北方某总包项目冬季高压管道水压试验施工方法探讨

胡爱新

中国成达工程有限公司，四川成都 610041

北方某总包项目冬季高压管道水压试验施工方法探讨

胡爱新

中国成达工程有限公司，四川成都 610041

在冬季进行高压管道水压试验时易发生冰冻堵管、材料冷脆等高风险问题。以新疆某16万t/a产能的1，4-丁二醇总承包项目中氢气压缩工序的高压加氢管道冬季压力试验为例，针对冬季管道水压试验难点和风险，采取了四种措施：其一，在液态试压介质水中按1∶1比例添加乙二醇，降低液体的冰点；其二，引蒸汽盘管进入临时储存试验介质的储罐中，以提高试验介质的温度；其三，用接通蒸汽的耐高温橡胶软管缠绕在试验管道和设备外壁，进行临时保温；其四，除需要外露的检查部位外，管件采用保温棉进行临时包裹等措施。通过采用这些措施，顺利完成加氢管道的冬季水压试验，实现了风险可控制、操作性强、不延迟施工进度的目的。

高压管道；水压试验；风险；安全

1 工程概况

新疆某16万t/a产能的1，4-丁二醇总承包项目中氢气压缩工序的高压加氢管道，入冬前已经完成安装，为了不耽误来年春季开车投产，需要在冬季抢工，进行管道试压作业。

管道安装完成、热处理和无损检测合格后要进行压力试验。目前，检验手段有三种：气压试验、水压试验，以及当现场不具备试压条件时经报批采用符合规范有关要求的无损检测、管道柔性分析和泄漏试验代替压力试验。管道焊口100%探伤成本高，且无损检测过程繁琐，在施工管理中采用较少；对设计压力高于0.6 MPa的管道做气压试验危险性大，而且不容易检查出泄漏点；水压试验施工成本低，危险性略小，是管道试压中常用的理想性选择。

2 规范中关于水压试验对环境温度的要求

TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程-工业管道》第89条要求：“试验时的液体温度不得低于 5 ℃”[1]。

GB 50184-2011《工业金属管道工程施工及验收规范》8.5.2.2条规定：“液压试验温度严禁接近金属材料的脆性转变温度”[2]。

GB 50235-2010《工业金属管道施工规范》8.6.4.3条规定：“试验时，环境温度不宜低于5℃，当环境温度低于5℃时，应采取防冻措施”[3]。

3 冬季管道水压试验难点和风险

（1）北疆地区冬季室外最高气温为-5℃，最低气温为-25℃（参考2014年奇台地区12月份气温记录）。室外环境温度无法满足做水压试验的有关规范要求。

（2）管道材料ASTM A106-B使用温度-20～425℃，室外环境温度会有超出材料使用温度范围的可能性，可能会接近脆性转变温度。

（3）《管道命名表》中，加氢管道的设计压力为38.1 MPa，则水压试验的压力应为56.1 MPa，由于试验压力高，且需要持续加压约7 d，试压过程风险大。

（4）管道与管道之间为高压卡兰连接，试压过程需要边试压边检查卡兰密封面泄漏情况，检查过程危险性大。

4 冬季试压方案和防冻措施

为了满足施工进度需要，冬季采取防冻措施以满足规范的有关要求，克服水介质结冰、材料冷脆现象等风险。采取的措施如下：

（1）在液态试压介质水中添加防冻剂（乙二醇），降低液体的冰点；水与防冻剂按1:1比例混合调配。

（2）引蒸汽盘管进入临时盛放试验介质的储罐中，以提高试验介质的温度。

（3）管道进行水压试验时，把接通蒸汽的耐高温橡胶软管缠绕在管道和设备外壁，再进行临时保温，以提高试压管道温度。

（4）除管道焊缝口、卡兰连接处等外露，为试压预留出检查部位外，其余部位均采用保温棉临时包裹保温。

5 管道试验压力的确定

由于设备管口与管道是焊接在一起的整体，因此不易拆卸和单独给管道试压。

根据GB 50184-2010《工业金属管道施工质量验收规范》8.5.2.3的规定：“当管道试验压力大于设备试验压力，且无法将管道与设备隔开，当设备的试验压力不小于本规范（8.5.2）计算的管道试验压力的77%时，经设计或建设单位同意，可按设备的试验压力进行试验”。经核查本次试验设备的图纸，得知设备水压试验压力有两种：43.5 MPa和43.6 MPa。而《管道命名表》中要求管道的水压试验压力为：56.1 MPa，根据规范的要求进行计算：管道试验压力P=56.1×0.77=43.2（MPa），该数值小于设备的水压试验压力43.5 MPa和43.6 MPa。因此管道试验压力可以按照设备的试验压力来进行试验。

