淺談氣壓試驗(yàn)在壓縮機(jī)站場(chǎng)工藝管道系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭偉

【摘要】以中亞管道烏茲別克斯坦WKC2壓氣站為例， 介紹了壓縮機(jī)站冬季主工藝管道系統(tǒng)氣壓試驗(yàn)， 提出了采用氣壓方案的相關(guān)要求， 簡(jiǎn)要闡述了相關(guān)程序。主工藝管道試壓是壓縮機(jī)站場(chǎng)安裝過程中的一個(gè)重要階段，屬于關(guān)鍵線路工作，確保工藝管道試壓安全順利完成對(duì)整個(gè)站場(chǎng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。

【主題詞】壓縮機(jī)站，氣壓試驗(yàn)，風(fēng)險(xiǎn)分析

中亞管道烏茲別克斯坦境內(nèi)的壓縮機(jī)站場(chǎng)工藝管道設(shè)計(jì)壓力為9.8MPa，最大管徑為Φ1219 mm，最大壁厚30.2mm，介質(zhì)為天然氣。管道材質(zhì)有X70、X60、API 5L GR.B，管道連接方式多采用焊接或法蘭連接，安裝質(zhì)量的好壞將直接影響到整個(gè)站場(chǎng)的安全運(yùn)行。在壓縮機(jī)組投用前，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，成為確保管道施工質(zhì)量、安全運(yùn)行的的關(guān)鍵工序和必要保障。而氣壓試壓的危險(xiǎn)程度則更加高，如果方案和操作過程不當(dāng)，將會(huì)帶來巨大的安全隱患和損失。因此，本文通過中亞管道烏茲別克斯坦境內(nèi)WKC2壓縮機(jī)站工程實(shí)例對(duì)氣壓試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，為類似工程的施工提供參考。

1、 工程概況

1.1工藝流程

WKC2壓氣站位于烏茲別克斯坦境內(nèi)布哈拉州咖子里地區(qū)，距離布哈拉110KM處，站場(chǎng)距離瀝青公路約1km，是中亞天然氣管道項(xiàng)目的一部分。

工藝流程為：天然氣從上游處理廠來氣，經(jīng)過計(jì)量裝置后，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，然后通過空冷器冷卻后，輸往下游管線。

1.2試壓概況及相關(guān)依據(jù)

試壓管線為站內(nèi)工藝主管線、放空線、排污線等。詳見下圖：

根據(jù)施工規(guī)范ASME B31.8-2007《輸氣和配氣管道系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)中843.513條款，壓氣站屬于3類地區(qū)，天然氣管道應(yīng)該按照841.3條款進(jìn)行試驗(yàn).

根據(jù)ASME B31.8-2007標(biāo)準(zhǔn)841.32條款， 驗(yàn)證操作環(huán)向應(yīng)力等于或大于30%的管道屈服強(qiáng)度的強(qiáng)度試驗(yàn)要求。 WKC2壓氣站的操作壓力為9.8MPA，在操作壓力下直縫鋼管環(huán)向應(yīng)力大于30% 的SMYS.

根據(jù)ASME B31.8-2007標(biāo)準(zhǔn)841.322條款（d）中第（1）條，在管子埋深處的地表溫度為320F或更低，，或者在完成水壓試驗(yàn)前將降至此溫度的情況下，采取氣壓試驗(yàn)。氣壓試驗(yàn)壓力為最大操作壓力的1.1倍。施工現(xiàn)場(chǎng)工藝管道安裝完成后適逢冬季，現(xiàn)場(chǎng)氣溫已降至320F以下，符合氣壓試驗(yàn)條件。

WKC2壓氣站的最大操作壓力為9.8MPa， 根據(jù)以上描述， 氣壓試驗(yàn)壓力為9.8*1.1=10.78MPa。強(qiáng)度試驗(yàn)壓力10.78MPa穩(wěn)壓時(shí)間4小時(shí)，嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力10MPa穩(wěn)壓時(shí)間24小時(shí)。

根據(jù)壓力管道安全監(jiān)察規(guī)程，管道系統(tǒng)“試驗(yàn)時(shí)要有超壓泄放裝置，其設(shè)定壓力不得高于1.1倍試驗(yàn)壓力或者試驗(yàn)壓力加0.34MPa（取其較低值）”。本次氣壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力為10.78MPa，其1.1倍為11.86MPa，10.78+0.34=11.12MPa，因此，本次安裝的超壓泄放安全閥的設(shè)定壓力為11.12MPa。

2、 工程設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝特點(diǎn)

2.1、工程設(shè)計(jì)參數(shù)

