長輸管道清管測徑試壓技術(shù)

王建江

[摘 要]長輸管道清管、測徑、試壓是管道施工中的一道重要工序， 目的就是清掃管道內(nèi)的雜物，排除管線內(nèi)的隱患和缺陷，是對管材和焊接質(zhì)量的綜合檢驗(yàn)，為管道投產(chǎn)創(chuàng)造條件。本文針對清管、測徑、試壓分段原則、試壓介質(zhì)的選定、水壓試驗(yàn)時最低點(diǎn)環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算等進(jìn)行了探討，本文中給出的計(jì)算公式和分析方法適合大口徑長輸管道的清管、測徑、試壓工作。

[關(guān)鍵詞]清管 測徑 試壓

中圖分類號：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）15-0040-01

一、試壓介質(zhì)選定及技術(shù)要求

1.試壓介質(zhì)選定

在大落差段采用氣體試壓的優(yōu)點(diǎn)是介質(zhì)不會產(chǎn)生靜水壓頭。但試壓氣體儲存了大量能量，在管線破裂處急速膨脹，形成沖擊波，氣體急速逸出膨脹使破裂處溫度下降，造成對鋼材韌性的不利影響使破裂擴(kuò)展，可達(dá)幾公里甚至幾十公里。而水壓試驗(yàn)最大裂紋長度在3.5m以下，與氣壓試驗(yàn)等效，卻沒有上述危險。綜合上述因素，現(xiàn)行規(guī)范一般推薦選擇潔凈水作為試壓介質(zhì)。

2.試壓介質(zhì)技術(shù)要求

根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求選用無腐蝕性的潔凈水作為試壓介質(zhì)，水質(zhì)要求ph值6-9，鹽份含量最大2000毫克/升，總懸浮物不得超過50毫克/升。在試壓或沖洗水中不得投入化學(xué)藥劑。

二、段落劃分

1.劃分原則

分段水壓試驗(yàn)的管段長度不宜超過35km，應(yīng)根據(jù)該段的縱斷面圖計(jì)算管道低點(diǎn)的靜水壓力，校核管道低點(diǎn)試壓時所承受的環(huán)向應(yīng)力，其值不應(yīng)大于管材最低屈服強(qiáng)度的0.9倍，對特殊地段經(jīng)設(shè)計(jì)允許，其值最大不得大于0.95倍。

2.校核計(jì)算

試驗(yàn)壓力值的測量應(yīng)以管道最高點(diǎn)測出的壓力值為準(zhǔn)，管道最低點(diǎn)的壓力值應(yīng)為試驗(yàn)壓力與管道液位高差靜壓之和。以川渝線二標(biāo)段第一段為例，該段管線規(guī)格為φ406.4×7.9，材質(zhì)L415M，設(shè)計(jì)壓力為9.5MPa，強(qiáng)度試驗(yàn)壓力11.875Mpa。高差146.08m，因此此段管道最低點(diǎn)的校核計(jì)算可以通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

90%管材屈服極限的計(jì)算方法：

P=90%×б×2×δ/D

其中：P：試驗(yàn)壓力（MPa）

б：管材的最小屈服極限（MPa）

δ：管材的壁厚（mm）

D：管道外徑（mm）

以本項(xiàng)目所使用管材7.9mm的為例計(jì)算，其中б=415MPa（圖紙中提供）：

7.9mm厚管道的90%最低屈服強(qiáng)度P=90%×415×2×7.9/406.4=14.52 MPa

試壓最低點(diǎn)環(huán)向應(yīng)力：

P=11.875+1.432=13.307

通過以上計(jì)算最低點(diǎn)的環(huán)向應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度的90%。

三、清管、測徑

1.清管要求

1.1用壓縮空氣推動清管器通過全部試驗(yàn)管段，清管器的運(yùn)行速度控制在3～5公里/時，線路截?cái)嚅y不應(yīng)參與清管。清管作業(yè)應(yīng)白天進(jìn)行，不得使用黃油或者類似物質(zhì)潤滑清管器。

1.2分段清管應(yīng)設(shè)臨時清管器收發(fā)裝置（收發(fā)球筒）。

1.3為使收球端排氣不吹起灰塵，收球筒排氣管高出地面1.0m；

1.4收球筒內(nèi)堵板處放置柔軟牛毛氈，厚度0.5m，以防清管球撞至堵板；

2.管道清管、測徑步驟

① 通直板清管器，清除固體物質(zhì)和碎屑。

② 通帶鋼絲刷的清管器，清除灰塵和氧化皮；如果清除不凈，應(yīng)增加清管器繼續(xù)清理。

③ 通測徑清管器。

3.清管、測徑驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3.1開口端不再排出雜物為合格。

3.2測徑板通過管段后，無變形、褶皺為合格。

四、管道試壓

1.管道注水

管段注水前準(zhǔn)備

1.1管段試驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算

計(jì)算試壓管段起始端、末端以及最低點(diǎn)的試驗(yàn)壓力。

1.2管段注水量的計(jì)算

通過管道施工記錄計(jì)算試壓管段內(nèi)的注水量，計(jì)算注水時間。

1.3在每個試驗(yàn)管段的首末段按批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程安裝預(yù)先試壓合格的試壓頭，預(yù)先安裝用于收發(fā)多個清管器的注水口。

