JCOE生产线静水压试验压力的确定

□李　钢　□汤跃先　□汤圣先　□韩保材北钢管业（营口）有限公司　辽宁营口　115007

JCOE生产线静水压试验压力的确定

□李钢□汤跃先□汤圣先□韩保材
北钢管业（营口）有限公司辽宁营口115007

为了满足管线管及海洋管的静水压试验要求，参考国内外同类厂家的经验，结合相关标准与实际计算，确定了JCOE生产线静水压试验压力。

北钢管业（营口）有限公司在建的大直缝JCOE埋弧焊管生产线，产品规格16～64 in（1 in=2.54 cm），钢管壁厚6～65 mm，钢管长度30～60 feet（1 feet= 3.048 m），钢级最高达到X100。生产线中关键设备成型机采用德国西马克-梅尔公司的产品，该成型机压力10 000 t，有效弯曲长度19 m，这也是梅尔公司在世界上首台第二代成型机产品，设计与制造过程应用了大量新技术与新工艺。

埋弧焊管生产线中的水压试验机［1］即静水压试验安排在扩径工序后，经过静水压试验的钢管再进入终检超声波与X射线装置进行检测。通过静水压试验，对焊缝质量、母材质量进行综合性检验，消除一定程度的管体残余应力。水压试验机具有自动接管、钢管冲水、打水压试验、钢管空水、自动出管等多种功能，能连续、稳定、高效地对钢管进行水压试验。

1　相关标准规定

根据《API SPECIFICATION 5L》标准中9.4“静水压试验”的规定［2］，钢管应进行静水压试验，且在试验过程中焊缝或管体不应渗漏；此标准中10.2.6规定，管径≤406.4 mm（16 in）钢管，试验压力不需超过50.0 MPa，管径＞406.4 mm（16 in）钢管，试验压力不需超过25.0 MPa。

根据海底管线系统规范《DNV-OS-F101-2007》标准中“E.水压试验”，“E 100工厂压力试验”中第101项内容：除非使用E107（根据双方协议，UOE工艺制造的膨胀管可忽略水压试验）描述的替代方法，每种长度的管道都要经过水压试验。

2　国内外制管企业静水压压力值状况

国内：番禺珠江钢管正在试制印度海湾3 500 m深油管［3］［4］，钢级X65，内径691 mm，壁厚40.5 mm，试验压力56.5 MPa。

国外：下面是由相关设备制造商提供的钢管静水压压力测试情况。

Izhorsky Trubny Zavon（俄罗斯）：计划改造提高到55 MPa

Vyksa维克萨钢厂（俄罗斯）：55 MPa

车里雅宾斯克（俄罗斯）：60 MPa

柯林斯（希腊）：65 MPa

以上公司有的已经提供海洋管（如Izhorsky、Vyksa），或者建厂就是准备生产海洋管。

为达到未来海洋管的使用要求，设备制造商建议静水压测试压力为60～65 MPa。

3　压力计算

根据海底管线系统规范《DNV-OS-F101-2007》中第102项规定：如果在管道的内表面或外表面上填焊，试验压力（Ph）为式（1）计算得出的最低值：

根据式（1）计算出所有钢管的水压机试验压力值与推力值，见表1。

从计算结果看出，最高试验压力值出现在最小管径、高钢级壁厚（X100）时，达到68.25 MPa。

4　水压机设备制造情况

目前国内设备制造企业的加工能力已经完全可以实现水压机的高压要求，试验压力可以达到100 MPa以上，企业使用效果良好。水压机系统关键零部件都可以国产化，如：高压阀、增压器等。关键的密封件，无论端面密封还是径向密封［5］，均可以由国内专业的配套企业供应，其密封压力上限值和密封效果、使用寿命均能满足生产要求，而且制造成本低于进口产品，完全可以替代进口产品的使用。

5　结论

公司产品着眼于优质管线管及海底管线钢管，力主开发海外市场，为了满足未来海底管线钢管试验压力要求，针对不同用户对产品质量的苛刻要求，公司综合考虑，优选方案，将水压机试验压力确定为70 MPa。提高试验压力，既提高了设备的压力级别，还可以保证在中低试验压力工作时的工作效率，在保证设备性能和效率的同时，降低了成本，为整条生产线能力的提升创造了条件。

［1］孙志礼.机械设计［M］.沈阳：东北大学出版社，2000：.

［2］郝木明.机械密封技术应用［M］.北京：中国石化出版社，2010.

［3］GB/T9711-2011.石油天然气工业管线输送系统用钢管交货等级PSL1［S］.

［4］GB/T9711-2011.石油天然气工业管线输送系统用钢管交货等级PSL2［S］.

［5］API SPEC5L（第45版）管线钢管规范［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；静水压试验；试验压力

JCOE；Hydrostatic Test；Test Pressure

TA871.1

B

1672-0555（2015）03-057-03

2015年4月

李钢（1969-），男，硕士，工程师，主要从事直缝埋弧焊管生产工艺与设备维护工作