工藝管線及放空管線設(shè)計(jì)壓力為10MPa，最大管徑為Φ1219 mm，最大壁厚30.2mm，介質(zhì)為天然氣。管道材質(zhì)有X70、X60、API 5L GR.B等；

2.2、工藝特點(diǎn)

試壓管線管徑大，用氣量大，試驗(yàn)壓力高，穩(wěn)壓時(shí)間長(zhǎng)。

站內(nèi)管道系統(tǒng)主要包括天然氣管線、放空管線、排污管線，大部分管線為埋地管線。管道材質(zhì)有X70、X60、Gr.B，試壓的管道總長(zhǎng)約為5500米，最大管徑為48″，最大壁厚為30.2mm。

旋風(fēng)分離器，過濾分離器，空冷器出廠前已完成15MPa的水壓試驗(yàn)，在試壓過程中與站場(chǎng)管道系統(tǒng)一起參與試壓，燃料氣撬和安全閥用盲板隔離或拆除，不參與本系統(tǒng)氣壓試驗(yàn)。

試壓用氣采用15Mpa高壓風(fēng)車進(jìn)行供氣。

3、 試壓技術(shù)

3.1試壓流程圖

3.2試壓準(zhǔn)備

所有系統(tǒng)內(nèi)閥門成半開狀態(tài)，同時(shí)檢查墊片安裝情況和螺栓擰緊情況。

拆除管線上的安全閥和安全閥外管線，安好法蘭盲板。壓縮機(jī)進(jìn)出口管線末端分別采用PN10.0 /DN750和PN10.0 /DN600焊接封頭封堵。

進(jìn)出站管線末端管道上各焊接兩個(gè)PN10.0 /DN1000封頭（封頭和三通之間增加2米短節(jié)，便于連頭施工以及對(duì)三通的保護(hù)），并且分別在進(jìn)出站管線底部焊接1個(gè)DN50排凝閥，做吹掃用。

放空管線末端管道上焊接一個(gè)DN300、δ﹦30mm厚內(nèi)盲板，盲板上用δ﹦30mm鋼板焊上“十”字型加強(qiáng)筋，盲板上開孔，壓力表彎設(shè)置壓力表，為試驗(yàn)壓力觀測(cè)點(diǎn)。

壓力表共設(shè)置3塊，壓力表量程為0～25Mpa，精度等級(jí)1.5級(jí)，表盤直徑不小于150mm， 應(yīng)有校驗(yàn)證書。

3.3試壓關(guān)鍵工序

利用高壓風(fēng)車向管道內(nèi)注入壓縮空氣，試驗(yàn)階段緩慢增加壓力。試驗(yàn)時(shí)，先進(jìn)行0.2 MPa的壓力預(yù)試驗(yàn)，合格后方可正式試壓。當(dāng)壓力升至試驗(yàn)壓力的1/2時(shí)，如未發(fā)現(xiàn)異狀或泄漏，繼續(xù)按試驗(yàn)壓力的10%逐級(jí)升壓，每小時(shí)升壓不得超過1MPa，每級(jí)穩(wěn)壓不少于30min，具體以檢查試壓系統(tǒng)檢漏為準(zhǔn)，直至試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓4小時(shí)，再將壓力降至設(shè)計(jì)壓力穩(wěn)壓24小時(shí)。

穩(wěn)壓過程中，用檢漏液檢查排污嘴、放空嘴，觀察是否有氣泡產(chǎn)生和氣流聲音，判斷是否漏氣，并對(duì)設(shè)備、法蘭、絲扣、閥門等進(jìn)行逐個(gè)檢查。

試壓過程中有泄漏時(shí)，不得帶壓修理缺陷，修補(bǔ)后重新試壓。

3.4管線的吹掃要求

試壓合格后，管線吹掃采用利用主管線作為儲(chǔ)氣罐，向每個(gè)取氣點(diǎn)吹掃。應(yīng)保證吹掃的壓力為0.6～0.8Mpa，吹掃的氣體流速大于20m/s。

檢查吹掃效果時(shí)，可在排氣口用白布或涂有白漆的靶板進(jìn)行檢查。當(dāng)布或靶板在氣體排除口停放5分鐘時(shí)，如其上未發(fā)現(xiàn)鐵銹、塵土、水分和污痕或其它贓物，即為合格。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)對(duì)清潔能源的需求也越來越大，規(guī)范天然氣管道和壓氣站場(chǎng)施工技術(shù)也成為必然要求，確保站場(chǎng)工藝管道試壓技術(shù)方案滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)安全施工和運(yùn)行安全的一項(xiàng)重要保證。本文通過實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)介紹相關(guān)技術(shù)，以此為以后需要進(jìn)行氣壓試壓的項(xiàng)目作為借鑒。

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