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1、 长输管道通球扫线、试压技术-1-长输管道通球扫线试压技术作者 纪延涛 陈志堂（胜利石油管理局工程建设一公司三分公司）摘要 介绍长输管道通球扫线及试压技术的主要施工方法、技术要求。包括通球扫线装置的设置、操作方法 及管道试压中介质的选择、试压分段和程序的确定、管道试压的方法及试压结果的确定,管道干燥的基本方 法.主题词 长输管道 通球 扫线 试压 干燥1 综述我国石油工业正处于一个新的发展时期，中西部油气区新资源的发现，有必 要建设大量新的重要管道。因为管道作为输送手段，与其他输送方式相比有较大 优点:输送成本低；建造价格低，施工周期短；占地面积小；节省能源、 人力；安全性高；公害小，几乎无污
2、染。管道由于其在能源传输上的优势地 位，使它在国民经济及地方经济发展中起到越来越大的作用。石油、天然气、成 品油甚至煤都将更多地通过管道运输。由于高压、大口径管道比低压小口径管道 更经济，所以大口径长输管道已成为管道工业的发展趋势。随着国家西部大开发 战略的实施，长输管道工程必将有新的更快发展，这无疑给施工企业带来了良好 的发展机遇。如何把握机遇、占领市场是每个企业都在思考的问题，而优良的资 质及业绩，过硬的管理、技术及装备水平应该是其中的基本着眼点。长输管道施工完毕要经过一系列试验才能投入使用，这部分工作包括清管、 试压、通球扫线、干燥，目的就是清扫管腔内的杂物，排除管线内的隐患和缺陷， 取
3、得较大的安全度。为管道投产创造条件。施工单位对此应该高度重视，必须编 制可靠的技术措施、安全措施并认真执行，对出现的问题，依据设计要求及有关规范及时处理。2基本施工技术2.1 施 工 工 序长输管道施工的一般工序如下：线路交桩一测量放线一开拓施工带一一修施工便道一一 防腐管 拉运一布管一-管线组对一焊接一无损探伤一补口补伤 防腐检漏一开挖管沟一-管道下沟一回填一地貌恢复一截断 阀室安装一一三桩埋设一一分段吹扫清管一一分段试压一一连头碰 死口 一阴极保护一全线通球扫线一联合试运一1投产从中可以看出试压、通球扫线、干燥与其他各工序的衔接关系,管道是在下 沟回填后进行分段清管和分段试压。分段试压合格
4、后，连接各管段的碰口焊缝只 需进行 100%射线探伤，可不再进行试压。穿（跨）越大中型河流、铁路、二级 以上公路、高速公路的管段应单独进行清管和试压。如果设计有特别要求，管道 投产前还要进行站间试压和站间清管，以及输气管道的干燥。试压前编制通球试 压措施，并报业主和监理审批，试压成立试压小组，组长由项目经理担任，成员 为项目工程师、安全员、质检员、监理工程师。通球、试压时设巡线小组。施工 中须根据情况统筹安排，保证效率,稳妥进行。2.2 吹 扫 清 管管道吹扫清管在管道下沟回填之后进行，一般以阀室间距为一个吹扫单元， 清管设备为高、低压压风车。分段清管应设临时清管收发装置，清管接受装置应 设置
5、在地势较高的地方，50m内不得有居民和建筑物。所使用的清管器直径过 盈量应为管内径的5%8%,清管前应确认清管段内的线路截断阀处于全开状态， 清管时的最大压力不得超过管线设计压力，清管器移动速度应控制在 10Km/h 左 右，以免引起管道、阀腔或支座的损坏。管线首端安装发球筒，将清管器置于其 中，用空压机将空气介质从发球端注入空气，清管次数不应小于两次。管线通球 末端安装收球筒，该装置周围50m内不得有居民和建筑物。当球通出后，应立即 关闭球阀，并及时通知管线首端停止供气。当管道通球完毕后，将末端球阀关闭。当管道进行水压实验时，管道试压上水过程中还应进行一次通球扫线，以水 为动力源，利用水推动
