長輸管道試壓壓降探究

石磊 陸英娣

摘 要:長輸管道試壓是對管材和焊接質量的綜合檢驗,是管理施工中一道重要的工序。工程驗收規范中,明確要求不滲漏,這同短時間內有降壓的要求形成矛盾。那么如何做到既保證不滲漏又有效降壓?下面,本文就對長輸管道試壓降壓進行研究,從而避免竣工后管道滲漏現象的發生。

關鍵詞:長輸管道試壓壓降分析

中圖分類號:U178 文獻標識碼:A 文章編號:1674-198X(2012)05(a)-0097-01

近年來,我國油氣工業得到了迅速的發展,長輸管道工程隨之增加。隨著西氣東輸、忠武線等長輸管道的建成,大量的技術數據和施工經驗積累起來。在長輸管道工程中,試壓環節是一個重要的工序,是一次對管道整體性、材料性能、施工質量的綜合檢驗。因管道滲漏與壓降有著密切的聯系,研究長輸管道試壓壓降,對于保障管道工程質量具有積極地現實意義。

1 長輸管道滲漏與壓降關系理論基礎

焊接過程中熔池中氣體當凝固時未能逸出而引起空穴的產生。預防措施:在解決此問題時,應加強焊前的處理工作。及時做好相關的清理工作,如果天氣濕度過大或者是雨天,應采取有效的措施,以防止氣孔的產生。

在一個運行時間段內,忽略局部摩阻時,對于流態是否變化則也可忽略,從而使長輸管道的滲漏得到一個理論基礎的能量平衡。分析能量平衡關系,長輸管道試壓過程中,壓降的起、終點變化是對滲漏現象是否存在的顯示。在獲取壓降變化后,滲漏量和滲漏位置便可求其一,但因復雜管道運行工況、管道介質物性參數及非線性特性不易準確得出,故僅表現出對長輸管道滲漏的理論價值,在明確了長輸管道系統間變量的相互作用的同時,還對儀表系統盲區做出了進一步放大。在焊接時,焊縫熱影響區在冷卻過程中所形成的裂紋。預防措施:盡可能控制焊縫中低熔點共晶物的存在,同時盡量降低冷卻時的拉應力。此外還有夾渣缺陷。針對這種缺陷,應在對天然氣管道焊接之后,應及時清理殘留在焊縫中的熔渣,防止不必要問題的滋生。

2 長輸管道滲漏與壓降關系

著手于長輸管道滲漏預警,就給定管道,取H2-H為常數,確定關于滲漏量q的函數表達式:F(q)=flc1Q2-m+flc2(Q-q)2-m+(H2-H)。其中,Q為管道體積流量,lc1和lc2分別為滲漏點距離起點和終點的距離,m為沿程壓力降落,H2-H為常量。當取q為0時,長輸管道滲漏前后兩端的壓降變化率便可得到進一步的簡化,即保證管道無滲漏的壓降關系。分析表達式可知,給定管道在一定劉臺下,如發生滲漏現象時,儀表上反映的壓降變化率受q/Q、l2/L、H2-H等共同影響。其中,lc2/L說明管道滲漏位置距離管道終點越近,通過檢測壓降變化來確定是否發生滲漏現象越不容易。由于1>L>lc2,當H2-H>0時,便可共同作用于q/Q,并對儀表系統盲區作出進一步放大。只有在極端的情況下,長輸管道的相對滲漏量,才可同儀表系統的精度保持一致。當忽略長輸管道的起點、終點高程差時,同儀表精度相結合,便可對不同滲漏點的相對漏油量作出快速的估計。歸結上述內容,一定流態下,通過表達式便可對長輸管道壓降變化率同管道總長度與滲漏點距管道終點距離、相對滲漏量、管道始終端高程差等之間的關系進行反映。對于給定管道,在一定流態下發生滲漏現象時,是管道總長度與滲漏點距離終點距離、管道始終點高程差、相對滲漏量三個因素共同發生作用的結果,從而就其壓力變化在儀表上進行表現。

