楊明圓，朱宏

(中國電建集團(tuán)四川工程有限公司，四川 成都 610058)

0 引言

天然氣作為當(dāng)前新型的清潔能源，已成為世界各國最為關(guān)注的能源。隨著時(shí)代的發(fā)展，世界各國對(duì)于天然氣的需求也在不斷增加。在對(duì)天然氣的開發(fā)與利用中，天然氣輸送是開發(fā)與利用的重要環(huán)節(jié)，特別是長距離輸送。長輸管道與鐵路以及航運(yùn)相比，不僅運(yùn)輸速度快且運(yùn)輸數(shù)量多，受到了諸多國家的喜愛與青睞。

1 案例工程概況

由沙特阿美石油公司所運(yùn)營的MGS 管線，始建于20 世紀(jì)中期，是世界上規(guī)模較大的天然氣輸送管路系統(tǒng)之一。自1982 年投入運(yùn)營以來，MGS 管線已成為沙特地區(qū)能源保障的重要措施。隨著時(shí)代的發(fā)展，沙特中西部的燃?xì)庑枨笠苍诓粩嗟靥嵘?。BGCS-1燃?xì)庠鰤赫疚挥谶_(dá)曼西南方，距離市中心約183 km，是MGS 輸氣工程增壓站的初始點(diǎn)，距離正在施工建設(shè)的一期工程3 號(hào)站約180 km，從胡富夫市引有一條48 km 的瀝青支路直接接入施工現(xiàn)場，交通條件相對(duì)較為便利。沙特MGS 二期工程項(xiàng)目主要涵蓋BGCS-1 站的新建工作以及BGCS-3 以及BGCS-5號(hào)站的擴(kuò)建工作，其中BGCS-1 號(hào)站的主要施工范圍涵蓋U20 轉(zhuǎn)管廊區(qū)、U50 火炬區(qū)、U70 公共區(qū)等諸多建筑區(qū)域，中國電建集團(tuán)四川工程有限公司所承建項(xiàng)目涵蓋除去燃?xì)鈮嚎s機(jī)區(qū)及對(duì)應(yīng)主管廊區(qū)以外的所有鋼結(jié)構(gòu)、管道、設(shè)備以及機(jī)務(wù)系統(tǒng)的安裝工作。

2 大口徑高壓天然氣長輸管道分段水壓試驗(yàn)技術(shù)

2.1 前期準(zhǔn)備技術(shù)

施工技術(shù)人員需要切實(shí)做好施工準(zhǔn)備，在施工開展之前，需要將分段水壓試驗(yàn)中所需要的設(shè)計(jì)圖紙以及試驗(yàn)工具進(jìn)行準(zhǔn)備妥當(dāng)。同時(shí)對(duì)管道支架進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。試驗(yàn)中所需要的建材質(zhì)量需要具有檢驗(yàn)合格報(bào)告，并由QC 同意后，施工人員根據(jù)施工所需對(duì)施工建材進(jìn)行領(lǐng)取。同時(shí)施工人員需要對(duì)試壓包進(jìn)行準(zhǔn)備，并在試壓之前對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，要保證試驗(yàn)管道的焊接質(zhì)量，臨時(shí)盲板所增設(shè)的位置精準(zhǔn)無誤[1]。

2.2 地埋管道試壓技術(shù)

