海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗

遲海明，趙國賓，王鑫(海洋石油工程股份有限公司，天津 300450)

0 引言

海洋平臺項目的工藝管線系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)高、要求多，為達(dá)到工藝管線的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在開展安裝施工作業(yè)時常常需克服很多的技術(shù)限制，實(shí)現(xiàn)工藝流程的優(yōu)化。壓力試驗是對工藝管線系統(tǒng)安裝施工效果的檢驗，檢驗焊接、連接、密封性等多個方面。只有壓力試驗結(jié)果合格，才能夠保證工藝管線系統(tǒng)在海洋平臺中發(fā)揮作用，保持可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。為保障壓力試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，需在試驗全過程中都開展嚴(yán)格的技術(shù)管理和質(zhì)量控制。

1 工藝管線壓力試驗注意要點(diǎn)

海洋平臺壓力試驗包含的流程繁多，為保障壓力試驗在工藝管線系統(tǒng)質(zhì)量控制和優(yōu)化方面的重要作用，開展壓力試驗的過程中必須要嚴(yán)格遵守試驗流程，注意對每個流程的嚴(yán)格管控。

1.1 試驗介質(zhì)

在海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗過程中，試驗介質(zhì)的選擇尤為重要。參與試驗工作的人員必須全部具備極高的專業(yè)素質(zhì)，在試驗過程中發(fā)揮其素質(zhì)優(yōu)勢。對海洋平臺工藝管線系統(tǒng)而言，系統(tǒng)內(nèi)涉及的管線種類非常多，不同類型的管線在開展壓力試驗的過程中，所選用的試驗介質(zhì)也存在著一定的區(qū)別。試驗工作開展時要嚴(yán)格根據(jù)管線材質(zhì)的特點(diǎn)和類型進(jìn)行介質(zhì)的選擇。比如，針對碳鋼、低合金鋼或者不銹鋼材質(zhì)的管材，其試驗介質(zhì)多為淡水，而針對密封油系統(tǒng)，試驗介質(zhì)則更適宜采用潤滑油[1]。

1.2 試驗壓力

海洋平臺工藝管線的壓力試驗開展時，試驗結(jié)果會受到試驗壓力的影響。當(dāng)所確定的試驗壓力不符合試驗標(biāo)準(zhǔn)時，所得到的試驗結(jié)果將與實(shí)際存在較大的偏差。通常情況下，在開展液壓試驗的過程中，最小的試驗壓力應(yīng)超過實(shí)際壓力的1.5倍，以使得設(shè)計溫度下材料的應(yīng)力可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)[2]。壓力試驗的開展中，一旦試驗溫度下所計算出來的試驗壓力超出了屈服強(qiáng)度應(yīng)力，這種情況下，試驗壓力應(yīng)適當(dāng)減小，減小到所產(chǎn)生應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度的條件下，此時的壓力值就是最大的試驗壓力。

1.3 穩(wěn)壓時間

在海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗中，對穩(wěn)壓時間的控制尤為關(guān)鍵。通常情況下，確定了試驗壓力后，穩(wěn)壓時間的確定要嚴(yán)格按照相應(yīng)的試驗標(biāo)準(zhǔn)來確定。當(dāng)壓力處于增大趨勢且處于最大試驗壓力的情況下，穩(wěn)壓時間一般要超過10 min，但穩(wěn)壓時間具體確定為多少，還需結(jié)合工藝管線系統(tǒng)的實(shí)際情況來確定。

1.4 打壓

壓力試驗的過程中，打壓作業(yè)開展時應(yīng)同步加水。試驗人員在執(zhí)行試驗作業(yè)時，要將全部的放空口、有空氣的連接部位都打開，并向管道內(nèi)添加適量的水。水漫以后，及時將放空口關(guān)閉，進(jìn)入打壓處理流程。打壓工作過程中會呈現(xiàn)一定的階段性特征。當(dāng)試驗值逐步升高到試驗壓力的50%、80%以后，需維持一段時間，使得該時間段內(nèi)，管線壓力處于相對平衡的條件下，并安排專業(yè)的人員在此時間段內(nèi)對各個連接點(diǎn)都仔細(xì)檢查，在不存在任何滲漏問題時，持續(xù)加壓并保持最大的試驗壓力[3]。

