簡述管道高壓氣密試驗關鍵節點控制措施

劉超 沈召斌 李偉 王舉田 趙杰（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島266520）

在海洋工程領取配管專業的管線試驗分為壓力試驗、密性試驗以及系統聯合調試的水循環或者氣循環試驗三大類，在這幾類試驗中采用壓力等級最高的試壓是壓力試驗，而密性試驗與調試階段的水/氣循環試驗壓力等級沒有壓力試驗采用的壓力等級高。

這三個試驗當中壓力試驗通常采用水作為試壓介質，試驗壓力一般為系統管線設計壓力的1.5 倍，由于水的壓縮比比較小，所以采用水作為試壓介質時，往往發生泄露壓力下降非常迅速。再者由于水在零度以下容易結冰膨脹，在雨霧天氣管道外幣上會比較濕，所以戶外的水壓試驗一般不在冬季施工以及下雨和下霧的天氣施工，如果冬季戶外必須采用水壓進行施工，那么可以在水中參加防凍液等防凍液體或者干脆使用防凍液進行試驗，以保證注入管線內的試壓介質不會結冰。在進行水壓試驗工作中，非雨、霧天氣條件下管線發生水泄露很容易被發現，從開始操作泄壓到壓力降至零壓力往往需要幾秒鐘就可以實現，因為在試驗過程中的查線也比較安全；管線的水壓試驗主要檢測的是管線口焊接節點位置的強度是否能夠滿足設計要求。

密性試驗根據管線系統不同，分別可以采用水、氣體作為試驗介質，密性試驗壓力一般為系統操作壓力的1.1倍，氣密試驗主要是檢驗管線系統內法蘭連接、卡套連接、絲扣連接等非焊接類節點位置的連接是否存在泄漏。采用什么介質進行試驗的主要依據是管線在投產后系統內運輸的介質所決定的；如果采用水作為試驗介質，那么密性試驗的操作及查線與水壓試驗基本相同，不同點就是試驗壓力參照的標準不一致；但是如果采用氣體作為試驗介質時，那么在工裝選擇、打壓設備選擇以及查線過程將會存在加大的差異，由于氣體的壓縮比相對于水的壓縮比非常大，壓力越高管線內注入的氣體越多、儲能越大，氣密試驗相比于水壓試驗和水密試驗就會變得更危險，特別是在進行20公斤以上的氣密試驗時，在氣密試驗的查線過程中要非常小心，在查線過程中不能觸碰到任何帶壓的管線及原件，以免有泄露造成人身傷害甚至發生爆炸。水/氣循環是為了投產前的調試檢查，循環試驗的壓力要遠遠低于密性試驗的壓力，其危險程度也遠低于密性試驗的危險程度，所以在此不再加以說明。

1 設計壓力＞操作壓力

由于氣密試驗在試驗過程中的危險程度比較高，所以需要在氣體密性試驗過程中特別注意以下幾個重要環節：

法蘭管理工作：由于氣密試驗主要檢驗的是系統管線的法蘭節點、卡套節點以及絲扣節點等，因此在對法蘭管理、卡套節點以及絲扣節點進行施工的每一步都要嚴格按照程序執行，絕對不允許出現使用不合格產品或者簡化施工工序的情況出現，以免由于施工原因造成較大的安全風險。由于管線在氣密試驗過程中以檢測法蘭節點泄露為主，密性包內法蘭節點也是最多的，所以在此我們以法蘭管理為例進行闡述，而對于卡套節點、絲扣節點不在過多的加以說明。

在法蘭管理施工過程中，首先應對法蘭面進行清潔作業，將法蘭密封面上存在的鐵銹、油漆等全部進行清除，如果法蘭密封面上有凹坑或者不規則凸起的，需要使用法蘭修復設備將法蘭密封面進行徹底修復，確保密封面清潔并且報檢質量控制人員過檢后才可以進行下一步工作；其次根據圖紙要求加合格的墊片，墊片必須要完好并且要有相關的標識等才允許使用，使用墊片前也要進行報檢工作；再者根據圖紙要求將合格的螺栓領到指定的安裝作業點，檢查螺栓、螺栓絲扣、螺栓標識等是否為完好，確認無誤后進行報檢，過檢后將螺栓穿入法蘭螺栓孔，用手緊固到不能扭動為止；法蘭管理的打力矩工作一般分為三步進行，第一步用扭矩扳手打力矩至螺栓節點扭矩值的50%，并且要對角進行力矩緊固，不允許順時針或者逆時針依次進行力矩緊固操作，這樣可以保證打的法蘭扭矩受力均勻，避免造成法蘭節點一端或者一側受力較大而造成法蘭密封面和墊片的損壞；第二步用扭矩扳手打力矩至螺栓節點扭矩值的75%，依然是采用對角螺栓緊固的方式；第三步用扭矩扳手打力矩至螺栓節點扭矩值的100%，同樣采用對角螺栓緊固的順序。力矩值達到最高值后需要向質量檢驗人員進行報檢，待最高值報檢通過后，掛法蘭管理牌將相關法蘭管理的信息以及法蘭管理操作人員的信息登記到法蘭管理牌上，一個法蘭管理節點的法蘭管理工作結束。