針對(duì)施工場地部分金屬管道的安裝施工而言，施工安裝范圍涵蓋SRG-1、SRG-2 熱連接部分施工，熱連接部分管道直徑為56 英寸(1 422.40 mm)。bum pit排放管道以及部分壓縮空氣管道也屬于施工場地部分金屬管道的安裝施工范圍。施工現(xiàn)場的地面管道吊裝以及對(duì)口及焊接施工，與地上管道安裝施工相同。二者所存在的施工注意事項(xiàng)如下：施工人員需要對(duì)地埋管道的坑道進(jìn)行開挖，并在管道底部進(jìn)行鋪設(shè)細(xì)砂，施工人員需要對(duì)細(xì)沙的鋪設(shè)厚度進(jìn)行控制。通常情況下，細(xì)沙的厚度為200 mm，地埋管道的管溝需要經(jīng)由PID 驗(yàn)收認(rèn)證，當(dāng)認(rèn)證合格后，方可對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的鋪設(shè)。施工人員在對(duì)地埋管道中進(jìn)行焊接的過程中，施工人員需要使用沙袋進(jìn)行支撐作業(yè)，支撐距離為200 mm，以此來為后續(xù)的電火花檢測(cè)提供便利。當(dāng)施工人員在對(duì)地埋管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)的過程中，倘若焊接口全部暴露在外，需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓時(shí)間為2 h。倘若部分管道在回填后，需要穩(wěn)壓24 h，那么在穩(wěn)壓期間，施工人員需要使用壓力檢測(cè)儀以及溫度檢測(cè)儀，對(duì)壓力與溫度的變化情況進(jìn)行記錄。地埋管道在進(jìn)行試壓之前，施工人員需要對(duì)其進(jìn)行FBE 涂層處理，當(dāng)管道水壓試壓完成后，施工人員需要對(duì)地埋管道的焊口的防腐油漆進(jìn)行補(bǔ)漆處理，同時(shí)對(duì)地埋管線進(jìn)行電火花檢測(cè)。值得施工人員注意的是，在電火花檢測(cè)完成后，施工人員需要在2 h 內(nèi)，將地埋管道進(jìn)行回填。

2.3 RTR 管道試壓技術(shù)

主要的RTR 管道安裝工作量如表1 所示。

表1 RTR 管道安裝工作量

針對(duì)無壓管道的油水排放管道而言，由于廠家無法對(duì)其提供單線圖。因此，需要根據(jù)水管現(xiàn)場的平面設(shè)計(jì)圖來對(duì)單線圖進(jìn)行繪制，倘若廠商可以提供單線圖，則需要根據(jù)廠家所提供的單線圖進(jìn)行安裝。針對(duì)單線圖中對(duì)水平管件以及特殊管件的連接要求而言，施工人員需要使用集中化工藝配管，在預(yù)制場地中對(duì)其進(jìn)行集中配管，以此來有效地降低管溝中的作業(yè)施工量，最大限度地提升施工效率，加快施工速度。針對(duì)其粘結(jié)而言，當(dāng)前的粘結(jié)方式共有兩種：第一種，三步層纏繞式粘結(jié)技術(shù)，經(jīng)由三步層壓工藝等待樹脂凝固后，使用電加熱帶對(duì)其進(jìn)行加熱處理；第二種，將其制作成為錐形，并在安裝時(shí)在管道的喇叭口位置進(jìn)行涂膠，并進(jìn)行連接等到涂膠凝固后，對(duì)其進(jìn)行熱處理。

除此之外，當(dāng)RTR 管道施工完成后，QC 部門需要根據(jù)PID 圖以及單線圖來對(duì)水壓包進(jìn)行編制。QC以及PID 需要對(duì)壓力試驗(yàn)進(jìn)行確定，并按照試驗(yàn)的技術(shù)要求來進(jìn)行水壓試驗(yàn)。RTR 管道的水壓試驗(yàn)對(duì)水質(zhì)無明顯要求，目測(cè)水質(zhì)干凈即可，不需要出示水質(zhì)報(bào)告[2]。

2.4 閥門試壓技術(shù)

閥門試壓技術(shù)的開展是沙特阿美的硬性標(biāo)準(zhǔn)，并且在施工合同中要求閥門試驗(yàn)需要進(jìn)行Procedure 編寫。進(jìn)行閥門試壓施工的主要目的是檢測(cè)閥門的密封性以及施工強(qiáng)度，從而最大限度地預(yù)防閥門在安裝完成后出現(xiàn)泄漏風(fēng)險(xiǎn)。倘若對(duì)焊接以及插接焊的長度不足2 英寸(50.80 mm)，則閥門不需要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，熱工儀表閥門以及Flare 系統(tǒng)閥門也不需要水壓試驗(yàn)。剩余的閥門皆需要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)的數(shù)量如表2 所示。

表2 水壓試驗(yàn)設(shè)備數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

在進(jìn)行閥門試壓技術(shù)時(shí)，施工技術(shù)人員需要對(duì)以下注意事項(xiàng)進(jìn)行明晰，以此來切實(shí)保證閥門試壓施工的質(zhì)量與效率。