1.4注水前做好如下檢查和確認(rèn)：

1.4.1上水泵和試壓泵按平面布置就位工況良好；

1.4.2試壓管件、閥門、工藝配管安裝完畢、裝配得當(dāng)，所有管子和卡箍閥接頭等不漏水；

1.4.3所需用的注水清管器準(zhǔn)備齊全并正確安裝；

1.4.4試驗(yàn)管段的末端要備有排水閥、放氣閥、進(jìn)氣閥；

1.4.5按注水速度注水時，水源供應(yīng)充足；

1.4.6注水泵吸入口加有帶過濾網(wǎng)的網(wǎng)箱，放置的深度符合要求，避免空氣和水一起吸入泵內(nèi)。

2.管道試壓

2.1管段注水完成后，所有的接口處閥門出口（除了壓力表、壓力變送器及試壓泵的接口）安裝盲法蘭或封頭，檢查接頭部位等有無異?，F(xiàn)象。

2.2無異?，F(xiàn)象，啟動試壓泵緩慢地增加試驗(yàn)壓力，達(dá)到試壓段試驗(yàn)壓力的30%，暫停升壓，穩(wěn)壓15分鐘。檢查所有的管件和連接段，看是否有漏水情況。

2.3經(jīng)檢查如無異常現(xiàn)象，再次啟動試壓泵繼續(xù)進(jìn)水緩慢升壓，當(dāng)壓力升至試驗(yàn)壓力的60%，暫停升壓，穩(wěn)壓15分鐘。并檢查漏水情況和系統(tǒng)的完整性，有無異常情況，無異常情況繼續(xù)升壓；

2.4按每分鐘不大于75kPa的均勻速率增加試驗(yàn)壓力，達(dá)到試壓段試驗(yàn)壓力時，立即停止升壓，維持這樣的壓力直到地面上管子和管件都檢漏完畢，確定壓力和溫度穩(wěn)定后開始計(jì)算穩(wěn)壓時間。

2.5壓力下降值不大于1%且不大于0.1Mpa的試驗(yàn)壓力，管道不破裂、無滲漏為合格。

2.6設(shè)專人進(jìn)行試壓記錄，試壓升壓期間每30分鐘做一次記錄，記錄內(nèi)容包括當(dāng)班操作人員、升壓過程和壓力表讀數(shù)等；試壓穩(wěn)壓期間記錄穩(wěn)壓起止時間及穩(wěn)壓過程的壓力變化數(shù)據(jù)，每15分鐘做一次壓力表讀數(shù)記錄；遇特殊情況時應(yīng)增加記錄次數(shù)和內(nèi)容。

2.7試壓期間如果發(fā)生管道破裂、滲漏，要按規(guī)定的焊接工藝規(guī)程進(jìn)行修補(bǔ)，而后重復(fù)要進(jìn)行壓力試驗(yàn)，直至符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的要求為止。

3.管道卸壓

嚴(yán)密性試驗(yàn)合格后，使用足夠強(qiáng)度和安全的排水管按照一定的速率緩慢放水減壓，防止引起顫動。減壓的整個過程中要特別小心。要緩慢地開關(guān)放水閥，防止水擊荷載損傷組裝管道，閥門一定不要完全打開降壓。將管內(nèi)壓力泄至零后，接通空壓機(jī)管線，拆卸所有的現(xiàn)場接頭和儀表，進(jìn)行管道掃水作業(yè)。

結(jié)束語長輸管道的通球掃線和試壓作為檢驗(yàn)工序，約占整個干線工程量的四分之一，施工組織者應(yīng)該高度重視，在編制整體施工方案時應(yīng)結(jié)合管線特點(diǎn)，考慮日后管線通球、掃線、試壓的方案，盡量利用擬建泵站的水源、電源、機(jī)泵、閥。這樣有利于抓住工程建設(shè)的主要矛盾、關(guān)鍵線路，將管道線路施工、管線試壓、聯(lián)合試運(yùn)等工序有機(jī)的結(jié)合起來，通盤考慮，環(huán)環(huán)相扣。從而實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)有條不紊、節(jié)省工期、降低成本。