遲海明,趙國賓,王鑫(海洋石油工程股份有限公司,天津 300450)
海洋平臺項目的工藝管線系統(tǒng)建設的標準高、要求多,為達到工藝管線的設計標準,在開展安裝施工作業(yè)時常常需克服很多的技術限制,實現(xiàn)工藝流程的優(yōu)化。壓力試驗是對工藝管線系統(tǒng)安裝施工效果的檢驗,檢驗焊接、連接、密封性等多個方面。只有壓力試驗結果合格,才能夠保證工藝管線系統(tǒng)在海洋平臺中發(fā)揮作用,保持可靠的運轉狀態(tài)。為保障壓力試驗結果的準確性,需在試驗全過程中都開展嚴格的技術管理和質量控制。
海洋平臺壓力試驗包含的流程繁多,為保障壓力試驗在工藝管線系統(tǒng)質量控制和優(yōu)化方面的重要作用,開展壓力試驗的過程中必須要嚴格遵守試驗流程,注意對每個流程的嚴格管控。
在海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗過程中,試驗介質的選擇尤為重要。參與試驗工作的人員必須全部具備極高的專業(yè)素質,在試驗過程中發(fā)揮其素質優(yōu)勢。對海洋平臺工藝管線系統(tǒng)而言,系統(tǒng)內涉及的管線種類非常多,不同類型的管線在開展壓力試驗的過程中,所選用的試驗介質也存在著一定的區(qū)別。試驗工作開展時要嚴格根據管線材質的特點和類型進行介質的選擇。比如,針對碳鋼、低合金鋼或者不銹鋼材質的管材,其試驗介質多為淡水,而針對密封油系統(tǒng),試驗介質則更適宜采用潤滑油[1]。
海洋平臺工藝管線的壓力試驗開展時,試驗結果會受到試驗壓力的影響。當所確定的試驗壓力不符合試驗標準時,所得到的試驗結果將與實際存在較大的偏差。通常情況下,在開展液壓試驗的過程中,最小的試驗壓力應超過實際壓力的1.5倍,以使得設計溫度下材料的應力可達到標準[2]。壓力試驗的開展中,一旦試驗溫度下所計算出來的試驗壓力超出了屈服強度應力,這種情況下,試驗壓力應適當減小,減小到所產生應力小于屈服強度的條件下,此時的壓力值就是最大的試驗壓力。
在海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗中,對穩(wěn)壓時間的控制尤為關鍵。通常情況下,確定了試驗壓力后,穩(wěn)壓時間的確定要嚴格按照相應的試驗標準來確定。當壓力處于增大趨勢且處于最大試驗壓力的情況下,穩(wěn)壓時間一般要超過10 min,但穩(wěn)壓時間具體確定為多少,還需結合工藝管線系統(tǒng)的實際情況來確定。
壓力試驗的過程中,打壓作業(yè)開展時應同步加水。試驗人員在執(zhí)行試驗作業(yè)時,要將全部的放空口、有空氣的連接部位都打開,并向管道內添加適量的水。水漫以后,及時將放空口關閉,進入打壓處理流程。打壓工作過程中會呈現(xiàn)一定的階段性特征。當試驗值逐步升高到試驗壓力的50%、80%以后,需維持一段時間,使得該時間段內,管線壓力處于相對平衡的條件下,并安排專業(yè)的人員在此時間段內對各個連接點都仔細檢查,在不存在任何滲漏問題時,持續(xù)加壓并保持最大的試驗壓力[3]。
壓力試驗的開展過程中,因為涉及到了很多的試驗數據,為提高試驗結果可靠性,有關試驗人員要做好對壓力試驗數據完整、準確的記錄,并將這些試驗結果都及時保存起來。試驗工作進行中,要借助壓力記錄儀、溫度記錄儀來實時監(jiān)測管道壓力與溫度,但壓力記錄儀只能夠對穩(wěn)壓階段的壓力變化加以密切監(jiān)測,只有當壓力上升到最大試驗壓力且不存在任何的泄露情況時,壓力記錄儀才應即使進行相應的壓力參數記錄。
為使得海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗可發(fā)揮其質量檢驗作用,在正式的試驗開始之前,應做好充分的工藝技術準備。對于絕大多數的海洋平臺而言,工藝管線系統(tǒng)內的工藝管線數量龐大,且管線的種類繁多,不同管線之間還存在一定的交叉。為使得后續(xù)的壓力試驗工作可以高效開展,前期的準備工作要求技術人員強化技術分析和整體規(guī)劃。壓力試驗進行過程中,需根據試壓的工作流程和標準,制定最為可行的試壓計劃和方法。在對試壓流程加以梳理的過程中,試驗人員需對試驗介質、方法、操作步驟等都開展細化管理和檢查。
壓力試驗工作開始以前,專業(yè)的試驗人員要對管線結構開展完整性檢查。只有管線結構完全達到了相應的標準和要求,才能夠進入到正式的試驗環(huán)節(jié)。在管線檢查的過程中,有關檢查人員需按照海洋平臺工藝管線系統(tǒng)設計圖紙、支架平面圖等各種已有的技術資料和文件來科學安排相應的檢查工作,細化檢查責任。整個檢查工作需嚴格遵循規(guī)范化的流程要求,遵循先自查后復查、最后審核的順序。在自查工作開展時,由施工班組按照工程設計方案來自查自糾,檢查施工管線是否可達到要求。復查由技術工作者來對工藝管線系統(tǒng)的全部管線開展整體性復檢。審核由專業(yè)單位完成審檢和質檢。
