油气长输管道试压关键工序分析

2016-09-27兰曾强刘子贤

中国新技术新产品 2016年15期

关键词：试压长输压缩空气

兰曾强刘子贤

（中石化中原建设工程有限公司，河南濮阳 457001）

油气长输管道试压关键工序分析

兰曾强刘子贤

（中石化中原建设工程有限公司，河南濮阳 457001）

随着我国社会经济的飞速发展，对资源能源的需求量持续增加。其中，油气长输管道是油气开采、运输和销售阶段的主要设施，其可以有效保证油气运输的稳定性、安全性以及高效性。现简要研究分析油气长输管道试压关键工序，力求为今后的相关工作提供可靠的参照。

油气长输管道；试压工序；地区等级

0.引言

油气长输管道竣工之后需进行试压，试压指标合格方可投入使用。油气长输管道试压主要是为了检验管道总体强度，检验管道焊接质量、强度和气密性，检测其可否承担得起使用压力，并且为提升油气长输管道输送水平提供实验支撑。因此，对油气长输管道试压关键工序进行分析就变得非常重要，需提高重视程度。

1.油气长输管道试压分段优化工序分析

实行油气长输管道试压之前，需明确管道长度和初始点，进行管段划分。在平原，分段工作比较简便。但对山区管道进行分段时，一方面需明确地区等级、水源环境、跨越项目、阀室部位和施工环境，另一方面要与沿线高差相结合选择管道的承压水平。科学有效的试压管段划分，能够在符合试压标准的基础上，降低清管、试压和连头任务量。进行水压试压管道分段长需≤35km，高差需≤30m。可山区中，高差难以保证＜30m，极易导致试压段落过多。

中缅天然气管道某标段线路管径为D1016mm，选用的材质为X80，设计压力在10MPa，管道与中缅原油管道同沟敷设，途径一、二、三级地区，途径云贵高原、横断山脉，地貌复杂，地形起伏、山高谷深，整个工程不仅施工困难，对于试压工作同样带来很高的要求。试压中需和纵断面图纸相结合，算出低点静水压，计算出低点试压时候的环向应力，这个数值不可大于管材最小屈服强度90%。而针对特殊地区，这个数值不能高于管材最小屈服强度95%。试压段落最高压力能够基于管道试压过程中最大的环向应力、平均外径和壁厚来明确。基于最高最低点水压压力，且和水密度结合算出最大允许高差。

计算最大允许高差之后，基于水源条件、穿越工程地点、阀室地点和施工环境就能够实行初期试压分段工序，清管、测量管径及试压段落需要保持一致，若不满足条件时，可重新分段。针对天然气管道来说，水压试压方法的管道段内仅可以包括单一地区等级或者两相临地区。如若不然极易发生符合高地区等级管道段落的试压标准，可低地区等级低部位的管道承力水平高于屈服强度，导致管道开裂。针对石油管道来说，相同压力级别管段共同进行试压工序，管壁厚度相似的管道同样能够共同进行试压工序，可均要符合环向应力的限制水平，如果需要可以把它分散到若干个试压段内。气压试压管道分段则相对简便，气压试压管道分段的试压长需≤18km。管道经过的主要项目需单独实行试压工序，满足标准之后和邻管连接，继续进行总体试压工序。

表1　中缅天然气管道某标段（X80管材）试压与允许高差对照表

2.选取油气长输管道试压介质

当前时期，应用较多的试压介质为水与压缩空气。由于越来越重视工程施工安全，大部分油气长输管道应用水作为试压介质。进行试压过程中，因水的不可压缩特性，管道试压发生问题情况下，水减压速率更快，不会引起长距离开裂问题，比压缩气试压的安全性更高。因此，水试压是当前实行强度试压的主要方法，可需和水源调节和地区温度结合应用。管道强度试压完成之后，降低压力到设计压力值之后就能够进行管道严密试压。在长输油管道中，需应用水作为试压介质。在寒冷和缺水的地区，也能够合理应用压缩空气为介质，可管道材料需符合止裂标准。处在一级地区和二级地区的油气长输管道能够应用水或者压缩气体为管道试压强度介质，处在三级地区和四级地区管道和输气站中的管道需选用水为管道试压强度介质。油气站中的工艺管道线路，不管选择哪类介质，不管是管道强度试压工序或是管道严密性试压工序，如果高于6.4MPa则需应用水作为介质。但新规定中提升了油气站中管道试压的安全性和准确性，且考虑了设计压力低于6.4MPa的情况较多，可合理应用压缩气体作为试压介质。

油气长输管道的设计和施工标准都首先选择水作为试压介质，可在水资源非常缺乏、寒冷以及山区地区，依然要应用压缩空气为试压介质。针对缺少水试压基础的油气长输管道地区也能够合理应用压缩空气为试压介质。应用压缩空气实行管道强度试压工序的时候，如果进行试压阶段发生了管道泄漏或者管道开裂，因空气压缩能力很高，管道爆裂进展速率高于管道试压介质的压力降低速率，极易引发尤其长输管道的长距开裂。尽管油气长输管道设计与管道制造指标方面对管道材料的止裂性设定了专门的标准，可应用压缩空气作为试压介质依然要特别谨慎，保证各类应急措施。而在施工方面，油气管道工程的施工安全形势严峻，特别是压力试验方面，需要着重考虑压力安全要求，严格做好现场安全教育，并结合试压工序内容采取有效的安全措施，确保试压过程中的人身安全与设备安全得到保证。

3.确定油气长输管道试压的压力

油气长输管道试压工序包含管道强度试压和管道严密试压。针对管道强度与管道严密试压值、压力稳定时间和合格指标均有对应的规定要求，也是当前我国油气长输管道试压工作的凭据。其中规定：针对油气长输管道通常地区等级的水压试压工序，管道强度试压为125%的管道设计最大压力。大型和中型穿跨越管道经过人口比较稠密的地区，强度试压需为150%设计最大压力。针对油气长输管道水压试压工序，自一级至四级地区等级管道强度试压先后需为设计最大压力的110%、125%、140%以及150%。针对应用压缩空气作为试压介质的油气长输管道普通地段、油气长输管道一级地区等级，压缩空气管道强度试压为110%的设计最大压力，油气长输管道二级地区等级，气压试压为125%的设计最大压力。管道强度试压的压力稳定时间都为4小时。管道严密试压压力都与设计最大压力相等，压力稳定时间都为24小时。基于上述标准，针对应用水作为试压介质的油气长输管道普通地段，管道强度试压为125%的设计最大压力。应用压缩空气作为试压介质的强度试压为110%的设计最大压力。

针对水作为试压介质的管道，在单一试压管段中包括两个相临等级地区的情况下，管道强度试压的压力不可以低等级地区作为标准，以免不能符合高等级地区基本需求。首先要达到高等级地区的试压标准，之后计算低等级地区的低点位置环向应力是否高于95%的最小屈服强度。如果高于95%，则要深入减少试压长度，满足试压管段中各地管道最高压低于最高允许管道试压的压力。针对管道严密试压工序，试压和设计压力相等，压力稳定时间24小时。但某些规定为管道严密试压工序能否为设计最大压力的110%，压力稳定时间需≥4小时。两种规定存在出入，相关机构正努力进行修订，此处不进行赘述。