6 试压前管道检查

（1）进行试验的管道系统施工结束后，流程贯通，按照管道试压包系统组织业主、监理和施工单位进行检查。

（2）所有焊口施焊完毕，无损检测及热处理工作已经完成并有相关的记录和检测报告，结果符合规范要求。所有焊接接头及其他应检查的部位，尚未涂漆和无隐蔽现象。

（3）卡兰、螺栓配齐并拧紧，并按要求涂黄油或其他防锈油，检查部位外露。

（4）阀门的规格、型号、流向、操作手柄方向符合图纸规定。

（5）所有管道支架已按图纸正确安装完毕，临时支架及与管道无关的部件已拆除。

（6）待试验管道与无关系统已采用盲板或其他措施隔离；待试验管道上的安全阀、爆破片及仪表元件等已经拆下或已隔离。

（7）所有的设计修改部位，按设计变更单的要求修改安装完成。

7 试压前准备

（1）试压现场拉安全警戒线，试压区域有安全人员专职看守，禁止非工作人员进入试压区域。

（2）试压用的临时盲板编号和安装位置正确，标志明显，记录完整。

（3）试压用的压力表已校验，并在有效期内，其精度不得低于1.6级，表的满刻度值应为被测最大压力的1.5～2倍，压力表不得少于2块。

（4）符合试验要求的试验介质已备充足，试压机械和工具准备到位。

（5）试压系统管道和设备外壁采用了橡胶软管缠绕和临时保温。

（6）管道系统试压前，资料齐全，方案已经总包、建设、监理、施工单位审查通过，并完成了技术交底工作。

8 水压试验

（1）选定经检验合格后的管道给压位置，连接进水管道和试压泵组成试压系统。在便于观察的不同位置设置2块压力表。

（2）引蒸汽盘管进入临时盛放试验介质的储槽中，把试验介质的温度提高到约50℃。

（3）注水开始前，从低压蒸汽分配台引入蒸汽到橡胶软管给试压管道加热。50 m内缠绕的橡胶软管接一根蒸汽管，超过50 m的接两组蒸汽管。试压管道表面温度在20℃以上开始注水。

（4）先将注水阀门打开，然后启动试压泵，接着向试验管段内注水；管道注水应从下游缓慢注入，在试验管段的上游管顶及管段中的凸起点设排气阀，保证管道内的空气充分排出，防止管内产生气锤或水锤。

（5）管道末端盲板处开孔补强，引出DN25高压小管连接试验介质储槽，DN25小管靠近管道末端盲板侧加双切断阀。注水后，DN25小管有试验介质流出，循环30 min，使试压管道预热。当目测无气泡时，认为注水已满，关闭双切断阀。

（6）水注满后，用高压泵持续缓慢为试压系统升压，每隔20 min巡线检查一次，加压直至设计压力38.1 MPa。

（7）试验时，要频繁测量管道外壁温度，控制管道外壁温度在20℃以上，严禁管道试验温度接近脆性转变温度。

（8）试压系统的压力达到设计压力并检查合格后，再持续缓慢升压，每10 min巡线检查一次，加压直至达到试验压力（43.6 MPa），然后稳压10 min，再将试验压力降至设计压力38.1 MPa，稳压30 min，以不降压、无泄漏、无变形为合格。试压过程中，应由总包单位组织政府监管人员、业主、监理和施工单位进行巡线检查，并做好取证和签字记录。

9 泄压和冲洗消毒

全段管道水压试验合格后，应对管道缓慢泄压，泄压完毕冲洗消毒。

（1）使用洁净水冲洗管道，以流速≥1.0 m/s的冲洗水连续冲洗，直至出水口处浊度、色度与入水口处冲洗水浊度、色度相同为止。

（2）冲洗时应保证排水管路畅通安全。

（3）冲洗合格，及时将管内积水排净，并吹干。

10 结束语

冬季管道水压试验，是一项在采取有效防冻措施、控制风险、满足规范的前提下，需要精心策划、严密组织、科学管理、细心操作的施工作业；同时，也是一项需要监管机构、业主、总包、监理、施工单位或厂商密切配合的综合性施工管理工作。开展冬季管道水压试验的缺点是：采取防冻措施成本高，寒冷天气下施工作业不便，寒冷气温和高压带来的试压过程中风险性很大。其优点是对于北方项目漫长的冬休期而言，大大缩短了施工进度，也间接地降低了施工成本。本项目高压管道试压措施到位，风险可控，可操作性强，其试压的成功实践经验，值得以后北方总包项目的冬季管道水压试验借鉴和参考。

[1]TSG D001-2009，压力管道安全技术监察规程——工业管道[S].

[2]GB 50184-2011，工业金属管道工程施工及验收规范[S].

[3]GB 50235-2010，工业金属管道工程施工规范[S].

[4]宋苛苛.压力管道设计及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2007.

Discussion on hydraulic test in winter for high pressure pipeline ofa certain EPC project in North China

HU Ai'xin
China Chengda Engineering Co.，Ltd.，Chengdu 610041，China

There often are the high-risk problems of freezing pipe blockage and material cold shortness in hydraulic tests in winter for high pressure pipeline.In the hydraulic test for the high pressure hydrogenated pipeline of the 160 000 t/a BDO EPC project in Xinjiang，the following measures are adopted to solve key difficult problems in the hydraulic test：（ 1）adding glycol into water with the ratio of 1∶1 to reduce water freezing point；（ 2）putting steam coil into a tank for temporarily storing water to increase water temperature；（ 3）twining the high temperature resistant rubber hose filled with steam around the external walls of test pipeline and other equipment to perform temporary thermal insulation；（ 4）wrapping pipe fittings with insulation wool temporarily，except the places needing exposed for inspection.Through the implementation of these measures，the hydraulic test for high pressure hydrogenated pipeline is achieved with controllable risks，strong operability and on schedule.

high pressure pipeline；hydraulic test；risk；safety

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.05.012

胡爱新（1981-），男，湖北黄冈人，工程师，2012年毕业于西南石油大学石油工程专业，现主要从事石油化工管道设计工作。Email：huaixin@chengda.com

2017-05-02