術(shù)

        1.1 清管

        清管的目的是清除管內(nèi)積存的積水、雜物及腐蝕產(chǎn)物如硫化鐵等,確保緊后測徑的順利進行及結(jié)果的準(zhǔn)確。采用清管器清理管道時,管線彎頭的曲率半徑不應(yīng)小于5倍管道直徑,清管器清管活塞的內(nèi)徑應(yīng)大于所清掃管線直徑,密封皮碗清管器可比管線直徑大3%-7%。清管器使用前應(yīng)對清管器外觀尺寸進行檢查測量,安裝跟蹤儀,并檢查清管器骨架強度和螺栓強度。

        1.2 測徑

        測徑清管器為直板8片聚酯盤清管器,配有8mm厚,直徑等于試壓分段內(nèi)最大管內(nèi)徑92.5%的鋁質(zhì)測徑圓盤,鋁測徑圓板安裝在第4和第5個聚酯盤中間。測徑清管器前部端盤的材料應(yīng)為中軟硬度的聚酯材料,當(dāng)測徑板通過管段后,以無變形、褶皺為合格。測徑的目的是在試壓之前檢驗管道存在的失圓、皺痕、凹坑或其他變形的程度和通過能力,完成清管、測徑后方可進行管線的試壓。

        2 試壓技術(shù)

        2.1 試驗壓力確定與分段

        (1)試壓分段的原則

        根據(jù)《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50369-2014)的要求,分段水壓試驗的管段長度不宜超過35km,試壓時應(yīng)根據(jù)該段的縱斷面圖,計算管道低點的靜水壓力,核算管道低點試壓時所承受的環(huán)向應(yīng)力,其值不應(yīng)大于管材最低屈服強度的0.9倍。對特殊地段經(jīng)設(shè)計允許,其值最大不得大于0.95倍。試驗壓力值的測量應(yīng)以管道最高點測出的壓力值為準(zhǔn),管道最低點的壓力值應(yīng)為試驗壓力與管道液位高差靜壓之合。

        (2)管道管材屈服強度值計算

        管道低點試壓時所承受的環(huán)向應(yīng)力,其值不應(yīng)大于管材最低屈服強度的0.9倍。按公式(1)計算:管道最大允許試壓壓力計算公式:[?]=P(D-2t)/2t(1)式中:[?]—試壓時允許的管道環(huán)向應(yīng)力(管材最低屈服強度的90%),MPa;P—最大允許試壓壓力,MPa;T—鋼管壁厚,mm;D—鋼管外徑,mm。由公式(1)可推導(dǎo)出最大允許試壓壓力公式(2):P=2[?]t/(D-2t)(2)而P=ρgh可推出最大允許高差h=P/ρg式中:ρ—水的密度,1000kg/m3;g—單位質(zhì)量物體所受的重力,9.8N/kg;h—最大允許高差m。根據(jù)上述條件,結(jié)合考慮水源、交通等因素,可進行初步分段。分段時還應(yīng)把握一個原則:一個試壓段內(nèi)只能包含一個地區(qū)等級或兩個相鄰級別的地區(qū)等級,如果出現(xiàn)一特征段的高差超過了其最大允許高差,此時應(yīng)把該段再次細分。

        (3)試驗壓力的確定

        最低點試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍加上靜水高差產(chǎn)生的壓力。P靜=ρgh最高點試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍。

        2.2 試壓頭制作與檢查

        (1)壓力試驗試壓頭制作,制作完成后,需做壓力試驗。強度試驗:1.5倍工作壓力穩(wěn)壓4h。嚴密性試驗:工作壓力穩(wěn)壓24h。試壓頭制造、安裝部件后應(yīng)進行強度試驗,強度試驗壓力為1.5倍設(shè)計壓力加上靜水高差產(chǎn)生的壓力P靜,P靜=ρgh,穩(wěn)壓4h,無降壓,無爆裂為合格。試壓頭使用前應(yīng)進行檢查。

        (2)壓力天平壓力天平用來檢測管道是否存在微泄。壓力天平一邊是砝碼重力所產(chǎn)生的壓力,一邊是液體管道內(nèi)的壓力,當(dāng)這兩個壓力相等時二者是平衡的(檢測管道內(nèi)壓力具體值,砝碼值之和即為管道內(nèi)壓力值),當(dāng)管道出現(xiàn)微泄,這個平衡就會被打破。

