西氣東輸三線西段管道工程試壓難點(diǎn)分析

西氣東輸三線西段管道工程試壓難點(diǎn)分析

西氣東輸三級(jí)天然氣管道西側(cè)（霍爾果斯-中央站）從霍爾果斯站出發(fā)，經(jīng)新疆、甘肅和寧夏三個(gè)?。▍^(qū)）終點(diǎn)，止于中央站。該管道總體方向從西北向東南，與西北天然氣生產(chǎn)的天然氣管道平行于西氣東輸線。全長(zhǎng)2455公里。全區(qū)有17個(gè)商務(wù)站和69個(gè)閥室。第二標(biāo)段烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站管道線路工程,起始于烏蘇壓氣站出站圍墻外2m,沿線途徑烏蘇市、奎屯市、沙灣縣、石河子市及瑪納斯縣,共計(jì)包括11#-15#五座閥室,沿途穿越四棵樹河、奎屯河、安集海河、金溝河、瑪納斯河及塔西河等大中型河流穿越,至瑪納斯壓氣站進(jìn)站端圍墻外2m結(jié)束,總計(jì)線路長(zhǎng)度182km,設(shè)計(jì)輸量300×108m3/a,管徑1219mm,設(shè)計(jì)壓力12MPa,采用X80級(jí)鋼管。1選擇合適的水壓試驗(yàn)方案水源和排水地點(diǎn):根據(jù)水源和管道分段情況,現(xiàn)場(chǎng)考察取、排水地點(diǎn),會(huì)同監(jiān)理、水資源管理部門協(xié)商,選擇適合管道水壓試驗(yàn)的干渠、河水、地下水等。注水前,對(duì)水源進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)部分地段主干渠水清潔,pH值為6.0～9.0,且對(duì)管道無(wú)有害影響,作為試壓用水。2空氣壓縮機(jī)設(shè)備承包商要提供足夠的人工、設(shè)備、材料和服務(wù),以便進(jìn)行完整的水壓試驗(yàn),應(yīng)包括:空氣壓縮機(jī)、注水加壓設(shè)備、使用儀表、鋼管和管件、輔助設(shè)備等。在水壓試驗(yàn)作業(yè)前2周,向試壓檢查員提交獨(dú)立檢測(cè)試驗(yàn)室做出的壓力天平、溫度和壓力記錄儀、流量計(jì)等校驗(yàn)證明,并且在試壓作業(yè)前2周報(bào)送試壓檢查員,合格后使用。3壓段的劃分由于管線距離較長(zhǎng),且造成落差較大,會(huì)影響管線試壓,我們采用分段試壓的施工技術(shù)。3.1壓力的確定及控制⑴盡量減少分段數(shù)、連頭數(shù)量及不參與試壓焊口的數(shù)量。⑵分段長(zhǎng)度盡量以站場(chǎng)、閥室、施工單位的分界點(diǎn)、三穿點(diǎn),以及擬定的上水點(diǎn)作為試壓分段的起始點(diǎn),試壓長(zhǎng)度控制在35km左右。合理利用線路已有水源及方便排水。⑶合并一、二類地區(qū),壓力統(tǒng)一確定為二類地區(qū)試驗(yàn)壓力為1.25倍設(shè)計(jì)壓力。⑷線路最高點(diǎn)試驗(yàn)壓力值控制,最低點(diǎn)試驗(yàn)壓力引起的管道環(huán)向應(yīng)力不能超過(guò)管材屈服強(qiáng)度的0.95倍。⑸清管試壓分段與試壓分段基本保持一致,必要時(shí)可以調(diào)整清管分段。3.2管道材料應(yīng)力烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站管道線路工程全線18.4mm壁厚管材和22mm壁厚管材交替頻繁,兩種規(guī)格管材的試驗(yàn)壓力及時(shí)間如表1所示。依據(jù)GB50253-2003中計(jì)算公式δ=P(D-δ)/2[σ]計(jì)算管材的最大允許環(huán)向應(yīng)力[σ]。式中:δ—為管材壁厚(mm),P—為設(shè)計(jì)內(nèi)壓力(MPa)D—為鋼管直徑(mm)按外徑計(jì)算,[σ]—為鋼管許用應(yīng)力(MPa)X80管材最低屈服強(qiáng)度為555MPa,因此壁厚18.4mm管道可承受的最大內(nèi)壓力為:壁厚22mm管道可承受的最大內(nèi)壓力為:本標(biāo)段沿線各規(guī)格管材設(shè)計(jì)強(qiáng)度試驗(yàn)壓力和在95%下的屈服強(qiáng)度值允許的最大壓力和高差如表2所示。從上表中可以看出,如果有一級(jí)地區(qū)和二級(jí)地區(qū)在同一試壓段落內(nèi)時(shí),強(qiáng)度試驗(yàn)壓力需達(dá)到15MPa,由于φ1219×18.4mm管材在95%屈服強(qiáng)度下允許的最大壓力為16.16MPa,因此一、二級(jí)地區(qū)合并試壓時(shí)允許的最大高差為116m(φ1219×18.4mm管材位于最低點(diǎn)時(shí))。4試驗(yàn)設(shè)備及方法(1)進(jìn)行段落考察和劃分,合理設(shè)置清管、測(cè)徑及試壓程序。整段管道連接完畢后,進(jìn)行整體掃線清管、測(cè)徑以及壓力試驗(yàn)。(2)清管不少于3遍,根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),測(cè)徑使用92.5%的測(cè)徑鋁板進(jìn)行。(3)上水采用背壓上水,保證試壓段的空氣含量不超標(biāo)。(4)試壓組織機(jī)構(gòu)。設(shè)置清管、試壓隊(duì)負(fù)責(zé)該工程的清管、試壓、吹掃施工任務(wù),下設(shè)兩個(gè)施工機(jī)組,分別為試壓1、2機(jī)組。5控制水中懸浮物密度試壓主要技術(shù)措施。⑴在計(jì)劃試壓前,應(yīng)提前落實(shí)好試壓水源,保證試壓水源的充足。⑵如果水中懸浮物密度超標(biāo),水在注入管道前可以進(jìn)行凈化沉淀,以達(dá)到較少懸浮物。