藍(lán)國(guó)耀

摘 要：本文根據(jù)作者在珠三角成品油管道二期工程、川氣東送管道工程、諸暨桐廬成品油管道工程等上的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道工程的清管試壓施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道；清管；試壓

1 前言

油氣長(zhǎng)輸管道較傳統(tǒng)公路鐵路運(yùn)輸具有安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)效益好等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高，長(zhǎng)輸管道工程正在快速發(fā)展，工作中就先后參與了川氣東送、浙江金麗溫輸氣管道工程、珠三角成品油管道二期工程的建設(shè)，摸索總結(jié)出了一些施工經(jīng)驗(yàn)。清管試壓是保證管道安全運(yùn)行的重要工序，其作用主要有：①清除管道內(nèi)的雜物，使管道保持清潔。②及時(shí)地發(fā)現(xiàn)管道存在的缺陷。本文將從施工用設(shè)備機(jī)具、清管作業(yè)、壓力試驗(yàn)三個(gè)方面進(jìn)行敘述。

2 設(shè)備機(jī)具

清管試壓前，應(yīng)準(zhǔn)備好適合于工程實(shí)際情況的設(shè)備機(jī)具。這里以川氣東送管道工程主干線(xiàn)Ф1016管道分段清管試壓實(shí)際采用的設(shè)備機(jī)具為例。

2.1 空氣壓縮機(jī)

①英格索蘭HP1070型1臺(tái)，額定排氣壓力2.5MPa，額定排氣流量30m3/min。

②英格索蘭HP900型1臺(tái)，額定排氣壓力1.03MPa，額定排氣流量20m3/min。

③英格索蘭HP750型1臺(tái)，額定排氣壓力2.1MPa，額定排氣流量20m3/min。

2.2 發(fā)電機(jī)

沃爾沃發(fā)電機(jī)2臺(tái)，額定功率300kw，重量2.45t。

2.3 清管器

①普通清管器——?jiǎng)傂暂S，配備8片雙向聚酯盤(pán)，用于清理固體碎物。

②尼龍刷清管器——配備4片聚酯環(huán)形皮碗和尼龍盤(pán)刷，用于清除氧化皮和焊渣。

③注排水清管器——?jiǎng)傂暂S，配備8片雙向聚酯盤(pán)。

④測(cè)徑清管器——同注水清管器類(lèi)似，但是裝有一個(gè)測(cè)徑板（直徑為試壓段中最大壁厚鋼管或者彎管內(nèi)徑的90% ，厚度為8mm）。

⑤吸水清管器——輕便的開(kāi)孔聚氨脂泡沫清管器，比重約16—20kg/m3，長(zhǎng)度至少1.5D，無(wú)涂層，子彈頭型，用于管道排水干燥。

2.3 注水泵、試壓泵

①注水泵4臺(tái)，均為多級(jí)離心泵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其中，2臺(tái)型號(hào)為D46-50×7，在350m揚(yáng)程時(shí)泵的排量為46m3/h；2臺(tái)型號(hào)為D85-45×3，在135m揚(yáng)程時(shí)泵的排量為85m3/h。用于控制清管器行走速度和克服推動(dòng)清管器的阻力和高差引起的靜水壓。

②試壓泵2臺(tái)，臥式柱塞泵，1臺(tái)型號(hào)為3D4-2/25，額定排量為2m3/h，額定輸出壓力為25MPa；1臺(tái)型號(hào)為3DS-3.6/40，額定排量為3.6m3/h，額定輸出壓力為40MPa，速度可調(diào)，配有減壓閥。

③潛水泵4臺(tái)，型號(hào)DN100，15kw，380V。

2.4 儀器、儀表

①壓力天平—1臺(tái)，液壓型，型號(hào)PDW150，量程0-30MPa，精度0.025%額定壓力。

②壓力自動(dòng)記錄儀—2臺(tái)，記錄儀表盤(pán)直徑為300mm，量程為20MPa，精確度±0.1%。

③溫度自動(dòng)記錄儀—2臺(tái)，直徑為300mm，量程范圍為-50至50℃，精確度±1℃。

④高精密壓力表—12只，表盤(pán)直徑為150mm，0.25級(jí)，量程為0-25MPa，最小刻度每格讀數(shù)為0.01MPa。

⑤流量計(jì)—DN150型1臺(tái)，額定壓力3.5MPa，流量280m3/h；DN40型1臺(tái)，額定壓力25MPa，流量10m3/h。

⑥過(guò)濾網(wǎng)—40目。

⑦電子跟蹤儀—電源是適合于注水作業(yè)的，放電時(shí)間是清管運(yùn)行時(shí)間的2倍以上。

2.5 其他機(jī)具

①發(fā)球筒—快開(kāi)盲板式，設(shè)計(jì)壓力1.6MPa。

②收球筒—法蘭盲板式，設(shè)計(jì)壓力1.6MPa。

③試壓封頭—共6套，公稱(chēng)直徑DN1000，預(yù)試壓合格。

④試壓棚—2個(gè)，集中放置配電柜、記錄儀、壓力天平等儀器。

2.6 儀器、儀表的校驗(yàn)

