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1、山地长输管道的清管扫线与试压吴锦江【摘 要】山地长输管道的特点是弯头多、高差大,管道清管试压情况复杂,施工过程 常出现堵球、气阻、管道摆动等问题,编制好施工方案,控制好清管扫线、注水、试 压的关键步骤是工程顺利完工的保障.在简要介绍了山地长输管道清管扫线、试压 工作主要工序的基础上,较为详细地论述了扫线、试压方案的编制,给出了管道分段 长度的计算方法、施工设备的技术要求、试压的组织管理方式;阐述了清管扫线、 试压时管道上水、试压过程的控制要点,提供了管道上水时控制管道背压、球前漏 水量的方法;指出了管道排水、初步干燥阶段的施工关键点及注意事项.期刊名称】石油工程建设年(卷),期】2015(04
2、1)006【总页数】3页(P66-68) 【关键词】 山地长输管道;清管扫线;试压【作 者】 吴锦江【作者单位】 中国石化江苏油建工程有限公司,江苏扬州 225261【正文语种】 中 文清管扫线、试压工作是山地管道施工的重要节点。由于施工工期紧以及山地长输管 道清管扫线、试压工作自身的特殊性，为避免施工事故的发生，必须做好山地管道 清管扫线、试压的各项工作。山地长输管道清管扫线、试压的主要工序见图 1。在这些工序中，清管扫线、注水 管道强度试压步骤是关键，由于这些步骤最容易产生堵球、气阻、管道摆动等现象， 因此控制好这些工序是工作重点。首先根据山区施工现场的地貌、管径、上水条件等编制管道清管扫
3、线、试压方案。 由于山地大管径管道的特点是弯头多，高差大，这就要求在试压前，针对这一特点 做好山地管道清管扫线、试压方案的制订工作1-2。山地扫线试压设备基本要求：清管器必须不漏气，上水要尽可能快，以减少水推球 时球前的漏水量。应尽量由低点向高点上水，最好具备100 m3/h的上水能力， 设备扬程应足以推动清管器上升到管段最高点。（1）空气压缩机。每台压力等级为2.5 MPa，最大排气量为30 m3/min，能以 足够的速度推动清管器，并可克服由高差产生的静水压头。（2）清管器。用于清管、注水、排水的清管器应配备有电子跟踪装置，管道弯管 和弯头的曲率半径应符合设计要求，清管器的直径过盈量应达到
4、管内径的5% 8%。具体类型如下：清管器可采用直板皮碗混合、刚性轴、双向型的；钢丝刷清 管器可采用刚性轴、双向型的；注水清管器可采用刚性轴、配备4片双向聚酯盘 型的；排水清管器可采用与注水清管器相同的类型。（3 ）山地试压及注水设备。应采用多级离心泵，在2.5 MPa扬程时泵的排量为100 m3/h，以防试压段内夹杂空气。注水泵应形成足够的排压，以达到规定的注 水速率。高压泵或泵车可采用车载泥浆泵，排量0.002 m3/冲程，可将管道压力 提升到最高试验压力15 MPa以上。压力泵应能维持稳定的加压速度，出水管道 应安装止回阀（安装位置尽量靠近试压管道），出水管应配备螺线式冲程计数器或 小量程
5、的流量计，以便测量管道试压水的增量或者从管中抽出的水量。潜水泵可采 用100QG80-50/4型号，目的是为车载泥浆泵供水。注水管可采用无缝钢管，最 小规格D 89 mmx6.0 mm,以焊接方式连接，并连接隔断阀和止回阀，额定承受 压力为最大试验压力。流量计可采用智能涡轮流量计，带有LWY （ DN 80 mm、PN16 MPa )型号的计量仪表，带远传数字输出，可准确地计量流量，显示m3/s 和累计量，准确度在0.5%以上。仪表应附带当前校验证书。水过滤器可采用自制 过滤器，1.0 MPa时过滤能力为0.35 m3/s，过滤器的网眼为40目/cm2和60 目/cm2，以便需要时能清除附着的
6、污物。(4 )仪表。压力表可采用弹簧管型，表盘直径为150 mm，量程为025 MPa , 最小刻度显示0.05 MPa ，精度不低于1.5 ，有当前校验证书，使用望远镜观测压 力表。压力天平用于记录首端强度试压及严密性试压，精度0.4级，最小刻度 0.01 MPa。照明应满足为空气压缩机、泵及空压机到试压棚的管道区提供照明的 要求。(5)辅助设备。包括容量16 m3的储水箱、CAT320挖掘机、16 t汽车吊、平 板拖车、油槽卡车、100 kV发电机等。山地管道首次扫线必须用直板强力清管器进行清管。这样可把施工中可能遗留的杂 物清扫出来，也避免因杂物使清管器漏气而造成堵球情况发生。当管内锈蚀
