小口徑長輸管道的清管試壓技術(shù)要求

吳鵬飛

[摘要]在長輸管道建設(shè)的過程中，長輸管道的清管和試壓是管道施工中的一個重要工序，如何安全經(jīng)濟的完成清管和試壓一直是我們關(guān)注的問題。

[關(guān)鍵詞]山區(qū)；長輸管道；試壓；清管

一、小口徑管道試壓的主要技術(shù)難點

小口徑長輸管道的區(qū)別于其它管道，有著以下幾個難點：第一，山區(qū)管道山高路陡，試壓設(shè)備出入困難，水源分布不均勻，上水困難，試壓管段劃分困難。第二，管道口徑小，使用熱煨彎頭多，彎頭角度大，通球時易卡球。第三，管道敷設(shè)起伏大、高差大，導(dǎo)致通球試壓壓差大，對管道易產(chǎn)生危險。針對以上幾個難點問題，本文提出幾點解決方案。

二、施工過程中的的技術(shù)要點

（一）管道分段要科學(xué)合理

對于山區(qū)、丘陵段等起伏大的地貌，在清管試壓過程中無論是氣阻還是高程產(chǎn)生的水壓差都非常大，對于設(shè)備及管道的安全性要求都是非常高的，針對這些問題，管道清管長度的劃分顯得很重要，劃分的合理性決定了清管試壓的工作量的大小及工作進度。應(yīng)遵循以下原則：1.一般情況下，以不同的地區(qū)類別作為一個試壓段（30km以內(nèi)），在經(jīng)過環(huán)向壓力屈服強度核算后，也允許不同的地區(qū)類別的管段合并為同一試壓段；2.當(dāng)一個試壓段中含有兩段相鄰等級地區(qū)的管道試驗壓力可按較低管道的標(biāo)準(zhǔn)進行；3.當(dāng)閥室及站場兩端管道壁厚有變化時，且長度通常在300m以內(nèi)的可與前后主管線一起試壓；4.清管分段的長度盡可能的短，在起伏大的地區(qū)一般不超過10km，根據(jù)空壓機的工作壓力和幾個起伏段的高差，在幾個起伏的最后一個高點安裝放空閥（放空閥安裝的位置應(yīng)從清管的起點開始起算；5.局部地段強度試壓可采用先做氣壓試驗，再進行清管，最后利用管內(nèi)存留的高壓空氣進行起伏大、設(shè)備難以到達的管段的清管施工；6.如果一個起伏段高差較大，可把這個起伏段單獨作為一個整體進行清管，可在清管段的末端設(shè)計一個排污段，并把清管段與排污段之間用帶孔厚鋼板隔開（防止清管器進入排污段），這樣管段內(nèi)的污物可以流到排污段并經(jīng)過末端的排污閥排走，既完成了清管，又可使管道內(nèi)充滿高壓空氣，從而可以作為試壓介質(zhì)繼續(xù)進行壓力試驗。

（二）合理選用清管試壓設(shè)備

1.高壓壓風(fēng)車

當(dāng)采用高壓壓風(fēng)車對管道進行升壓試驗時，高壓壓風(fēng)車的排量不宜小于8m3/min，工作壓力不小于20MPa。

2.清管器的選擇

清管：采用直板清管器，剛性軸，配8片雙向聚酯盤；也可采用鬃刷清管器，配4片杯形皮碗加尼龍鬃盤刷。

掃水：直板加皮碗清管器，配8片雙向聚酯盤。

干燥：吸水清管器，開放孔聚氨脂泡沫清管器。

所有清管、測徑、注水、排水清管器建議配備電子跟蹤裝置，以便于確定清管掃線過程中清管器運行的準(zhǔn)確位置。

3.上水設(shè)備

注水泵：原則上要求在600米揚程時泵的排量達150m3/h以上，以防在試壓管段內(nèi)夾雜空氣。

升壓泵：一般為注塞泵，原則上要求能將壓力升到試驗壓力1MPa以上，應(yīng)當(dāng)維持穩(wěn)定的加壓速度，并應(yīng)在出口配備流量計。

水過濾器：要求能在規(guī)定的壓力下滿足規(guī)定的流量（一般條件下在1.0-4.0MPa條件下為350L/s），在需要時能清除淤泥，并配備有0-15MPa的壓差表，測量通過濾網(wǎng)的壓差。