第一，在閥門試壓中所使用的試壓設(shè)備以及檢測(cè)儀器需要經(jīng)由阿美所認(rèn)可的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。倘若閥門水壓試壓是以分包的形式進(jìn)行施工，閥門水壓試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)需要為阿美認(rèn)可的分包商，同時(shí)分包商需要將試驗(yàn)資料遞交給施工現(xiàn)場的PMT 進(jìn)行審批，得到審批后方可進(jìn)行試驗(yàn)工作。

第二，針對(duì)閥門水壓升壓而言，需要對(duì)其進(jìn)行分段進(jìn)行，第一次升壓幅度不得高于試壓總壓力的50%，當(dāng)試壓到達(dá)50% 后，檢測(cè)人員需要對(duì)其泄漏情況進(jìn)行檢測(cè)，確定沒有出現(xiàn)泄漏后，方可繼續(xù)進(jìn)行升壓。倘若在試壓過程中，檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)泄漏，需要將泄漏閥門的基礎(chǔ)信息進(jìn)行記錄，并征求廠家同意，在施工現(xiàn)場對(duì)其進(jìn)行維修，邀請(qǐng)PID 以及QC 進(jìn)行維修見證，修理完成后繼續(xù)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，當(dāng)水壓試驗(yàn)合格后，方能對(duì)其正式使用。施工人員需要對(duì)所有參與試壓的閥門基本信息進(jìn)行記錄，例如閥門的型號(hào)、壓力、編號(hào)、水壓報(bào)告等一系列信息。

第三，材質(zhì)、壓力等級(jí)以及規(guī)格不同的閥門的試壓壓力也是各不相同的，需要與阿美的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，以此來明晰實(shí)際的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值。

第四，倘若同一型號(hào)閥門的試壓結(jié)果相同，施工人員則可以將閥門進(jìn)行串聯(lián)，多臺(tái)閥門串聯(lián)打水壓如圖1 所示。

圖1 多臺(tái)閥門串聯(lián)打水壓

第五，水壓試壓結(jié)果合格的閥門，需要接受空氣吹干處理，同時(shí)施工人員需要在管道內(nèi)部涂抹防腐劑。同時(shí)，閥門法蘭需要使用膠合板來對(duì)其進(jìn)行封蓋，膠合板的厚度不得低于10 mm。每個(gè)閥門法蘭都需要使用4 條螺栓來進(jìn)行加固。水壓試驗(yàn)后的閥門需要被放置在干燥的環(huán)境之中。倘若閥門的存放時(shí)間超過三個(gè)月，施工人員則需要對(duì)法蘭的封堵情況進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)防腐層以及管道外觀進(jìn)行檢查，同時(shí)在使用之前，對(duì)其再次進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

第六，在進(jìn)行閥門水壓試驗(yàn)之前，施工人員需要對(duì)SAES 以及Check List 的實(shí)際要求進(jìn)行了解，在試驗(yàn)過程中需要對(duì)具體的試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行記錄，同時(shí)上報(bào)PID 以及QC，對(duì)其進(jìn)行簽字確認(rèn)。將所有的水壓試驗(yàn)閥門信息進(jìn)行記錄，為后續(xù)的檢索工作提供便利。在試驗(yàn)中所使用的壓力表以及安全閥，都需要經(jīng)由第三方進(jìn)行檢測(cè)，并保證其在有效期內(nèi)。水壓試驗(yàn)中的試驗(yàn)用水也是存在特殊要求的，施工人員需要對(duì)試驗(yàn)用水進(jìn)行水體檢測(cè)，并在試驗(yàn)用水中適當(dāng)?shù)脑黾泳徫g劑。針對(duì)一些大尺寸的閥門而言，在法蘭緊固的過程中，需要使用液壓力矩扳手對(duì)其進(jìn)行緊固，不得使用沖擊扳手進(jìn)行緊固，以此來有效地防止法蘭結(jié)構(gòu)受到損害。閥門水壓試驗(yàn)技術(shù)對(duì)于大口徑高壓天然氣長輸管道施工而言，有著極大的促進(jìn)作用，因此在具體的試驗(yàn)中，施工人員需要按照實(shí)際的試驗(yàn)要求來有序進(jìn)行，從而防止閥門損壞所導(dǎo)致的泄漏[3]。

