長輸管道試壓壓降探究

石磊 陸英娣

摘 要:長輸管道試壓是對管材和焊接質(zhì)量的綜合檢驗,是管理施工中一道重要的工序。工程驗收規(guī)范中,明確要求不滲漏,這同短時間內(nèi)有降壓的要求形成矛盾。那么如何做到既保證不滲漏又有效降壓?下面,本文就對長輸管道試壓降壓進(jìn)行研究,從而避免竣工后管道滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

關(guān)鍵詞:長輸管道試壓壓降分析

中圖分類號:U178 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-198X(2012)05(a)-0097-01

近年來,我國油氣工業(yè)得到了迅速的發(fā)展,長輸管道工程隨之增加。隨著西氣東輸、忠武線等長輸管道的建成,大量的技術(shù)數(shù)據(jù)和施工經(jīng)驗積累起來。在長輸管道工程中,試壓環(huán)節(jié)是一個重要的工序,是一次對管道整體性、材料性能、施工質(zhì)量的綜合檢驗。因管道滲漏與壓降有著密切的聯(lián)系,研究長輸管道試壓壓降,對于保障管道工程質(zhì)量具有積極地現(xiàn)實意義。

1 長輸管道滲漏與壓降關(guān)系理論基礎(chǔ)

焊接過程中熔池中氣體當(dāng)凝固時未能逸出而引起空穴的產(chǎn)生。預(yù)防措施:在解決此問題時,應(yīng)加強焊前的處理工作。及時做好相關(guān)的清理工作,如果天氣濕度過大或者是雨天,應(yīng)采取有效的措施,以防止氣孔的產(chǎn)生。

在一個運行時間段內(nèi),忽略局部摩阻時,對于流態(tài)是否變化則也可忽略,從而使長輸管道的滲漏得到一個理論基礎(chǔ)的能量平衡。分析能量平衡關(guān)系,長輸管道試壓過程中,壓降的起、終點變化是對滲漏現(xiàn)象是否存在的顯示。在獲取壓降變化后,滲漏量和滲漏位置便可求其一,但因復(fù)雜管道運行工況、管道介質(zhì)物性參數(shù)及非線性特性不易準(zhǔn)確得出,故僅表現(xiàn)出對長輸管道滲漏的理論價值,在明確了長輸管道系統(tǒng)間變量的相互作用的同時,還對儀表系統(tǒng)盲區(qū)做出了進(jìn)一步放大。在焊接時,焊縫熱影響區(qū)在冷卻過程中所形成的裂紋。預(yù)防措施:盡可能控制焊縫中低熔點共晶物的存在,同時盡量降低冷卻時的拉應(yīng)力。此外還有夾渣缺陷。針對這種缺陷,應(yīng)在對天然氣管道焊接之后,應(yīng)及時清理殘留在焊縫中的熔渣,防止不必要問題的滋生。

2 長輸管道滲漏與壓降關(guān)系

著手于長輸管道滲漏預(yù)警,就給定管道,取H2-H為常數(shù),確定關(guān)于滲漏量q的函數(shù)表達(dá)式:F(q)=flc1Q2-m+flc2(Q-q)2-m+(H2-H)。其中,Q為管道體積流量,lc1和lc2分別為滲漏點距離起點和終點的距離,m為沿程壓力降落,H2-H為常量。當(dāng)取q為0時,長輸管道滲漏前后兩端的壓降變化率便可得到進(jìn)一步的簡化,即保證管道無滲漏的壓降關(guān)系。分析表達(dá)式可知,給定管道在一定劉臺下,如發(fā)生滲漏現(xiàn)象時,儀表上反映的壓降變化率受q/Q、l2/L、H2-H等共同影響。其中,lc2/L說明管道滲漏位置距離管道終點越近,通過檢測壓降變化來確定是否發(fā)生滲漏現(xiàn)象越不容易。由于1>L>lc2,當(dāng)H2-H>0時,便可共同作用于q/Q,并對儀表系統(tǒng)盲區(qū)作出進(jìn)一步放大。只有在極端的情況下,長輸管道的相對滲漏量,才可同儀表系統(tǒng)的精度保持一致。當(dāng)忽略長輸管道的起點、終點高程差時,同儀表精度相結(jié)合,便可對不同滲漏點的相對漏油量作出快速的估計。歸結(jié)上述內(nèi)容,一定流態(tài)下,通過表達(dá)式便可對長輸管道壓降變化率同管道總長度與滲漏點距管道終點距離、相對滲漏量、管道始終端高程差等之間的關(guān)系進(jìn)行反映。對于給定管道,在一定流態(tài)下發(fā)生滲漏現(xiàn)象時,是管道總長度與滲漏點距離終點距離、管道始終點高程差、相對滲漏量三個因素共同發(fā)生作用的結(jié)果,從而就其壓力變化在儀表上進(jìn)行表現(xiàn)。