        2.3 管道注水

        開啟閥門向主管道內(nèi)充水。無需積累背壓時,開啟排氣閥門排出該段管內(nèi)空氣,需要積累背壓時,排氣閥門應(yīng)關(guān)閉。注水后,水推動1個隔離球前進,當(dāng)水頭推動隔離球行駛在下坡時,應(yīng)保持隔離球不會急速下沖的背壓。如果一個試壓分段內(nèi)存在線路截斷閥,必須選定線路截斷閥門應(yīng)能通過隔離球。采用機械清管隔離器,應(yīng)選用可以雙向前進的隔離器。隔離球運行的速度控制在3-5m/s,據(jù)此確定注水流量,收球端排氣多少根據(jù)背壓確定。經(jīng)過檢定的流量計記錄注水量并計算注水流量。通過注水泵出口,管線兩端壓力表的讀數(shù)調(diào)節(jié)背壓。當(dāng)排氣閥門溢流出水以后,關(guān)閉排氣閥,并且應(yīng)繼續(xù)注水。在注水過程中,應(yīng)準(zhǔn)確記錄注水壓力、注水體積、環(huán)境溫度、地表溫度、管壁溫度及入口水溫度。

        2.4 管道水壓強度和嚴密性試驗

        (1)管道水壓試驗升壓和穩(wěn)壓程序管道的水壓試驗升壓穩(wěn)壓按程序進行。(2)管道升壓升壓應(yīng)在試壓管段兩端壓力穩(wěn)定后,且水溫、管壁、設(shè)備壁的溫度大致相同時進行,應(yīng)控制升壓速度不應(yīng)超過1MPa/h,管接頭應(yīng)定期檢查是否有滲漏。升壓期間繪制升壓P/V圖,通過P/V圖實際記錄的數(shù)據(jù)繪制曲線,同理論數(shù)據(jù)進行比較,如果時間曲線接近理論數(shù)據(jù)繪制的線,較理論數(shù)據(jù)出現(xiàn)+0.2%的偏差,應(yīng)停止升壓進行檢查。(3)管道穩(wěn)壓升壓達到試驗壓力時,應(yīng)及時停泵,同時檢查所有閥門及管道連接處的嚴密性,檢查完畢后,觀察一段時間,驗證試驗壓力和溫度保持穩(wěn)定,當(dāng)檢查完畢后斷開試壓泵。試壓管段系統(tǒng)穩(wěn)定后,開始計算穩(wěn)壓時間,在穩(wěn)壓期間應(yīng)連續(xù)監(jiān)控壓力和溫度,并及時記錄。

        3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和記錄

        (1)證明文件在試壓前,要向監(jiān)理及有關(guān)人員提交試壓所用的壓力天平、壓力記錄儀、溫度計錄儀校驗證書。證書要包括每個儀器的系列號。(2)水壓試壓報告要完成現(xiàn)場壓力試驗報告,詳細記錄試驗完成的時間和活動。(3)試壓注水記錄試壓注水記錄應(yīng)補充到試壓報告中,包括完成注水操作的注水量和壓力。(4)試壓段縱斷面圖繪制管段的水壓試驗平面和縱斷面簡圖,以便確定試壓管段的壓力。(5)記錄儀繪制的壓力和溫度圖記錄儀繪制的壓力圖在試壓完成后繪制,并在圖上標(biāo)注以下信息:①試壓用介質(zhì);②圖表記錄儀系列號;③試壓管段名稱和說明;④開始試壓日期和時間;⑤最終試壓日期和時間;⑥壓力、溫度和時間曲線間斷說明。(6)測徑清管器報告測徑清管器報告要詳細敘述測徑檢查的結(jié)果,包括測徑盤測徑后的照片。報告還應(yīng)包括對所有發(fā)現(xiàn)問題所做的復(fù)查和分析總結(jié)。

        技術(shù)值得大力推廣。

        參考文獻:

        [1]王玲.長輸油氣管道試壓技術(shù)分析[J].化工設(shè)計通訊,2019,45(07):36-37.

        [2]徐波,趙思軍,趙鑫龍等.淺談長輸油氣管道試壓技術(shù)[J].安裝,2018,(2):34-36.

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