3 大口徑高壓天然氣長輸管道分段水壓試驗(yàn)優(yōu)化策略

3.1 安全防護(hù)及檢漏優(yōu)化

根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案，施工人員需要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行安全防護(hù)，在試壓區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場隔離，同時(shí)在施工現(xiàn)場懸掛明顯的警示標(biāo)志，提前預(yù)制好工作票，施工現(xiàn)場的QC 會(huì)對(duì)其余的施工單位進(jìn)行試驗(yàn)告知，同時(shí)對(duì)警戒區(qū)域進(jìn)行有效的設(shè)置，指派專人對(duì)其進(jìn)行監(jiān)護(hù)。在上水試驗(yàn)之前，管理人員要向每位施工人員宣講本次施工作業(yè)的重難點(diǎn)，保證施工人員對(duì)施工方案進(jìn)行熟知，真正做到有備無患。在水壓試驗(yàn)之前，施工人員需要對(duì)向鄰近系統(tǒng)之間的盲板法蘭進(jìn)行正確的安裝，所有的閥門開啟一半、在試驗(yàn)過程中，需要緩慢的增加壓力，但是升壓的速度不能高于總壓力的10%每分鐘、當(dāng)壓力上升至試壓壓力的50%，需要對(duì)其進(jìn)行停壓檢查。檢查時(shí)間為10～30 min。若是發(fā)現(xiàn)異常需要對(duì)其進(jìn)行記錄，之后繼續(xù)按照試驗(yàn)壓力的130%對(duì)其進(jìn)行持續(xù)增壓，每級(jí)需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)壓5～10 min，直到試驗(yàn)結(jié)束。除此之外，施工人員還需要對(duì)檢漏環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。檢漏環(huán)節(jié)是水壓試驗(yàn)過程中相對(duì)較為重要的試驗(yàn)環(huán)節(jié)，檢漏環(huán)節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容為閥門的填料函、儀表接頭以及螺紋連接等部位的泄漏情況。檢漏人員需要做到細(xì)致入微，要對(duì)每一個(gè)接口進(jìn)行詳實(shí)地檢測(cè)，不能錯(cuò)漏到每一個(gè)的面積。對(duì)所有的微小滲漏進(jìn)行詳實(shí)地檢測(cè)，以此來為后續(xù)的試驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。檢漏工作人員需要進(jìn)行分管線檢查，同時(shí)指派專業(yè)的人員對(duì)其進(jìn)行負(fù)責(zé)。檢漏小組一般由兩個(gè)人組成，以便于在檢漏過程中可以互相照應(yīng)，最大限度地保證檢漏工作的有序進(jìn)行。在實(shí)際的檢漏工作中，需要對(duì)已經(jīng)檢測(cè)完成的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，以免出現(xiàn)重復(fù)檢測(cè)的問題。檢漏工作中最為重要的便是氣壓檢漏，氣壓打完降壓后，施工人員需要在法蘭口粘貼兩圈紙膠帶，并對(duì)其扎一個(gè)小孔，使用泡泡液對(duì)全管線進(jìn)行檢測(cè)，以此來有效的縮減檢漏時(shí)間[4]。

3.2 卸壓及保養(yǎng)優(yōu)化

在水壓試驗(yàn)合格后，需要經(jīng)由QC 以及PID 的同意，對(duì)管道進(jìn)行泄壓。施工人員需要從最高放空點(diǎn)位置與軟管進(jìn)行連接，并將管道中的水全部排放至提前準(zhǔn)備好的水車之中。由于施工現(xiàn)場不得隨意灑水，需要安排專業(yè)人士對(duì)排放區(qū)域進(jìn)行監(jiān)管，在對(duì)管道中的水進(jìn)行排放過程中，需要對(duì)反沖力以及安全環(huán)保進(jìn)行充分的考量。在實(shí)際的泄壓時(shí)，施工人員需要保證管線的堅(jiān)固。針對(duì)氣壓試驗(yàn)介質(zhì)的排放而言，需要為其提供一個(gè)空曠的場地，使得其可以向上空進(jìn)行排放，要在排放點(diǎn)做好明顯的安全警示牌。施工人員需要遠(yuǎn)離氣體沖擊區(qū)域，無關(guān)施工人員不得靠近警戒區(qū)域。