7、严重时， 可加装钢丝刷。皮碗清管器在后端气压作用下密封较好，可以较好地被驱动。检测点的布置。由于清管器在管道转角、穿跨越处易出现卡球、堵球现象，因此检 测点原则上应设置通过指示仪，也可根据需要每5 km设置一个检测点，沿线设 2 3台通过仪，随时观测球的运行状况。清管器选用带定位装置的电子清管器， 球运行时应观察压力表，做好压力记录，并备用1 2台低频信号跟踪仪以便找球 时使用。如遇到球受阻情况，可逐步提高压力，但最大不得超过2.5 MPa。通常清管器运行压力为0.05-0.3 MPa (过弯头、穿越段或遇到爬坡时或管中有 水等障碍物时压力有可能增大)，如果运行压力超过一般空压机允许的最高压力
8、 0.8 MPa时，且此时还不能解阻，即认为清管器遇卡。此时应采取以下措施： (1)根据运行速度计算清管器的大概位置，用电子接收仪探测装有电子发射仪的 清管器的具体位置，而后卸压管道首末端进行断管分析并进行障碍清除。障碍排除 后焊接断管，焊缝要进行射线探伤、超声波探伤，合格后继续清管。(2)若出现压力长时间稳定不动，且末端出气很均匀的情况，根据经验可以判断 清管器出现了串气，此时应考虑加大进气量或从首端发射封堵器或再发一个过盈量 较大的清管器进行清管。3.1 管道上水 选择上水点应尽量考虑由低点向高点上水，这可降低气阻风险。向试压管道内注水 前，应对取水点水质进行化验，以确认试压用水清洁，pH
9、值为中性或弱碱性，且 对管道没有有害影响，最后将水质分析化验报告提交监理分部。上水时背压的控制。当山地上水遇到下坡管段时，管段的水位低于进水高度，此时 会产生虹吸现象，进口端呈负压，当下坡段为陡崖管段时，水的动能势能会急剧增 加，严重时会导致管道变形。因此，当计算预计清管器即将到达陡崖段时，要提前 关闭排气端阀门，以提高球前空气压力，降低清管器行走速度，同时加快上水速度， 保证进口端不产生负压。当计算预计上水量已过陡崖段时，要立即打开排气阀门， 保证排气，不出现气阻问题。球前漏水量控制。球前漏水过多是产生气阻的重要原因。为减少球前漏水量首先要 选择密封性好的新球。管道试压段起伏较多时，要加快球
10、速，缩短试压管道长度。 球前漏水量一定要小于弯管的存水量，不使球前形成气室。试压时，必须球到开始 试压，管道中必须无空气。在观察收球筒时，当看到前端排水阀不出水了，说明球 已到收球筒了；如果没到，必须将球前水和空气排干净直至球到为止。3.2 试压过程(1 )为使管道应力平缓变化，升压到05 MPa间，每升1 MPa需稳压15 min ; 升压到5 10 MPa间的1/3、2/3时，应分别停止升压，并拍照保存记录；然后 稳压15 min，待管道内的压力平衡后，检查系统有无异常情况，若无则继续升至 试验压力。（2 ）升压至规定的测试压力后关闭所有阀门，强度试验稳压4 h，若没有发生裂 管、明显的压
11、降，或压降不大于1%试验压力值且不大于0.1 MPa时，则强度试 验合格。（3）强度试验合格后，打开放空阀门，将压力缓慢降至严密性试验压力值，进行 严密性试压。严密性试验维持24 h ，如果没有出现最大为1%且不大于0.1 MPa 的压力降，则严密性试验合格，予以验收通过。（4）试压结束以后，打开排水阀泄压，泄压时应严密观察压力下降情况，排水应缓慢进行，12.5 5 MPa间的降压速度为0.5 MPa/h，每降1 MPa停压15 min ,5 MPa至常压间的降压速度为1 MPa/h，期间压降处于1/3、2/3时，停压15 min。泄压至常压后，开启压风机推动扫水球扫除管道内的水。试压结束后，
12、开始排水。排水尽量由高点向低点排水，用高压压风车来进行球推水 作业。由于山地管道残留有大量试压水，所以清管推球压力会较高，升压过程时间 会很长，压力一般会高于2 MPa，但必须小于发球筒所能承受的最大压力，要求 收、发球筒上的法兰及法兰盖可承受大于2.5 MPa以上的压力。排水步骤：首先用直板清管器将水推出，推水时要注意排水速度，以保证不发生气 阻。排完水后，要反复发送皮碗型清管器，对试压段管道进行排水，直到管道不再 排除游离水时为止。然后通泡沫清管球，进一步清除管道内残水。可一次发送三个球，以加快干燥速度。 清管和初步干燥接近结束时，相关负责人应对清出物和扫出水进行现场确认，当连 续两个泡沫清管器（通泡沫清管器前应进行称重）含水量不大于1.5 kg时即为合 格。山地长输管道清管扫线、试压工作是一项技术要求严，施工难度大的工作。工作程 序必须严格执行试压方案，各施工单位要严格试压质量管理，以降低山地试压事故 的发生，缩短试压施工周期，提高试压一次成功率，为实现山地长输管道优质工程打下坚实的基础。吴锦江（1963-），男，上海人，工程师，2006年毕业于中国石油大学，现从事 长输管道施工工作。【相关文献】1 GB 50369-2006，油气长输管道工程施工及验收规范S.2 GB 150-2011，钢制压力容器S.