（三）清管的過程控制

1.施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

清掃前，在管道兩端開挖操作坑，在操作坑開口兩側(cè)lm處打設(shè)兩排鋼板樁，鋼板樁采用拉森型嚙合式鋼板樁，頂部預(yù)留200mm于地面以上。這樣可以隔離管溝附近的地下水，降低坑側(cè)地面載荷對溝壁的壓力。

2.啟動壓風(fēng)機、頂球運行

打開閥門，啟動壓風(fēng)機向管內(nèi)充氣，同時記錄兩頭壓力表讀數(shù)的變化情況和氣體的流量，當(dāng)壓力表的讀數(shù)高于壓風(fēng)機輸出壓力時，停下壓風(fēng)，啟動壓風(fēng)機繼續(xù)向管內(nèi)充氣。清管器運行速度控制在4-5km/h，工作壓力0.05-0.2MPa，如遇阻可提高壓風(fēng)機的工作壓力，但最大壓力不得超過10MPa。

3.跟蹤儀跟蹤

啟動壓風(fēng)機前，按照通球掃線前確定的跟蹤點安排人員蹲守，用通過檢測儀檢測，一旦清管器通過，立即通知下一班蹲守人員，并做好記錄，轉(zhuǎn)移到另一蹲守點。球運行至收球筒后，閥門開始大量排氣，說明清管順利完成，待氣體排盡，壓力回零后可打開收球筒，取出清管器，檢查清管器皮碗的外型尺寸變化、劃傷程度，對磨損較大的皮碗進行更換。對低頻信號發(fā)生器充電檢修，準(zhǔn)備下一管段的清掃。

（四）試壓過程控制

1.建立上水系統(tǒng)

沉降池、泵基礎(chǔ)打設(shè)好后，建立上水系統(tǒng)。在每個試壓段管段的首末端安裝放空管線、壓力表和溫度計套，在首端還應(yīng)安裝壓力自動記錄儀、壓力天平、試壓進水管和控制閥門。在整個管路的酋、末端設(shè)收，發(fā)球裝置，以便于試壓后取出清管球、試壓水排放及管路的吹掃。

2.管線試壓

①試壓時為對水源進行綜合利用，可幾個管段用管進行連接后，中間用閥門隔開，第二管段的試壓可利用第一段的水：②在第二試壓管段末端先后裝入兩套清管器，中間用空氣隔開，利用壓風(fēng)機將兩套清管器推至第一、第二試壓段分界，連通上水流程，啟動離心泵，向管線內(nèi)注水，以水壓驅(qū)動兩套清管器分別向兩端前進，清除管線內(nèi)空氣：③清管器到達管段末端后，關(guān)閉放空閥門，注滿水后24小時，待水溫一致，接高壓泵車開始進行水壓試驗；④水壓試驗按以下程序進行，并做好試壓記錄。穩(wěn)壓時間應(yīng)在管道兩端壓力平衡后開始計算：⑤在環(huán)境溫度較低時，試壓完成后立即對試壓合格管道進行清管，并將試壓設(shè)備及閥門內(nèi)的水放盡：⑥管道試壓合格后，切割連通閥門，在管道兩端安裝收發(fā)球筒，重復(fù)清管步驟，清除管道內(nèi)積水，至少清管兩次，直到管道內(nèi)無游離水為止。

三、卡球的處理技術(shù)

管道清管過程中，如果處理不當(dāng)，就會出現(xiàn)卡球，如何處理，有以下幾點建議。

（一）如果清管器卡在管道內(nèi)，要設(shè)法進行增壓推動，但增壓不得超過設(shè)計壓力，而且不能增加到收發(fā)球筒的額定壓力；（二）如果確定造成卡球的原因是含水，可以采用更高的壓力來推動清管器：（三）如果更高的壓力也不能使管內(nèi)清管器的運動，則必須進行割管取出清管器，判斷卡球位置。

四、結(jié)束語

長輸管道的試壓因地勢、地型的不同，以及設(shè)計的要求不同及各地區(qū)的地形千差萬別，不能一概而論，本文是對我們以往施工工程的清管試壓施工的經(jīng)驗總結(jié)及提煉，對于施工中遇到的新情況、新問題，還要進一步加以研究和解決。