JCOE生產(chǎn)線靜水壓試驗(yàn)壓力的確定

□李　鋼　□湯躍先　□湯圣先　□韓保材北鋼管業(yè)（營口）有限公司　遼寧營口　115007

JCOE生產(chǎn)線靜水壓試驗(yàn)壓力的確定

□李鋼□湯躍先□湯圣先□韓保材
北鋼管業(yè)（營口）有限公司遼寧營口115007

為了滿足管線管及海洋管的靜水壓試驗(yàn)要求，參考國內(nèi)外同類廠家的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際計(jì)算，確定了JCOE生產(chǎn)線靜水壓試驗(yàn)壓力。

北鋼管業(yè)（營口）有限公司在建的大直縫JCOE埋弧焊管生產(chǎn)線，產(chǎn)品規(guī)格16～64 in（1 in=2.54 cm），鋼管壁厚6～65 mm，鋼管長度30～60 feet（1 feet= 3.048 m），鋼級最高達(dá)到X100。生產(chǎn)線中關(guān)鍵設(shè)備成型機(jī)采用德國西馬克-梅爾公司的產(chǎn)品，該成型機(jī)壓力10 000 t，有效彎曲長度19 m，這也是梅爾公司在世界上首臺第二代成型機(jī)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)與制造過程應(yīng)用了大量新技術(shù)與新工藝。

埋弧焊管生產(chǎn)線中的水壓試驗(yàn)機(jī)［1］即靜水壓試驗(yàn)安排在擴(kuò)徑工序后，經(jīng)過靜水壓試驗(yàn)的鋼管再進(jìn)入終檢超聲波與X射線裝置進(jìn)行檢測。通過靜水壓試驗(yàn)，對焊縫質(zhì)量、母材質(zhì)量進(jìn)行綜合性檢驗(yàn)，消除一定程度的管體殘余應(yīng)力。水壓試驗(yàn)機(jī)具有自動接管、鋼管沖水、打水壓試驗(yàn)、鋼管空水、自動出管等多種功能，能連續(xù)、穩(wěn)定、高效地對鋼管進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

1　相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

根據(jù)《API SPECIFICATION 5L》標(biāo)準(zhǔn)中9.4“靜水壓試驗(yàn)”的規(guī)定［2］，鋼管應(yīng)進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)，且在試驗(yàn)過程中焊縫或管體不應(yīng)滲漏；此標(biāo)準(zhǔn)中10.2.6規(guī)定，管徑≤406.4 mm（16 in）鋼管，試驗(yàn)壓力不需超過50.0 MPa，管徑＞406.4 mm（16 in）鋼管，試驗(yàn)壓力不需超過25.0 MPa。

根據(jù)海底管線系統(tǒng)規(guī)范《DNV-OS-F101-2007》標(biāo)準(zhǔn)中“E.水壓試驗(yàn)”，“E 100工廠壓力試驗(yàn)”中第101項(xiàng)內(nèi)容：除非使用E107（根據(jù)雙方協(xié)議，UOE工藝制造的膨脹管可忽略水壓試驗(yàn)）描述的替代方法，每種長度的管道都要經(jīng)過水壓試驗(yàn)。

2　國內(nèi)外制管企業(yè)靜水壓壓力值狀況

國內(nèi)：番禺珠江鋼管正在試制印度海灣3 500 m深油管［3］［4］，鋼級X65，內(nèi)徑691 mm，壁厚40.5 mm，試驗(yàn)壓力56.5 MPa。

國外：下面是由相關(guān)設(shè)備制造商提供的鋼管靜水壓壓力測試情況。

Izhorsky Trubny Zavon（俄羅斯）：計(jì)劃改造提高到55 MPa

Vyksa維克薩鋼廠（俄羅斯）：55 MPa

車?yán)镅刨e斯克（俄羅斯）：60 MPa

柯林斯（希臘）：65 MPa

以上公司有的已經(jīng)提供海洋管（如Izhorsky、Vyksa），或者建廠就是準(zhǔn)備生產(chǎn)海洋管。

為達(dá)到未來海洋管的使用要求，設(shè)備制造商建議靜水壓測試壓力為60～65 MPa。

3　壓力計(jì)算

根據(jù)海底管線系統(tǒng)規(guī)范《DNV-OS-F101-2007》中第102項(xiàng)規(guī)定：如果在管道的內(nèi)表面或外表面上填焊，試驗(yàn)壓力（Ph）為式（1）計(jì)算得出的最低值：

根據(jù)式（1）計(jì)算出所有鋼管的水壓機(jī)試驗(yàn)壓力值與推力值，見表1。

從計(jì)算結(jié)果看出，最高試驗(yàn)壓力值出現(xiàn)在最小管徑、高鋼級壁厚（X100）時，達(dá)到68.25 MPa。

4　水壓機(jī)設(shè)備制造情況

目前國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)的加工能力已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)水壓機(jī)的高壓要求，試驗(yàn)壓力可以達(dá)到100 MPa以上，企業(yè)使用效果良好。水壓機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件都可以國產(chǎn)化，如：高壓閥、增壓器等。關(guān)鍵的密封件，無論端面密封還是徑向密封［5］，均可以由國內(nèi)專業(yè)的配套企業(yè)供應(yīng)，其密封壓力上限值和密封效果、使用壽命均能滿足生產(chǎn)要求，而且制造成本低于進(jìn)口產(chǎn)品，完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品的使用。

5　結(jié)論

公司產(chǎn)品著眼于優(yōu)質(zhì)管線管及海底管線鋼管，力主開發(fā)海外市場，為了滿足未來海底管線鋼管試驗(yàn)壓力要求，針對不同用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的苛刻要求，公司綜合考慮，優(yōu)選方案，將水壓機(jī)試驗(yàn)壓力確定為70 MPa。提高試驗(yàn)壓力，既提高了設(shè)備的壓力級別，還可以保證在中低試驗(yàn)壓力工作時的工作效率，在保證設(shè)備性能和效率的同時，降低了成本，為整條生產(chǎn)線能力的提升創(chuàng)造了條件。

［1］孫志禮.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000：.

［2］郝木明.機(jī)械密封技術(shù)應(yīng)用［M］.北京：中國石化出版社，2010.

［3］GB/T9711-2011.石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管交貨等級PSL1［S］.

［4］GB/T9711-2011.石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管交貨等級PSL2［S］.

［5］API SPEC5L（第45版）管線鋼管規(guī)范［S］.

In order tomeet hydrostatic test requirements for pipelines，particularlyfor the marine pipes，hydrostatic test pressure of JCOE production line is defined with pertinence by referencing the experiences from similar domestic and foreign manufacturers and on combination of relevant standards and actual calculations.

JCOE；靜水壓試驗(yàn)；試驗(yàn)壓力

JCOE；Hydrostatic Test；Test Pressure

TA871.1

B

1672-0555（2015）03-057-03

2015年4月

李鋼（1969-），男，碩士，工程師，主要從事直縫埋弧焊管生產(chǎn)工藝與設(shè)備維護(hù)工作