工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗本身存在一定的安全風險。為使試驗工作高效、安全實施,要保障物資儲備的充足性。否則,一旦在壓力試驗過程中出現(xiàn)了物資供應不及時的情況,壓力試驗將無法順利開展。根據壓力試驗標準,試驗介質主要以氣體、液體為主。其中,氣體中又細分為空氣和氨氣,液體主要有水、純水、潔凈水幾種。在試壓工作開展時,如果管線不存在特殊情況,往往會將水選定為試壓介質。試驗介質的選擇和確定,可使得試壓過程中的運營成本大大降低。試驗過程中,要進行試壓設施的安全性檢查,避免試壓設施安全性不足所導致的試驗問題。
操作不當常常會誘發(fā)安全事故。在開展工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗時,應加強安全防護,在試驗的全過程中嚴格遵守相應的安全技術規(guī)范。根據當下海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的發(fā)展情況,已經陸續(xù)出臺了關于安全技術規(guī)范方面的規(guī)定。為全面提高試驗水平,除了要加強試驗監(jiān)督和管理外,更需加強安全防護。液壓試驗管段的長度一般不超1 km。試驗人員確認了臨時加固措施的安全性和有效性時,要在現(xiàn)場做好相應的標識。試驗工作開展時,所配備和使用的壓力表必須要確保檢定合格性,保持精度在1.5級以上。試壓系統(tǒng)開展時,壓力表數量應在2以上。將水灌注到液壓試驗系統(tǒng)內之前,首先應將系統(tǒng)中的空氣完全排干凈,且要確保此時的溫度條件在5 ℃以上。一旦溫度條件達不到要求,應做好防凍處理。在對應的試驗工作完成后,將各類臨時盲板及時拆除。
為提升試驗規(guī)范性,確保試驗結果的可靠性,在開展現(xiàn)場的一切試驗工作時,應確保各項操作嚴格按照試驗標準來實施。承受內壓管線的試驗壓力應為管線設計壓力的1.5倍。為保障參數設計科學性,如果管線設計溫度超過了試驗溫度,試驗壓力超過了6.5時,將壓力取值確定為6.5;如果管線設計溫度在試驗溫度以下,且試驗壓力形成了超過屈服強度應力的情況下,需適當減小試驗壓力。針對氣壓作強度試驗的管線,當試驗結果達到了相應標準以后,此時的試驗壓力要適當調整到與氣密性試驗壓力值相一致的范圍,并維持30 min的穩(wěn)壓處理。如果在此過程中不存在任何的壓漿或者泄漏情況,就意味著此時的壓力參數是合格的。針對壓力試驗中的泄漏檢測,一般可在焊口、法蘭和密封部位涂抹一定量的檢漏液。將試壓現(xiàn)場5 m范圍以中的區(qū)域作為危險地帶,并擺放警示標語,嚴禁無關人員進入。拆除下來的螺栓零部件均應根據規(guī)格區(qū)別整齊擺放,并涂刷二硫化鉑,在覆蓋防雨布后做好法蘭面的清潔。
試壓工作進行中一旦出現(xiàn)了油漆脫落或者加壓設備失靈的情況,需立即停止試驗工作,并安排專人來進行整體性的檢查,分析出現(xiàn)問題的原因并及時采取有效的處理措施。一旦在檢查過程中出現(xiàn)了焊接接頭部位泄漏的情況,需將壓力降到零點并立即進行接頭的修復,隨后再開展試壓工作。在保壓環(huán)節(jié),當全部的焊接接頭、連接部位檢查合格以后,才可進入卸壓環(huán)節(jié),壓力試驗完成且遵循了操作標準以后,有關人員要將試驗過程中的各種輔助設施及時拆除。
工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗中,氣體泄漏性檢驗同樣是關鍵性的工作。對于工藝管道與設備系統(tǒng),都需要嚴格遵循相應的標準來加強氣密試驗。為獲得可靠的試驗結果,氣密試驗壓力應保持在0.6 MPa左右,并在試驗進行時選用潔凈空氣作為介質。針對氣體泄漏性試驗,其檢測的重點應放在法蘭式螺紋接頭、過濾器、閥門填料、放空閥等關鍵部位。當試驗時的壓力參數達到了標準后,停壓10 min再開展全方位檢查。
海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗難度較大,涉及的技術標準較高。為提高試驗結果可靠性,確保試驗過程的規(guī)范性,試驗人員需結合海洋平臺工藝管線系統(tǒng)設計標準,做好試驗全過程的檢查與監(jiān)督,減少壓力試驗中的不規(guī)范操作行為。