1.5 試壓

壓力試驗的開展過程中，因為涉及到了很多的試驗數(shù)據(jù)，為提高試驗結(jié)果可靠性，有關(guān)試驗人員要做好對壓力試驗數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確的記錄，并將這些試驗結(jié)果都及時保存起來。試驗工作進(jìn)行中，要借助壓力記錄儀、溫度記錄儀來實(shí)時監(jiān)測管道壓力與溫度，但壓力記錄儀只能夠?qū)Ψ€(wěn)壓階段的壓力變化加以密切監(jiān)測，只有當(dāng)壓力上升到最大試驗壓力且不存在任何的泄露情況時，壓力記錄儀才應(yīng)即使進(jìn)行相應(yīng)的壓力參數(shù)記錄。

2 海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗

2.1 工藝技術(shù)準(zhǔn)備

為使得海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗可發(fā)揮其質(zhì)量檢驗作用，在正式的試驗開始之前，應(yīng)做好充分的工藝技術(shù)準(zhǔn)備。對于絕大多數(shù)的海洋平臺而言，工藝管線系統(tǒng)內(nèi)的工藝管線數(shù)量龐大，且管線的種類繁多，不同管線之間還存在一定的交叉。為使得后續(xù)的壓力試驗工作可以高效開展，前期的準(zhǔn)備工作要求技術(shù)人員強(qiáng)化技術(shù)分析和整體規(guī)劃。壓力試驗進(jìn)行過程中，需根據(jù)試壓的工作流程和標(biāo)準(zhǔn)，制定最為可行的試壓計劃和方法。在對試壓流程加以梳理的過程中，試驗人員需對試驗介質(zhì)、方法、操作步驟等都開展細(xì)化管理和檢查。

2.2 檢查管線結(jié)構(gòu)完整性

壓力試驗工作開始以前，專業(yè)的試驗人員要對管線結(jié)構(gòu)開展完整性檢查。只有管線結(jié)構(gòu)完全達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，才能夠進(jìn)入到正式的試驗環(huán)節(jié)。在管線檢查的過程中，有關(guān)檢查人員需按照海洋平臺工藝管線系統(tǒng)設(shè)計圖紙、支架平面圖等各種已有的技術(shù)資料和文件來科學(xué)安排相應(yīng)的檢查工作，細(xì)化檢查責(zé)任。整個檢查工作需嚴(yán)格遵循規(guī)范化的流程要求，遵循先自查后復(fù)查、最后審核的順序。在自查工作開展時，由施工班組按照工程設(shè)計方案來自查自糾，檢查施工管線是否可達(dá)到要求。復(fù)查由技術(shù)工作者來對工藝管線系統(tǒng)的全部管線開展整體性復(fù)檢。審核由專業(yè)單位完成審檢和質(zhì)檢。

2.3 前期物資儲備

工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗本身存在一定的安全風(fēng)險。為使試驗工作高效、安全實(shí)施，要保障物資儲備的充足性。否則，一旦在壓力試驗過程中出現(xiàn)了物資供應(yīng)不及時的情況，壓力試驗將無法順利開展。根據(jù)壓力試驗標(biāo)準(zhǔn)，試驗介質(zhì)主要以氣體、液體為主。其中，氣體中又細(xì)分為空氣和氨氣，液體主要有水、純水、潔凈水幾種。在試壓工作開展時，如果管線不存在特殊情況，往往會將水選定為試壓介質(zhì)。試驗介質(zhì)的選擇和確定，可使得試壓過程中的運(yùn)營成本大大降低。試驗過程中，要進(jìn)行試壓設(shè)施的安全性檢查，避免試壓設(shè)施安全性不足所導(dǎo)致的試驗問題。

