油氣長輸管道試壓關鍵工序分析

蘭曾強 劉子賢

（中石化中原建設工程有限公司，河南 濮陽 457001）

油氣長輸管道試壓關鍵工序分析

蘭曾強 劉子賢

（中石化中原建設工程有限公司，河南 濮陽 457001）

隨著我國社會經濟的飛速發展，對資源能源的需求量持續增加。其中，油氣長輸管道是油氣開采、運輸和銷售階段的主要設施，其可以有效保證油氣運輸的穩定性、安全性以及高效性。現簡要研究分析油氣長輸管道試壓關鍵工序，力求為今后的相關工作提供可靠的參照。

油氣長輸管道；試壓工序；地區等級

0.引言

油氣長輸管道竣工之后需進行試壓，試壓指標合格方可投入使用。油氣長輸管道試壓主要是為了檢驗管道總體強度，檢驗管道焊接質量、強度和氣密性，檢測其可否承擔得起使用壓力，并且為提升油氣長輸管道輸送水平提供實驗支撐。因此，對油氣長輸管道試壓關鍵工序進行分析就變得非常重要，需提高重視程度。

1.油氣長輸管道試壓分段優化工序分析

實行油氣長輸管道試壓之前，需明確管道長度和初始點，進行管段劃分。在平原，分段工作比較簡便。但對山區管道進行分段時，一方面需明確地區等級、水源環境、跨越項目、閥室部位和施工環境，另一方面要與沿線高差相結合選擇管道的承壓水平。科學有效的試壓管段劃分，能夠在符合試壓標準的基礎上，降低清管、試壓和連頭任務量。進行水壓試壓管道分段長需≤35km，高差需≤30m。可山區中，高差難以保證＜30m，極易導致試壓段落過多。

中緬天然氣管道某標段線路管徑為D1016mm，選用的材質為X80，設計壓力在10MPa，管道與中緬原油管道同溝敷設，途徑一、二、三級地區，途徑云貴高原、橫斷山脈，地貌復雜，地形起伏、山高谷深，整個工程不僅施工困難，對于試壓工作同樣帶來很高的要求。試壓中需和縱斷面圖紙相結合，算出低點靜水壓，計算出低點試壓時候的環向應力，這個數值不可大于管材最小屈服強度90%。而針對特殊地區，這個數值不能高于管材最小屈服強度95%。試壓段落最高壓力能夠基于管道試壓過程中最大的環向應力、平均外徑和壁厚來明確。基于最高最低點水壓壓力，且和水密度結合算出最大允許高差。

計算最大允許高差之后，基于水源條件、穿越工程地點、閥室地點和施工環境就能夠實行初期試壓分段工序，清管、測量管徑及試壓段落需要保持一致，若不滿足條件時，可重新分段。針對天然氣管道來說，水壓試壓方法的管道段內僅可以包括單一地區等級或者兩相臨地區。如若不然極易發生符合高地區等級管道段落的試壓標準，可低地區等級低部位的管道承力水平高于屈服強度，導致管道開裂。針對石油管道來說，相同壓力級別管段共同進行試壓工序，管壁厚度相似的管道同樣能夠共同進行試壓工序，可均要符合環向應力的限制水平，如果需要可以把它分散到若干個試壓段內。氣壓試壓管道分段則相對簡便，氣壓試壓管道分段的試壓長需≤18km。管道經過的主要項目需單獨實行試壓工序，滿足標準之后和鄰管連接，繼續進行總體試壓工序。