3 長輸管道試壓壓降實踐探討

近些年來,在長輸管道的工程驗收和施工監(jiān)理中均應(yīng)用以下方式:首先對是否存在壓降現(xiàn)象進(jìn)行檢查,之后再明確是否存在滲漏現(xiàn)象。實踐表明這一方式的效果很好。應(yīng)用此法,監(jiān)理單位對管道試壓實施驗收檢查,效果良好,實現(xiàn)了一次性的合格交驗。在重要或大型工程中,按照此方法嚴(yán)格進(jìn)行驗收,利于順利交工,保障了管道質(zhì)量的滿意度,使得管道竣工后無滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

長輸管道驗收規(guī)范中,不滲漏是統(tǒng)一的要求,但這一要求則同短時間內(nèi)有壓降形成矛盾。在施工與監(jiān)理的長期實踐中發(fā)現(xiàn),但凡在短時間內(nèi)出現(xiàn)壓降現(xiàn)象的,滲漏就一定存在,而對于較大系統(tǒng),則即使存在較小滲漏,壓降也可能不存在。在長輸管道施工過程當(dāng)中,驗收試壓時,經(jīng)過4小時強度試壓和24小時嚴(yán)密性試壓后觀察無壓力下降時,對管道實施檢查無滲漏時才可進(jìn)行驗收。多年施工經(jīng)驗表明這一做法是非常好的。因長輸管道試壓壓降同短時間內(nèi)壓力和系統(tǒng)均有關(guān),故在實施滲漏檢查過程中,在進(jìn)行目測的同時,對于有無降壓的觀察也非常主要。又如在某工程長輸管道的驗收中,因存在較多的管路,在試壓時間的驗收中不存在壓降現(xiàn)象,檢查每一個絲頭,只在一個臨時堵頭上發(fā)現(xiàn)一個很小的砂眼,但壓力依然沒有下降。又如在一次夏季的試壓驗收過程中,因天氣炎熱、溫度較高,中午11點至3點階段,驗收壓力不降的同時,反而出現(xiàn)上升現(xiàn)象。隨著其工程大部分長輸管道的竣工,均可達(dá)到無滲漏無壓降的施工要求。在報驗試壓時,施工單位只有在無壓降時才上報監(jiān)理實施驗收,存在壓降時則不上報監(jiān)理。究其原因,是因為降壓即使很小,也會存在滲漏地方;相同壓降時,管容越大所需穩(wěn)壓時間越長;同一管容,管道內(nèi)壓越高,所需穩(wěn)壓時間越長?；诒灸Ｐ涂蔀榫唧w管道確定合理穩(wěn)壓時間。

參照長輸輸氣管道水壓的試驗研究,結(jié)合水壓試驗要求和國外的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,國外曾對各種等級的管道進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,統(tǒng)計了近16093km的管道,其中包括各種等級鋼材,各種等級的鋼材均有,證明暴露缺陷集中的試壓強度在90%～110%之間,而試壓強度再高也無意義。國內(nèi)輸氣管道的試壓標(biāo)準(zhǔn)遵循的是GB50369-2006《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》,規(guī)范要求的水壓試驗最低強度見表2,即一、二、三、四地區(qū)等級分別采用1.1、1.25、1.4、1.5倍的設(shè)計壓力,相應(yīng)的環(huán)向應(yīng)力分別達(dá)到0.792、0.75、0.7、0.6倍SMYS。規(guī)范還規(guī)定最高試壓壓力所造成的管壁所承受的環(huán)向應(yīng)力不大于管材最低屈服強度的90%。

氣壓試驗是待管道系統(tǒng)施工完畢后,應(yīng)逐一檢查管件焊縫和連接部位,且試驗前不得保溫和涂漆。依據(jù)設(shè)計規(guī)范和說明,準(zhǔn)備好打壓設(shè)備,清除管道內(nèi)一切異物,關(guān)閉所有水封上的閥門,加堵盲板于閥門前。在完成準(zhǔn)備工作后,便可進(jìn)行氣壓試驗,氣壓試驗壓力定為管道標(biāo)識壓力的1.15倍,首先升至試驗壓力的50%來實施檢查,如無異常或滲漏現(xiàn)象時,則按照試驗壓力的10%繼續(xù)逐級升壓,每級的穩(wěn)壓時間為5min,如無滲漏且目測無變形,則確定為合格。

4 結(jié)語

在長輸管道試壓過程當(dāng)中,嚴(yán)格遵循制度規(guī)范的要求,參考上述內(nèi)容因地制宜地控制壓降,并在具體的實施過程中總結(jié)經(jīng)驗,積極創(chuàng)造,將更多的試壓成果融入到工程實踐當(dāng)中,從而保障管道施工要求,促進(jìn)工程質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)

[1]侯仰超.長輸管道試壓若干問題的探討[J].科技與企業(yè),2011(4).

[2]張興國.試壓的壓降是監(jiān)理檢驗管道滲漏的重要方法[J].建設(shè)監(jiān)理,2010(1).

[3]王丹.影響管道壓降計算結(jié)果的因素分析[J].油氣田地面工程,2010(12).

[4]馬西庚.利用壓降預(yù)測管道漏油量[J].中國石油大學(xué)學(xué)報,2008(5).