所有用于試壓的儀器儀表在使用前均進(jìn)行了校驗(yàn)，檢驗(yàn)合格證交業(yè)主監(jiān)理審查，并在有效期內(nèi)使用。

3 清管測(cè)徑

在試壓管段的首末端安裝收發(fā)球筒，連接空壓機(jī)。

3.1 施工工序

①第一步：通普通清管器（帶電子跟蹤儀），清除管道內(nèi)固體碎屑。

②第二步：通帶尼龍刷的磁力清管器，清除管道內(nèi)焊渣和氧化皮。

③第三步：通測(cè)徑清管器，檢測(cè)管道內(nèi)徑，確認(rèn)管道是否存在變形。

④第四步：通泡沫清管器，清除管道內(nèi)灰塵和氧化皮。

3.2 驗(yàn)收要求

清管作業(yè)驗(yàn)收要求：投入的最后一枚清管器清除的固態(tài)物質(zhì)的量不超過(guò)2L，清管作業(yè)合格。

測(cè)徑作業(yè)驗(yàn)收要求：測(cè)徑板沒(méi)有明顯變形，也未出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象、彎曲或損傷，測(cè)徑作業(yè)合格。

3.3 控制要點(diǎn)

①對(duì)各類(lèi)清管器進(jìn)行質(zhì)量及外觀檢查，掌握和保留其詳細(xì)資料，經(jīng)業(yè)主和監(jiān)理檢查合格后才能使用。

②收球筒應(yīng)安裝在地勢(shì)較高且50m范圍內(nèi)無(wú)建筑物和人口的區(qū)域內(nèi)，并應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)識(shí)。

③清管器運(yùn)行速度一般控制在0.1～1m/s為宜，工作壓力0.05～0.2MPa。

④清管結(jié)束后，待氣體排凈、壓力回零后方可打開(kāi)收球筒。

⑤配備電子跟蹤儀，確定清管器在運(yùn)行中的定位。

4 管道試壓

4.1 試壓前的準(zhǔn)備工作

①待試壓管道焊接質(zhì)量檢驗(yàn)全部合格。

②試壓管道全部下溝并完成回填。

③外防腐層音頻檢漏完成并合格。

④陰極保護(hù)焊接引線(xiàn)全部完成。

⑤確定試壓介質(zhì)，盡管有時(shí)可以采用氣壓試驗(yàn)，但大多數(shù)情況下還是采用潔凈水。

4.2 水質(zhì)化驗(yàn)

管道上水前，對(duì)取水點(diǎn)的水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，要求水質(zhì)清潔，無(wú)油污，PH值6-9，最大鹽分2000mg/L，最大固態(tài)懸浮顆粒不大于50mg/L。

4.3 管道運(yùn)行備用管安裝

在分段上水試壓前，將每一種壁厚的兩根鋼管分別焊接到同壁厚的試壓管段上，同管段一起試壓。這種經(jīng)過(guò)試壓的鋼管要割除并放在指定的地點(diǎn)，用于：①分段試壓后的連頭。②經(jīng)測(cè)徑清管器測(cè)定出有問(wèn)題的管道必須割除褶皺或凹陷，需要一節(jié)管子代替。③若有管道破裂或損傷，需要一節(jié)管子代替。

4.4 試壓設(shè)備的安裝

在試壓頭內(nèi)預(yù)先放置兩枚注水清管器，然后按照相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程將試壓頭焊接到試壓段的兩端，進(jìn)行RT、UT檢測(cè)并合格；安裝上水流程；在試壓管段的首端安裝一個(gè)壓力天平、一臺(tái)壓力記錄儀、一臺(tái)溫度自動(dòng)記錄儀、一塊壓力表，在試壓管段的末端安裝一臺(tái)溫度記錄儀、一塊壓力表。利用潛水泵組在河水中取水注入設(shè)置在上水泵進(jìn)口的鋼制蓄水水箱（沉降池）內(nèi)，潛水泵及水箱內(nèi)設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)對(duì)河水進(jìn)行過(guò)濾。