表1　中緬天然氣管道某標段（X80管材）試壓與允許高差對照表

2.選取油氣長輸管道試壓介質

當前時期，應用較多的試壓介質為水與壓縮空氣。由于越來越重視工程施工安全，大部分油氣長輸管道應用水作為試壓介質。進行試壓過程中，因水的不可壓縮特性，管道試壓發生問題情況下，水減壓速率更快，不會引起長距離開裂問題，比壓縮氣試壓的安全性更高。因此，水試壓是當前實行強度試壓的主要方法，可需和水源調節和地區溫度結合應用。管道強度試壓完成之后，降低壓力到設計壓力值之后就能夠進行管道嚴密試壓。在長輸油管道中，需應用水作為試壓介質。在寒冷和缺水的地區，也能夠合理應用壓縮空氣為介質，可管道材料需符合止裂標準。處在一級地區和二級地區的油氣長輸管道能夠應用水或者壓縮氣體為管道試壓強度介質，處在三級地區和四級地區管道和輸氣站中的管道需選用水為管道試壓強度介質。油氣站中的工藝管道線路，不管選擇哪類介質，不管是管道強度試壓工序或是管道嚴密性試壓工序，如果高于6.4MPa則需應用水作為介質。但新規定中提升了油氣站中管道試壓的安全性和準確性，且考慮了設計壓力低于6.4MPa的情況較多，可合理應用壓縮氣體作為試壓介質。

油氣長輸管道的設計和施工標準都首先選擇水作為試壓介質，可在水資源非常缺乏、寒冷以及山區地區，依然要應用壓縮空氣為試壓介質。針對缺少水試壓基礎的油氣長輸管道地區也能夠合理應用壓縮空氣為試壓介質。應用壓縮空氣實行管道強度試壓工序的時候，如果進行試壓階段發生了管道泄漏或者管道開裂，因空氣壓縮能力很高，管道爆裂進展速率高于管道試壓介質的壓力降低速率，極易引發尤其長輸管道的長距開裂。盡管油氣長輸管道設計與管道制造指標方面對管道材料的止裂性設定了專門的標準，可應用壓縮空氣作為試壓介質依然要特別謹慎，保證各類應急措施。而在施工方面，油氣管道工程的施工安全形勢嚴峻，特別是壓力試驗方面，需要著重考慮壓力安全要求，嚴格做好現場安全教育，并結合試壓工序內容采取有效的安全措施，確保試壓過程中的人身安全與設備安全得到保證。

3.確定油氣長輸管道試壓的壓力

油氣長輸管道試壓工序包含管道強度試壓和管道嚴密試壓。針對管道強度與管道嚴密試壓值、壓力穩定時間和合格指標均有對應的規定要求，也是當前我國油氣長輸管道試壓工作的憑據。其中規定：針對油氣長輸管道通常地區等級的水壓試壓工序，管道強度試壓為125%的管道設計最大壓力。大型和中型穿跨越管道經過人口比較稠密的地區，強度試壓需為150%設計最大壓力。針對油氣長輸管道水壓試壓工序，自一級至四級地區等級管道強度試壓先后需為設計最大壓力的110%、125%、140%以及150%。針對應用壓縮空氣作為試壓介質的油氣長輸管道普通地段、油氣長輸管道一級地區等級，壓縮空氣管道強度試壓為110%的設計最大壓力，油氣長輸管道二級地區等級，氣壓試壓為125%的設計最大壓力。管道強度試壓的壓力穩定時間都為4小時。管道嚴密試壓壓力都與設計最大壓力相等，壓力穩定時間都為24小時。基于上述標準，針對應用水作為試壓介質的油氣長輸管道普通地段，管道強度試壓為125%的設計最大壓力。應用壓縮空氣作為試壓介質的強度試壓為110%的設計最大壓力。

針對水作為試壓介質的管道，在單一試壓管段中包括兩個相臨等級地區的情況下，管道強度試壓的壓力不可以低等級地區作為標準，以免不能符合高等級地區基本需求。首先要達到高等級地區的試壓標準，之后計算低等級地區的低點位置環向應力是否高于95%的最小屈服強度。如果高于95%，則要深入減少試壓長度，滿足試壓管段中各地管道最高壓低于最高允許管道試壓的壓力。針對管道嚴密試壓工序，試壓和設計壓力相等，壓力穩定時間24小時。但某些規定為管道嚴密試壓工序能否為設計最大壓力的110%，壓力穩定時間需≥4小時。兩種規定存在出入，相關機構正努力進行修訂，此處不進行贅述。

結語

綜上所述，由于石油工業的快速進步，油氣長輸管道試壓工序獲得了越來越多的重視。管道分段優化、選取介質和明確壓力是長輸管道試壓工序的主要組成部分，對油氣長輸管道維修和安全保證方面均具備非常關鍵的作用。做好油氣長輸管道的試壓工作，有效保證了油氣開采、生產和輸送，緩解了我國資源能源稀缺問題。

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