3.3 打壓困難區(qū)域試驗(yàn)優(yōu)化

在對(duì)打壓困難區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化的過程中，施工人員需要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行施工，黑粉區(qū)域在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，沒能對(duì)安裝完成的管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)，所示在黑粉過濾器以及旋風(fēng)過濾器之間的兩路管子與設(shè)備之間沒有增設(shè)孔板，使得設(shè)備與管道直接的連接。當(dāng)BGCS3 對(duì)黑粉區(qū)的部分管道進(jìn)行試壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)無法打壓，管道剛性結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完成，對(duì)其進(jìn)行打壓是不可能的。施工人員最初計(jì)劃使用100 t 以及160 t 吊車，將管道吊起1 000 mm，以此來對(duì)其進(jìn)行墊高處理，同時(shí)注水打壓，在試壓完成后將管道回填。但是該項(xiàng)施工方案需要大量的人力以及物力資源，施工機(jī)械費(fèi)用成本也會(huì)翻倍。為更好的對(duì)打壓困難區(qū)域節(jié)能性試驗(yàn)優(yōu)化，施工人員可以在管道與設(shè)備之間進(jìn)行切口，以此來增設(shè)一個(gè)孔板距離，從而保證42 英寸(1 067 mm)孔板可以被放置在管道與設(shè)備之間。同時(shí)對(duì)全管進(jìn)行檢測(cè)，要保證管道與設(shè)備之間的預(yù)留間隙可以增加一個(gè)孔板。當(dāng)管道RT 結(jié)束之后，施工人員還需要在各個(gè)部分增設(shè)堵板，并進(jìn)行水壓試驗(yàn)。該種優(yōu)化方法可以最大限度地降低施工成本，同時(shí)在一定程度上縮短施工周期。

3.4 組織管理優(yōu)化

施工人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，來對(duì)試壓包進(jìn)行完整的編制。試壓工作開始之前，所有參與試壓的工作人員都需要對(duì)試壓管道以及試壓流程了解與掌握，同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)技術(shù)交底。管理人員需要構(gòu)建完善的安全管理施工機(jī)制，安全人員需要前往施工現(xiàn)場，對(duì)施工安全隱患進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并提出施工處理意見，對(duì)其整改工作進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)對(duì)施工違章行為予以處罰。施工人員需要根據(jù)業(yè)主的需求以及項(xiàng)目部的基本要求，來進(jìn)行有效的施工，以此來對(duì)工藝紀(jì)律進(jìn)行有效的遵守，切實(shí)做好文明施工。同時(shí)要對(duì)試壓盲板質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，在試壓之前，需要對(duì)盲板以及壓力表的實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)。在試壓過程中，閥門操作需要由專業(yè)的技術(shù)人員來進(jìn)行執(zhí)行，不能擅自操作超出試壓范圍外的閥門。在進(jìn)行高空作業(yè)的過程中，需要佩戴完備的安全防護(hù)用品，例如安全帶。在對(duì)受壓管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，管道正面以及側(cè)面不能站人。除此之外，管理人員需要積極主動(dòng)的制定應(yīng)急處理措施。例如，當(dāng)出現(xiàn)受傷人員時(shí)，急救人員需要在第一時(shí)間前往現(xiàn)場，并呼叫施工現(xiàn)場管理人員以及相關(guān)部門，不要讓其對(duì)傷者進(jìn)行隨意的移動(dòng)，需要對(duì)其進(jìn)行當(dāng)場救治。管理人員構(gòu)建應(yīng)急小組，小組成員需要對(duì)自身的職責(zé)進(jìn)行劃分，以此來更好的應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場所發(fā)生緊急突發(fā)事件[5]。

4 結(jié)語

對(duì)高壓天然氣長輸管道分段水壓試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，不僅可以有效地提升試驗(yàn)質(zhì)量，保證長輸管道的運(yùn)行安全，切實(shí)提升天然氣管道運(yùn)輸效率，滿足廣大用戶對(duì)于天然氣能源的使用需求，全面促進(jìn)能源領(lǐng)域的健康高效發(fā)展。