4.5 注水排氣

注水時(shí)要保證充足的水源，避免斷流和間歇性注水以防止大量空氣進(jìn)入，首先打開(kāi)接收端的排氣閥，啟動(dòng)上水泵組，在第一枚清管器前注入300m長(zhǎng)的沖洗水，水注入后，將流量計(jì)回零，然后將水轉(zhuǎn)向注入第一枚清管器的后面，第一枚清管器將被注入的水推出發(fā)射筒。在第一枚注水清管器的后面注水300m，并緊跟第二枚清管器注水，發(fā)射第二枚清管器，以防止形成氣穴。持續(xù)注水，直至試壓管段注水完成。

注水清管器行走時(shí)，通過(guò)在接收端控制排氣量來(lái)控制注水清管器的行走速度，保持注水清管器和接收端有充足的背壓，防止下坡段注水清管器速度加快造成注水清管器后面的水流中斷和空氣進(jìn)入。

4.6 強(qiáng)度試驗(yàn)

注水完成后，啟動(dòng)試壓泵，緩慢地增加試驗(yàn)壓力，每小時(shí)加壓不得超過(guò)5MPa，達(dá)到試驗(yàn)壓力的30%，穩(wěn)壓30min，穩(wěn)壓期間檢查所有的管件和連接段，看是否有漏水情況，繼續(xù)增大壓力到試驗(yàn)壓力的60%，穩(wěn)壓30min，再次檢查管道，確認(rèn)無(wú)異常后升至試驗(yàn)壓力的95%，然后再以1MPa/h的速度升至強(qiáng)度試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓4h，無(wú)泄漏則合格。

4.7 嚴(yán)密性試驗(yàn)

強(qiáng)度試壓合格后，緩慢開(kāi)啟卸壓閥，將壓力降至嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓24小時(shí)，壓降不大于1%的試驗(yàn)壓力且不大于0.1MPa為合格。

4.8 卸壓排水

試壓完成后，先通過(guò)卸壓閥將管道壓力卸除，管道卸壓時(shí)，要緩慢開(kāi)關(guān)放水閥，保持每小時(shí)小于5MPa的速度連續(xù)降壓，防止水擊荷載損傷管道。地面排水點(diǎn)應(yīng)安裝排水緩沖設(shè)施，防止沖蝕地面或者損傷排水點(diǎn)的地表植被。

4.9 管線(xiàn)吹掃

啟動(dòng)空壓機(jī)，利用壓縮空氣推動(dòng)排水清管器進(jìn)行排水。由于管道殘留有大量試壓水 所以試壓后的第一次推水清管時(shí)管內(nèi)壓力會(huì)很高，升壓過(guò)程時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)，壓力一般會(huì)高大于一般發(fā)球筒所能承受的最大壓力，所以第一次清管作業(yè)使用試壓時(shí)的封頭裝置作為始終端收發(fā)球裝置。待排出端無(wú)明顯積水后，采用吸水清管器進(jìn)行多次清掃。直到接收的泡沫清管器是干燥不變色的，且泡沫清管器增重小于1.5kg時(shí)方為吹掃合格。吹掃合格后，及時(shí)密封管口，待連頭時(shí)再打開(kāi)封堵。

5 清管試壓注意事項(xiàng)

①試壓分段原則為利于達(dá)到試壓目的，并減少段落劃分，減少連頭數(shù)量，降低現(xiàn)場(chǎng)施工難度和強(qiáng)度，保證工程質(zhì)量。試壓分段應(yīng)結(jié)合水源條件、沿線(xiàn)地形地貌、單體穿跨越工程位置、閥室位置、地區(qū)等級(jí)等情況進(jìn)行。水壓試驗(yàn)管段分段長(zhǎng)度不宜超過(guò)35km，當(dāng)試壓管段高差大于30m時(shí)，應(yīng)考慮低點(diǎn)的管道環(huán)向應(yīng)力，其不得超過(guò)鋼管最低屈服強(qiáng)度的0.9倍。

②由于長(zhǎng)輸管線(xiàn)分段試壓基本上無(wú)法做到高點(diǎn)排空，采用注水清管器注水排氣時(shí)要保證清管器前有充足的背壓，以控制清管器的行走速度，防止形成氣穴。如果管道內(nèi)包含較多空氣，試壓將會(huì)失敗。

③ 清管器內(nèi)必須放置跟蹤器，清管作業(yè)時(shí)設(shè)人沿線(xiàn)跟蹤監(jiān)測(cè)其位置，以防發(fā)生卡球事件。如果發(fā)生卡球，可以采用更高的壓力來(lái)推動(dòng)清管器，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí)，仍不能推動(dòng)清管器，則必須進(jìn)行割管以取出清管器。

參考文獻(xiàn)：

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