6、清管器将管内残留的沙土等污物除掉。2.3 管 道 试 压早期由于对强度试压使用的介质无明确规定，曾出现过不少严重事故。由于 水压试验与气压试验对强度试压有效性是一样的，但气压试验时，管道内试压气 体储存能量大，在管道破裂处急剧膨胀，使破裂扩展，进而使管道的破裂可达几 公里甚至更长，不但会造成经济损失，且易造成人身伤亡事故。而水压试验没有 长距离爆破的危险，因而不会造成生命、财产的损失，因此许多国家的油、气管 道规范对气体进行强度试压均作了限制。美国输油管道规范明确规定：当操作压力所引起的环向应力大于 0.2倍管材 规定的最小屈服极限或试验压力达到 1.2 倍设计压力值时，必须以水为介质进行 强
7、度试压；试验压力大于或等于设计压力的 1.25 倍时可采用分段试压，其死口（Tie-in）处的焊缝进行100%射线探伤后不必进行整体试压。规范不允许用气 体进行强度试压。而按照我国SY040198输油输气管道线路工程施工及验收规 范规定，二级至四级输气管道强度试验压力为1.251.5倍设计压力。我国专家对国内几起试压事故分析后建议：无论油管线还是气管线，除采取特殊的措施外，不要采用气体作为强度试压的介质。我国的规范中有相应规定： 在条件允许的情况下，应首选洁净水作为试压介质； 输气管道位于一、二类地区的管段可采用空气作为试压介质； 输气管道位于三、四类地区的管段应采用洁净水作为试压介质；压力试
8、验时，请监理、业主、施工单位现场监督，共同认可后，在试 验报告上签字验收。试验时，要求各岗位人员认真巡视检查，每小时向指 挥员汇报压力变化情况，并做好压力变化记录。2.3.1 水 压 试 验分段水压试验的管段长度不宜超过35km，试验段高差不宜超过30m,如果 管段的高差超过30m,应根据该段的纵断面图，计算管道的低点的静水压力，核 算管道低点试压时所承受的环向应力,其值不得大于管材最低屈服强度的 0.9倍。 试验压力值的测量应以管道最高点测出的压力值为准，管道最低点的压力值应为 试验压力与管道高差静压之和。试压用压力表应经过校验，并应在有效期内。压力表精度应不低于1.5级，量程为被测最大压力
9、的1.5-2倍。试压时的压力表应不少于 2 块，分别安装在试压管段的两端,以便参照。2.3.1.1 管道试压分段和试压程序管道试压分段时尽可能考虑和阀室间距一致，这样可以极大地便于管线阻 水、导水，可以利用阀室的干线截断阀，方便施工。管道上水前要计算用水量，根据水源的分布情况，统一考虑，以便取水。数 段或十几段集中上水，打破施工单位和管理区段的界限，这样可充分利用水资源， 可以使施工单位或承包区段互不制约。当条件不完全具备时，可以考虑串联上水， 逐段倒水。在管道试压程序的安排上，应考虑自高点端逐次向低点端逐次试压，并在试 压设备的布置上，除第一段外，均布置在试压管段的高点端，这样便于利用上段
10、管线存水，为下一段管线试压时补水。在试压水的排放上，要统筹考虑，最好等供水区域内全部管段试压完成后再 将试压水排掉，以作备用。2.3.1.2 管道试压的方法和技术要求上水过程中的排气可采用高点放空和加隔离球的方法，高点放空时，放空 头溢水要控制足够时间，以利气体排空。放空完毕，关紧放空阀。施工中 应尽可能避免高点放空，优选加隔离球法。即利用上水时加进的清管器将水 和空气隔离开，利用水推动管内空气外移，并最终将管段内空气排出，清管器取 出后，要检查清管器的磨损情况，决定是否重复利用。管道升压的速度和试压压 力值按设计要求的施工验收规范进行，但对管段试压使用的测量仪表，除使用温 度计、压力表外，还
