高落差长输管道中试压分段技巧

李丹刘昊苏锋位世荣张学鹏王小强

（1．中国石油管道局工程有限公司设计分公司，河北 廊坊 065000；2．中国石油管道局工程有限公司第六工程公司，天津 300280，3中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司，四川 成都 610000）

高落差长输管道中试压分段技巧

李丹1刘昊2苏锋1位世荣1张学鹏1王小强3

（1．中国石油管道局工程有限公司设计分公司，河北 廊坊 065000；2．中国石油管道局工程有限公司第六工程公司，天津 300280，3中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司，四川 成都 610000）

在油气长输管道施工建设中，存在山区段或者高落差段的情况。由于这类地形复杂，地势起伏大，管道试压施工受到多种因素制约，试压分段既需要确保试压安全，又要考虑尽可能减少分段以节约成本和缩短工期，因而比平原段试压划分复杂困难。本文以中缅油气管道工程PL06标段为例，介绍了高落差管道试压分段的相关经验和方法。

山区管道；高落差；长输管道；试压分段

中缅油气管道工程PL06标段天然气线路都位于掸邦高原区域，起点位于掸邦皎脉区Pin lein村的QCD058桩，终点为掸邦皎脉区的QDA038+111m桩，线路水平长度为46.58km。管道设计压力为10MPa，管材材质为API 5L PLS2 X70M，规格为φ 1016×14.6mm螺旋缝埋弧焊钢管、φ1016×17.5mm、21.0mm直缝埋弧焊钢管。沿线主要为开阔平缓的丘陵和山间平原、盆地，部分地段地形起伏较大，其中还有南塘河大峡谷穿越，起伏剧烈，地形地貌极其复杂，加上管线口径极大，设计压力较高，给管道试压作业造成较大的困难，在施工技术、施工组织上是一个考验。

1 管道试压的基本要求

在长输管道建设施工中，试压是一道关键工序，管道在建成后必须经过强度试压和严密性试压，方可投产。管道强度试压的目的一是验证管道的整体强度（检验焊缝和母材的承压能力），能否承受管道以后运行的压力。二是为提高管道输量和管道输送能力提供试验依据。根据国家标准和一些主要的行业标准的施工要求，长输管道试压施工应分段进行。对于地势相对平缓的地段，制约分段的因素较少，只需考虑水源、地区等级（输气管道）、进场道路状况等因素。而对于山区段或者高落差段管道试压，不仅要考虑以上因素，还要结合管道沿线高差、管线壁厚、管线材质（强度）等进行综合分析计算。在山区段或高落差段施工，既要保证试压安全、施工便利，又要最大限度的减少分段数，因此合理划分试压段是试压施工中非常关键的环节。

2 试压段的划分的方法

按传统的施工方法，在山区段或高落差地段进行管道试压作业，需要划分较多试压段来满足试压要求，这样存在较多黄金口，工程质量、工期和成本都不是很理想。根据中缅油气管道工程国外段PL06标段的施工经验，将天然气管道划分试压段的经验做法总结如下：

第一步：根据设计提供的文件、线路图纸等，按照管道走向，列出每个地区等级管道（不同壁厚）的起止位置、长度、最高和最低位置管底标高，若条件允许，可以画出整条线路走向的纵断面图，标出不同地区等级的管段，以便分段更直观、清晰。中缅天然气管道PL06标段穿越南塘河大峡谷（QDA037-QNT103），该段进行单独试压，不列入整体线路试压分段。

第二步：根据中缅清管试压技术规范要求，当管段高差超过30m时，应根据该段的纵断面图，计算最低点的管道环向应力，其值不应大于管材最低屈服强度的0.9倍。其中，最低点管道内压力为试验压力与该点静水压力之和[1]。但考虑到本标段管道走向起伏较大，为了减少试压分段，与设计沟通，提高了最低点管道环向应力值（经设计出文提高到0.95倍）以尽可能减少试压分段数。

天然气管道设计压力为10MPa，管材材质为API 5L PLS2 X70M，规格为φ1016×14.6mm螺旋缝埋弧焊钢管、φ1016× 17.5mm、21.0mm直缝埋弧焊钢管。首先进行试压段强度校核，根据巴洛等式

σs=Pmaxd/2δ（1）

σs—管道试压允许的环向应力（MPa）； P—允许的最大试压压力（MPa）；

d—管道内径（mm）； δ—管道壁厚（mm）；

X70钢最小屈服强度为485MPa。

由公式（1）计算可知允许的最大试压压力Pmax：

Pmax=σs/2δ

管道试压所承受的最大压力在每个分段管道高程最低的位置，该位置压力P：

P=P0+P静（2）

其中P0为管道最高位置的压力，即规范要求的试验压力，P静为管道最低位置的静水压力。

根据液体压强公式：

P静=ρgh（3）

由于P≤Pmax，根据公式（2）可得：

P静≤Pmax-P0，

根据公式（3）可得：

h≤（Pmax-P0）/（ρg）

可计算出最大允许高差h。

根据上述公式计算得出一、二级地区允许最大高差分别为263米、393米。

结合以上计算结果，再依据现场水源、道路和排水等实际情况，此标段划分为7个分段（南塘河大峡谷穿越段单独试压，不列入本次分段划分）。

由此可以确定高落差试压分段可以遵循以下原则：

（1）每个试压分段长度应尽可能大，可以包括1个或2个相邻地区等级，但不宜出现3个以上地区等级或不相邻的地区等级，这样会导致分段长度大大降低。当分段中某个地区等级的高差超过了其所允许的最大高差，应该将该段再次划分，分到上一段或下一段中，直到各个分段都符合要求。

（2）当分段出现多个地区等级时，由于地区等级高的管道强度试验压力较大，应考虑将其作为每个分段内的最低位置，以保证低的地区等级管道分段可以尽可能变长。

[1]CMOG-PJ-TE-RP-09中缅油气管道工程（缅甸段）清管试压施工技术规范.

[2]GB50369-2014油气长输管道工程施工及验收规范.

李丹（1988-）女，中国石油管道局工程有限公司设计分公司工艺室，工程师。