埋地输油管道压力检测技术的应用

2013-09-26贾成华李彦奇刘聚民

中国储运 2013年12期

文/贾成华李彦奇刘聚民

管道运输是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一，被广泛应用于石油、天然气产品的输送。管道的埋地敷设具有隐蔽性好、占地面积小、油气不易积聚等优点，因此，无论是长输管道还是库站内油料输转用的管道，大多采用埋地敷设。随着使用年限的增加，管道在遭受土壤腐蚀或第三方破坏的情况下，会存在严重的安全隐患，因此必须定期对管道进行强度、严密性及腐蚀状况等的检测。压力检测是在管道内检测或直接检测不可实施的情况下进行的[1]，是长期以来被工业界接受的管道强度和密封性能检测方法[2]。

表1 GB 50253－2003中压力检测时的压力值、稳定时间及合格标准[4]

表2 GB 50369－2006中压力检测时的压力值、稳定时间及合格标准[7]

表3 SY0401－98中压力检测时的压力值、稳定时间及合格标准[8]

1.检测介质的选择

目前，常见的管道压力检测介质主要有洁净水和压缩空气两种，在GB/T 16805－2009《液体石油管道压力试验》中对检测介质有了新的规定：“可选用液体石油、空气或惰性气体置换试压水；如果使用空气或惰性气体，应考虑压缩空气的能量储备”[3]。在管道检测中，采用水或者压缩空气的有效性是一样的，但采用压缩空气时，其压缩系数大，在同样的检测压力下，采用压缩空气时管道内储存的能量大，在管道破裂处气体急剧膨胀，使破裂扩展，进而造成管道的进一步损害，不但造成经济损失，且易造成人身伤亡事故，而采用水介质时，由于水的不可压缩特性，管道内试压介质的减压速度大于管道的开裂扩展速度，因此，不会造成管道的大段破裂和严重的次生灾害，将损失降至最低。

因此，GB50253－2003《输油管道工程设计规范》中规定：试压介质应采用水。在人烟稀少、寒冷、严重缺水地区，可以酌情采用气体作为试压介质，但管材必须满足止裂要求。试压时必须采取防爆安全措施[4]。在特殊情况下，如一些装备器材用水试验后保养不便或不允许用水试验，此时进行压力检测时应采用输送介质作为检测介质。

2.检测管段的划分

管段的划分直接决定了压力检测的工作量，是一项非常重要的工作，因此在对管线进行压力检测时必须确定检测管道的长度及起止点，进行管段的划分。国家标准对埋地管道压力检测时的管段划分给出了相关规定，在GB50253－2003《输油管道工程设计规范》中规定：“壁厚不同的管段应分别试压”[4]。GB50369－2006《油气长输管道工程施工及验收规范》中规定：“分段水压试验的管段长度不宜超过35 km，试压管段的高差不宜超过30 m；当管段高差超过30 m时，应根据该段的纵断面图，计算管道低点的静水压力，核算管道低点试压时所承受的环向应力，其值一般不应大于管材最低屈服强度的0.9倍，对特殊地段经设计允许，其值最大不得大于0.95倍。试验压力值的测量应以管道最高点测出的压力值为准，管道最低点的压力值应为试验压力与管道液位高差静压之和。气压分段试压长度不宜超过18 km。”[5]国外对检测管段长度的划分则没有明确规定，在具体实施过程中比较灵活，可根据实际情况适当延长或缩短检测管段的长度。

因此，在压力检测过程中为了减小工作量，应根据水源分布情况和管段的落差，结合管段沿线的自然环境，准确计算各点的压力值，从而灵活确定检测管段的起止点，合理划分检测管段的长度。

3.检测压力的确定

强度检测的试验压力是压力检测的关键，只有强度试验的压力值达到足够高，才能比较充分地暴露管道缺陷。当强度试验压力提高到管材屈服强度的100.0%～110.0%之间时，缺陷的暴露率可以大大提高。

因此，若要排除更多的潜在缺陷，就必须提高强度试验压力[6]。

目前国内埋地管道在进行压力检测时应按照GB50253-2003《输油管道工程设计规范》、GB50369－2006《油气长输管道工程施工及验收规范》及SY0401－98《输油输气管道线路工程施工及验收规范》中强度及严密性试验要求来实施。表1至表3分别给出了上述三个标准中水压试验和气压试验时的压力值、稳定时间及合格标准。

4.管道内压力控制方法

管道压力检测过程中对管道内压力的监测是通过在试压管段两端安装压力图表记录仪连续绘制压力曲线，同时还有压力天平和压力表，可供工作人员随时读取压力数值，同时根据温度测量仪器测出的管道内部温度和地温对压力进行修正。

在给检测管段增压时，一般的做法是先缓慢地增加试验压力，每小时升压不得超过1 Mpa；达到试压段最高点处的最低试验压力的30%时，稳压30min并检查所有的管件和连接段，看是否有泄漏；继续增大压力至试验压力的60%，稳压30min同时检查有无泄漏情况和系统的完整性；然后根据试压计划，继续增加压力达到预定的压力值，当压力稳定后，开始计时，直到达到规定的稳压时间。压力检测时压力升压稳压过程如图1所示。

5.检测设备及仪表的选择

用于压力检测的设备、阀门、管件及仪表应满足工序要求，并经检验、标定合格。

（1）压力表的选择。压力检测用压力表应经过校验，并应在有效期内，其量程为试验压力的1.5～2.0倍，压力表精度应不低于1.5级。表盘直径不应小于150 mm，最小刻度应能显示0.05 Mpa。每个检测管段的压力表应不少于2块，分别安装在管段的首末两端。压力检测管段的段首还应安装一台自动压力记录仪（24h）连续。