长输管道试压压降探究

石磊 陆英娣

摘 要:长输管道试压是对管材和焊接质量的综合检验,是管理施工中一道重要的工序。工程验收规范中,明确要求不渗漏,这同短时间内有降压的要求形成矛盾。那么如何做到既保证不渗漏又有效降压?下面,本文就对长输管道试压降压进行研究,从而避免竣工后管道渗漏现象的发生。

关键词:长输管道试压压降分析

中图分类号:U178 文献标识码:A 文章编号:1674-198X(2012)05(a)-0097-01

近年来,我国油气工业得到了迅速的发展,长输管道工程随之增加。随着西气东输、忠武线等长输管道的建成,大量的技术数据和施工经验积累起来。在长输管道工程中,试压环节是一个重要的工序,是一次对管道整体性、材料性能、施工质量的综合检验。因管道渗漏与压降有着密切的联系,研究长输管道试压压降,对于保障管道工程质量具有积极地现实意义。

1 长输管道渗漏与压降关系理论基础

焊接过程中熔池中气体当凝固时未能逸出而引起空穴的产生。预防措施:在解决此问题时,应加强焊前的处理工作。及时做好相关的清理工作,如果天气湿度过大或者是雨天,应采取有效的措施,以防止气孔的产生。

在一个运行时间段内,忽略局部摩阻时,对于流态是否变化则也可忽略,从而使长输管道的渗漏得到一个理论基础的能量平衡。分析能量平衡关系,长输管道试压过程中,压降的起、终点变化是对渗漏现象是否存在的显示。在获取压降变化后,渗漏量和渗漏位置便可求其一,但因复杂管道运行工况、管道介质物性参数及非线性特性不易准确得出,故仅表现出对长输管道渗漏的理论价值,在明确了长输管道系统间变量的相互作用的同时,还对仪表系统盲区做出了进一步放大。在焊接时,焊缝热影响区在冷却过程中所形成的裂纹。预防措施:尽可能控制焊缝中低熔点共晶物的存在,同时尽量降低冷却时的拉应力。此外还有夹渣缺陷。针对这种缺陷,应在对天然气管道焊接之后,应及时清理残留在焊缝中的熔渣,防止不必要问题的滋生。

2 长输管道渗漏与压降关系

着手于长输管道渗漏预警,就给定管道,取H2-H为常数,确定关于渗漏量q的函数表达式:F(q)=flc1Q2-m+flc2(Q-q)2-m+(H2-H)。其中,Q为管道体积流量,lc1和lc2分别为渗漏点距离起点和终点的距离,m为沿程压力降落,H2-H为常量。当取q为0时,长输管道渗漏前后两端的压降变化率便可得到进一步的简化,即保证管道无渗漏的压降关系。分析表达式可知,给定管道在一定刘台下,如发生渗漏现象时,仪表上反映的压降变化率受q/Q、l2/L、H2-H等共同影响。其中,lc2/L说明管道渗漏位置距离管道终点越近,通过检测压降变化来确定是否发生渗漏现象越不容易。由于1>L>lc2,当H2-H>0时,便可共同作用于q/Q,并对仪表系统盲区作出进一步放大。只有在极端的情况下,长输管道的相对渗漏量,才可同仪表系统的精度保持一致。当忽略长输管道的起点、终点高程差时,同仪表精度相结合,便可对不同渗漏点的相对漏油量作出快速的估计。归结上述内容,一定流态下,通过表达式便可对长输管道压降变化率同管道总长度与渗漏点距管道终点距离、相对渗漏量、管道始终端高程差等之间的关系进行反映。对于给定管道,在一定流态下发生渗漏现象时,是管道总长度与渗漏点距离终点距离、管道始终点高程差、相对渗漏量三个因素共同发生作用的结果,从而就其压力变化在仪表上进行表现。

3 长输管道试压压降实践探讨

近些年来,在长输管道的工程验收和施工监理中均应用以下方式:首先对是否存在压降现象进行检查,之后再明确是否存在渗漏现象。实践表明这一方式的效果很好。应用此法,监理单位对管道试压实施验收检查,效果良好,实现了一次性的合格交验。在重要或大型工程中,按照此方法严格进行验收,利于顺利交工,保障了管道质量的满意度,使得管道竣工后无渗漏现象的发生。

长输管道验收规范中,不渗漏是统一的要求,但这一要求则同短时间内有压降形成矛盾。在施工与监理的长期实践中发现,但凡在短时间内出现压降现象的,渗漏就一定存在,而对于较大系统,则即使存在较小渗漏,压降也可能不存在。在长输管道施工过程当中,验收试压时,经过4小时强度试压和24小时严密性试压后观察无压力下降时,对管道实施检查无渗漏时才可进行验收。多年施工经验表明这一做法是非常好的。因长输管道试压压降同短时间内压力和系统均有关,故在实施渗漏检查过程中,在进行目测的同时,对于有无降压的观察也非常主要。又如在某工程长输管道的验收中,因存在较多的管路,在试压时间的验收中不存在压降现象,检查每一个丝头,只在一个临时堵头上发现一个很小的砂眼,但压力依然没有下降。又如在一次夏季的试压验收过程中,因天气炎热、温度较高,中午11点至3点阶段,验收压力不降的同时,反而出现上升现象。随着其工程大部分长输管道的竣工,均可达到无渗漏无压降的施工要求。在报验试压时,施工单位只有在无压降时才上报监理实施验收,存在压降时则不上报监理。究其原因,是因为降压即使很小,也会存在渗漏地方;相同压降时,管容越大所需稳压时间越长;同一管容,管道内压越高,所需稳压时间越长。基于本模型可为具体管道确定合理稳压时间。

参照长输输气管道水压的试验研究,结合水压试验要求和国外的数据统计,国外曾对各种等级的管道进行了大量的数据统计,统计了近16093km的管道,其中包括各种等级钢材,各种等级的钢材均有,证明暴露缺陷集中的试压强度在90%～110%之间,而试压强度再高也无意义。国内输气管道的试压标准遵循的是GB50369-2006《油气长输管道工程施工及验收规范》,规范要求的水压试验最低强度见表2,即一、二、三、四地区等级分别采用1.1、1.25、1.4、1.5倍的设计压力,相应的环向应力分别达到0.792、0.75、0.7、0.6倍SMYS。规范还规定最高试压压力所造成的管壁所承受的环向应力不大于管材最低屈服强度的90%。

气压试验是待管道系统施工完毕后,应逐一检查管件焊缝和连接部位,且试验前不得保温和涂漆。依据设计规范和说明,准备好打压设备,清除管道内一切异物,关闭所有水封上的阀门,加堵盲板于阀门前。在完成准备工作后,便可进行气压试验,气压试验压力定为管道标识压力的1.15倍,首先升至试验压力的50%来实施检查,如无异常或渗漏现象时,则按照试验压力的10%继续逐级升压,每级的稳压时间为5min,如无渗漏且目测无变形,则确定为合格。

4 结语

在长输管道试压过程当中,严格遵循制度规范的要求,参考上述内容因地制宜地控制压降,并在具体的实施过程中总结经验,积极创造,将更多的试压成果融入到工程实践当中,从而保障管道施工要求,促进工程质量的进一步提升。

参考文献

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