需要注意的是在進行法蘭管理施工過程中，操作人員需要經過法蘭管理的專門培訓，對于法蘭管理流程、設計要求、法蘭管理最高值等信息都理解才能進行施工；再者就是法蘭管理使用的力矩扳手必須經過專業單位標定合格后有標定證書才允許使用，以免力矩扳手讀數不準造成力矩值過大或者過小，力矩值過小在氣密試驗過程中極易發生泄露，造成氣密試驗失敗或者其他安全風險，而力矩值過大會對法蘭、墊片、螺栓等造成損壞，即使當時沒有損壞，但是由于受力過度，也會影響其使用的壽命。

氣密試驗截止點法蘭盲板的選擇以及試壓工裝的選擇，法蘭盲板是為了實現密性包截止點法蘭口封堵，由設計人員在做密性包圖紙的時候就已經選擇好的，一般情況由于氣密試驗的風險較大，不建議采用臨時加工的盲板進行封堵，理由是臨時加工的盲板是用鋼板進行加工，而板材的使用是完成結構工程的主體結構而購置的，證書上沒有相關于壓力的等級說明及依據，一旦發生問題就會造成非常嚴重的安全事故和質量事故，造成財產損失。所以我個人建議氣密試驗過程中采用的封堵材料必須是成品材料，并且材料的相關證書等必須齊全；盲板選定后安裝盲板使用的墊片為氣密試驗的臨時墊片，使用的螺栓為臨時螺栓，法蘭管理過程與正式法蘭管理流程一直，不允許由于是臨時節點而放松臨時法蘭管理的標準。試壓工裝選擇的短管要復合涉及規范要求并且也要有相關的證書，在制作試壓工裝是無論是螺紋連接還是焊接，都要根據涉及的要求嚴格執行，特別是焊接連接是，對于焊點要進行必要的無損檢測，以保證氣密試驗過程中工裝位置的絕對安全。

由于氣密試驗的安全風險較高，一旦發生事故會造成較大人員傷亡，因此在氣密試驗前需要進行區域隔離，特別是高壓氣密試驗，一般采用在夜間施工，密性試驗過程中對于施工區域的主要通道全部進行隔離，并安排人員對于隔離區域進行監護，保證無關人員不能進入該區域。

氣密試驗的升壓過程要嚴格執行密性試驗升壓的施工程序，一般分為三步升壓過程，以免短時間內積累大量氣能損壞管線或者其他與管線連接的原件而造成安全風險。第一步升壓至試驗壓力的50%，穩壓15至20分鐘，查看壓力表是否有降壓的變化；第二步升壓至試驗壓力的75%，穩壓15 至20 分鐘，繼續查看壓力表是否有明顯降壓的變化；第三步升壓至試驗壓力的100%，查看壓力表是否有明顯的降壓變化，穩壓20分鐘左右開始組織人員查線。在三步升壓過程中任何一步出現明顯的壓降都要安排人員佩戴相應的防護用具進行檢查，檢查過程中需要使用噴壺噴水進行檢查，禁止任何身體接觸方式去檢查。查漏工作結束后，有漏點需要先將壓力將至0后在開始處理，禁止任何帶壓作業情況的出現，以免造成安全事故。查線過程沒有發現任何漏點，那么密性試驗成功，準備開始泄壓。

2 結語

綜上所述：由于密性試驗中的氣密試驗氣體壓縮比大，儲能較大，所以在氣密試驗過程中的每一步需要嚴格按照設計出具的施工程序執行，絕對不允許為了施工速度快、效率高而忽略任何一個步驟。氣密試驗需要控制的關鍵節點即：一、法蘭管理；二、截止點盲板選擇及工裝選取；三、密性試驗前的隔離必須到位且必須設有專人監護試驗區域；四、升/降壓過程嚴格執行三步升/降壓要求；五、氣密試驗結束后拆除工裝及系統連通恢復的法蘭管理工作一定要嚴格執行法蘭管理程序要求。