3 長輸管道試壓壓降實踐探討

近些年來,在長輸管道的工程驗收和施工監理中均應用以下方式:首先對是否存在壓降現象進行檢查,之后再明確是否存在滲漏現象。實踐表明這一方式的效果很好。應用此法,監理單位對管道試壓實施驗收檢查,效果良好,實現了一次性的合格交驗。在重要或大型工程中,按照此方法嚴格進行驗收,利于順利交工,保障了管道質量的滿意度,使得管道竣工后無滲漏現象的發生。

長輸管道驗收規范中,不滲漏是統一的要求,但這一要求則同短時間內有壓降形成矛盾。在施工與監理的長期實踐中發現,但凡在短時間內出現壓降現象的,滲漏就一定存在,而對于較大系統,則即使存在較小滲漏,壓降也可能不存在。在長輸管道施工過程當中,驗收試壓時,經過4小時強度試壓和24小時嚴密性試壓后觀察無壓力下降時,對管道實施檢查無滲漏時才可進行驗收。多年施工經驗表明這一做法是非常好的。因長輸管道試壓壓降同短時間內壓力和系統均有關,故在實施滲漏檢查過程中,在進行目測的同時,對于有無降壓的觀察也非常主要。又如在某工程長輸管道的驗收中,因存在較多的管路,在試壓時間的驗收中不存在壓降現象,檢查每一個絲頭,只在一個臨時堵頭上發現一個很小的砂眼,但壓力依然沒有下降。又如在一次夏季的試壓驗收過程中,因天氣炎熱、溫度較高,中午11點至3點階段,驗收壓力不降的同時,反而出現上升現象。隨著其工程大部分長輸管道的竣工,均可達到無滲漏無壓降的施工要求。在報驗試壓時,施工單位只有在無壓降時才上報監理實施驗收,存在壓降時則不上報監理。究其原因,是因為降壓即使很小,也會存在滲漏地方;相同壓降時,管容越大所需穩壓時間越長;同一管容,管道內壓越高,所需穩壓時間越長。基于本模型可為具體管道確定合理穩壓時間。

參照長輸輸氣管道水壓的試驗研究,結合水壓試驗要求和國外的數據統計,國外曾對各種等級的管道進行了大量的數據統計,統計了近16093km的管道,其中包括各種等級鋼材,各種等級的鋼材均有,證明暴露缺陷集中的試壓強度在90%～110%之間,而試壓強度再高也無意義。國內輸氣管道的試壓標準遵循的是GB50369-2006《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》,規范要求的水壓試驗最低強度見表2,即一、二、三、四地區等級分別采用1.1、1.25、1.4、1.5倍的設計壓力,相應的環向應力分別達到0.792、0.75、0.7、0.6倍SMYS。規范還規定最高試壓壓力所造成的管壁所承受的環向應力不大于管材最低屈服強度的90%。

氣壓試驗是待管道系統施工完畢后,應逐一檢查管件焊縫和連接部位,且試驗前不得保溫和涂漆。依據設計規范和說明,準備好打壓設備,清除管道內一切異物,關閉所有水封上的閥門,加堵盲板于閥門前。在完成準備工作后,便可進行氣壓試驗,氣壓試驗壓力定為管道標識壓力的1.15倍,首先升至試驗壓力的50%來實施檢查,如無異常或滲漏現象時,則按照試驗壓力的10%繼續逐級升壓,每級的穩壓時間為5min,如無滲漏且目測無變形,則確定為合格。

4 結語

在長輸管道試壓過程當中,嚴格遵循制度規范的要求,參考上述內容因地制宜地控制壓降,并在具體的實施過程中總結經驗,積極創造,將更多的試壓成果融入到工程實踐當中,從而保障管道施工要求,促進工程質量的進一步提升。

參考文獻

[1]侯仰超.長輸管道試壓若干問題的探討[J].科技與企業,2011(4).

[2]張興國.試壓的壓降是監理檢驗管道滲漏的重要方法[J].建設監理,2010(1).

[3]王丹.影響管道壓降計算結果的因素分析[J].油氣田地面工程,2010(12).

[4]馬西庚.利用壓降預測管道漏油量[J].中國石油大學學報,2008(5).