2.4 安全技術(shù)規(guī)范

操作不當(dāng)常常會誘發(fā)安全事故。在開展工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗時，應(yīng)加強(qiáng)安全防護(hù)，在試驗的全過程中嚴(yán)格遵守相應(yīng)的安全技術(shù)規(guī)范。根據(jù)當(dāng)下海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的發(fā)展情況，已經(jīng)陸續(xù)出臺了關(guān)于安全技術(shù)規(guī)范方面的規(guī)定。為全面提高試驗水平，除了要加強(qiáng)試驗監(jiān)督和管理外，更需加強(qiáng)安全防護(hù)。液壓試驗管段的長度一般不超1 km。試驗人員確認(rèn)了臨時加固措施的安全性和有效性時，要在現(xiàn)場做好相應(yīng)的標(biāo)識。試驗工作開展時，所配備和使用的壓力表必須要確保檢定合格性，保持精度在1.5級以上。試壓系統(tǒng)開展時，壓力表數(shù)量應(yīng)在2以上。將水灌注到液壓試驗系統(tǒng)內(nèi)之前，首先應(yīng)將系統(tǒng)中的空氣完全排干凈，且要確保此時的溫度條件在5 ℃以上。一旦溫度條件達(dá)不到要求，應(yīng)做好防凍處理。在對應(yīng)的試驗工作完成后，將各類臨時盲板及時拆除。

2.5 壓力試驗

為提升試驗規(guī)范性，確保試驗結(jié)果的可靠性，在開展現(xiàn)場的一切試驗工作時，應(yīng)確保各項操作嚴(yán)格按照試驗標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施。承受內(nèi)壓管線的試驗壓力應(yīng)為管線設(shè)計壓力的1.5倍。為保障參數(shù)設(shè)計科學(xué)性，如果管線設(shè)計溫度超過了試驗溫度，試驗壓力超過了6.5時，將壓力取值確定為6.5；如果管線設(shè)計溫度在試驗溫度以下，且試驗壓力形成了超過屈服強(qiáng)度應(yīng)力的情況下，需適當(dāng)減小試驗壓力。針對氣壓作強(qiáng)度試驗的管線，當(dāng)試驗結(jié)果達(dá)到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以后，此時的試驗壓力要適當(dāng)調(diào)整到與氣密性試驗壓力值相一致的范圍，并維持30 min的穩(wěn)壓處理。如果在此過程中不存在任何的壓漿或者泄漏情況，就意味著此時的壓力參數(shù)是合格的。針對壓力試驗中的泄漏檢測，一般可在焊口、法蘭和密封部位涂抹一定量的檢漏液。將試壓現(xiàn)場5 m范圍以中的區(qū)域作為危險地帶，并擺放警示標(biāo)語，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入。拆除下來的螺栓零部件均應(yīng)根據(jù)規(guī)格區(qū)別整齊擺放，并涂刷二硫化鉑，在覆蓋防雨布后做好法蘭面的清潔。

試壓工作進(jìn)行中一旦出現(xiàn)了油漆脫落或者加壓設(shè)備失靈的情況，需立即停止試驗工作，并安排專人來進(jìn)行整體性的檢查，分析出現(xiàn)問題的原因并及時采取有效的處理措施。一旦在檢查過程中出現(xiàn)了焊接接頭部位泄漏的情況，需將壓力降到零點(diǎn)并立即進(jìn)行接頭的修復(fù)，隨后再開展試壓工作。在保壓環(huán)節(jié)，當(dāng)全部的焊接接頭、連接部位檢查合格以后，才可進(jìn)入卸壓環(huán)節(jié)，壓力試驗完成且遵循了操作標(biāo)準(zhǔn)以后，有關(guān)人員要將試驗過程中的各種輔助設(shè)施及時拆除。

2.6 氣體泄漏性試驗

工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗中，氣體泄漏性檢驗同樣是關(guān)鍵性的工作。對于工藝管道與設(shè)備系統(tǒng)，都需要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來加強(qiáng)氣密試驗。為獲得可靠的試驗結(jié)果，氣密試驗壓力應(yīng)保持在0.6 MPa左右，并在試驗進(jìn)行時選用潔凈空氣作為介質(zhì)。針對氣體泄漏性試驗，其檢測的重點(diǎn)應(yīng)放在法蘭式螺紋接頭、過濾器、閥門填料、放空閥等關(guān)鍵部位。當(dāng)試驗時的壓力參數(shù)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)后，停壓10 min再開展全方位檢查。

3 結(jié)語

海洋平臺工藝管線系統(tǒng)的壓力試驗難度較大，涉及的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高。為提高試驗結(jié)果可靠性，確保試驗過程的規(guī)范性，試驗人員需結(jié)合海洋平臺工藝管線系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，做好試驗全過程的檢查與監(jiān)督，減少壓力試驗中的不規(guī)范操作行為。