11、应引入温度自动记录仪和压力自动记录仪，以便对管段在压 力试验过程中的温度变化和压力变化进行连续的记载，为试压结果的科学判定创 造条件。升压时，可利用往复泵或泥浆车加压，压力应缓慢上升。仔细进行巡线检查，检查系统有无异常情况，发现渗漏打上标记，降压后立即处理。升至强度试验压 力后开始稳压。稳压时间应在管段两端压力平衡后开始计算。强度试压合格后， 进行严密性试验，即将管道的压力降到工作压力稳压。当试压环境温度低于5C 时，应采取防冻措施如管道预热，预热时要缓慢升温，控制温升平均 5C / h，并记录起始点温度变化情况，严格控制温升，以免对管线造成损伤。加压时，要记录添加的试验介质量与压力值的关系曲
12、线，以便估计试验管 段内的残余空气量。加压后，必须有足够的时间使管段中的压力稳定。如 果试验管段破裂或泄漏，则事故处应予以修补，并应对该段重新试压。应 在实际试压前恰当的时间(几小时前)注入试验液体。注入时要分段进行， 以保证残留在试验管段内的空气体积最小。加压后，考虑在试压时温度的 变化对压力产生较大影响，必须给予充分的稳压时间，注入的试验液体和 周围环境间明显的温差会导致很长的稳压时间(几天) 。试压合格后，打开 首尾放空阀卸压，并采用清管器清管，以便将管段内的积水清除干净。严禁管 内存水。输油、输气管道分段水压试验时的压力值、稳压时间及允许压降值应符 合下表： 表 1 水压试验压力值、稳
13、压时间及允许压降值分类强度试压严密性试压输油管道压力值(Mpa)1.25倍设计压力1.1倍设计压力稳压时间(h)44一级地区输气管道压力值(Mpa)1.1倍设计压力设计压力稳压时间(h)424二级地区输气管道压力值(Mpa)1.25倍设计压力设计压力稳压时间(h)424三级地区输气管道压力值(Mpa)1.4倍设计压力设计压力稳压时间(h)424四级地区输气管道压力值(Mpa)1.5倍设计压力设计压力稳压时间（h）424允许压降值（Mpa）1%试验压力值，且不大于0.11%试验压力值，且不大于0.12.2.1.3 管道试压结果的判定管线水压试验结果的判定，采用公式计算法来确定，传统的判别方式仅以
14、压 降不低于 1%为标准，应该说科学性不强，因为它既没有考虑到试压水中含有空 气对试压结果的影响，也对由温度变化对试压结果造成的影响考虑不够。新的管 道试压结果的判定，主要包括以下内容：2.2.1.3.1 试压管段内空气存在试验的判断将试压水排放一定量，然后测定其排水后的压降，再计算出其在该条件下 的理论压降，并将排水后的压降与理论压降相比，求得其值，将该值与某一基准 值相比较，若大于基准值，则为合格，否则应采取相关措施。通过试验管段内空气量的测定及处理，就可以排除管段内由于有大量空气而存在的误判。2.2.1.3.2 严密性试验的判定在西气东输工程的试压结果判定问题上，应采用新的判定方法，根据
15、试验 阶段管道容积、管径、钢管的当量比厚、钢材的弹性模量、水的压缩系数、水温 及地温的变化、压力变化等系数，通过一系列计算，视计算结果来判定严密性试 压是否合格。从而大大提高了水压试验的可靠性、科学性、可信性，以确保管道 的密封性能。2.3.2 气 压 试 验在一、二类地区，因为人口及建筑稀少，如果没有水压条件，可采用气压。 试压区域（距试压设备和试压段管线 50m 以内为试压区域）内严禁有非试压人员， 在升压过程中，巡线人员应与管道保持6m以上的距离。升压的速度不宜过快，压力应缓慢上升。当压力升至0.3倍和0.6倍强度试验压力时，应分别稳压30min,进行巡线检查，检查系统有无异情况，发现渗漏打上标记，降压后立即处理。如无异常情况继续升压。升至强度试验压力后开始稳压。所用加压设备为空气压缩机。其他技术要求与水压类似，要严格按规范执行。试验压力值及稳压时间如下：分类强度试压严密性试压输油管道压力值(Mpa)1.25倍设计压力1.1倍设计压力稳压时间(h)44一级地区输气管道压力值(Mpa)1.1倍设计压力设计压力稳压时间(h)424二级地区输气管道压力值(Mpa)1.25倍设计压力设计压力稳压时间(h)424强度试