⑶注水量計(jì)算:Q={(1219-2δ)/2}2×Π×LQ—用水量,δ—管壁厚度,Π—圓周率(本次采用3.14),L—管線長(zhǎng)度5.2強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)為了保證管道運(yùn)營(yíng)的安全,在管道投產(chǎn)前按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn),根據(jù)試壓分段起始點(diǎn)的強(qiáng)度和嚴(yán)密性試壓值,對(duì)管道進(jìn)行分段試驗(yàn)。一、二類地區(qū)合并后執(zhí)行二級(jí)地區(qū)試驗(yàn)壓力。5.2.1試壓段注意事項(xiàng)試壓用水必須滿足不腐蝕管道的要求,水質(zhì)應(yīng)經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)。注入管道內(nèi)的水應(yīng)經(jīng)過(guò)沉淀池、過(guò)濾網(wǎng)、流量計(jì)。對(duì)于試壓段通過(guò)地勢(shì)較大的落差地段,在管道注水時(shí),應(yīng)在注水的另一端采用壓縮空氣對(duì)管道內(nèi)形成背壓,以避免由于水流經(jīng)過(guò)高點(diǎn)后,造成管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓和空氣的進(jìn)入。為了保證注水時(shí)管道內(nèi)沒有空氣,應(yīng)在水頭前放置一個(gè)水氣隔離清管器,利用注水壓力推動(dòng)隔離清管器將水頭前管道內(nèi)的空氣排出。隔離清管器可采用直板式清管器。5.2.2線路試壓檢測(cè)(1)試壓頭制作—符合規(guī)范要求,材料經(jīng)過(guò)鑒定,同管段公稱直徑直縫鋼管制作(1219×22mm)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求預(yù)先放置2個(gè)注水清管器。(2)試壓頭預(yù)制完成后,對(duì)所有焊縫進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè),檢測(cè)合格后再進(jìn)行壓力試驗(yàn)。(3)試壓頭試壓:試壓前先對(duì)試壓頭進(jìn)行試壓,試驗(yàn)壓力為管道嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力的1.5倍。穩(wěn)壓時(shí)間4h,無(wú)滲漏、無(wú)爆裂為合格,實(shí)驗(yàn)合格后允許參與線路試壓。在焊接到管道上之前在試壓頭內(nèi)預(yù)先放置兩枚注水清管器。5.2.3無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)試壓頭焊接到帶試壓主管道上后,對(duì)連接的環(huán)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),檢測(cè)合格后方能進(jìn)行注水施工。注水時(shí)每個(gè)分段在注水清管器前增注200m沖洗水。5.2.4系統(tǒng)可通過(guò)可現(xiàn)有火炬試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整(1)試壓時(shí)對(duì)管線要求:試壓時(shí)管線兩端暴露長(zhǎng)度要小于36m。管線試壓前均須進(jìn)行大回填,對(duì)于局部不能進(jìn)行大回填的時(shí),回填高度不得小于0.3m。(2)分階段穩(wěn)壓當(dāng)管道注滿水,安全員對(duì)全線安全確認(rèn)完成后,利用升壓系統(tǒng)對(duì)管道進(jìn)行升壓,緩慢地增加試驗(yàn)壓力,達(dá)到強(qiáng)度試驗(yàn)壓力的30%穩(wěn)壓15min。檢查所有的管件和連接段,看是否有漏水情況。繼續(xù)增大壓力至試驗(yàn)壓力的60%穩(wěn)壓15min,檢查漏水情況和系統(tǒng)的完整性;然后繼續(xù)增壓力。升壓期間每升壓0.5MPa記錄一次壓力值,以便控制升壓速度。升壓過(guò)程中嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行,并做好每個(gè)升壓階段的記錄。(3)試壓曲線見圖1。5.2.5強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果由于強(qiáng)度穩(wěn)壓時(shí)間較短,受溫差變化較大,所以穩(wěn)壓開始時(shí)間應(yīng)盡量選擇在溫度上升階段,以免由于溫度變化造成壓力下降。如果從試驗(yàn)開始?jí)毫p失就超過(guò)試驗(yàn)管段規(guī)定最低試驗(yàn)壓力的2%,試驗(yàn)段將加水返回到初始的試驗(yàn)壓力。在4h穩(wěn)壓后期,必須至少要有1h的壓力穩(wěn)定期,否則要延長(zhǎng)試壓期,直到出現(xiàn)1h穩(wěn)定期為止。在確定試驗(yàn)壓力的變化時(shí),考慮溫度-壓力變化的相互關(guān)系。如果強(qiáng)度試驗(yàn)在規(guī)定的最低測(cè)試壓力下保持了4h,沒有發(fā)生裂管、明顯的壓降或者由于溫度損失要增加水量,則強(qiáng)度試驗(yàn)就可驗(yàn)收通過(guò)。試壓期間如果發(fā)生管道破裂,要進(jìn)行修補(bǔ),而后重復(fù)要進(jìn)行壓力試驗(yàn),直至試壓效果達(dá)到規(guī)范要求。5.2.6試驗(yàn)壓力和時(shí)間強(qiáng)度穩(wěn)壓合格后,將試壓管段的壓力降到嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力值(可根據(jù)試壓分段表確定各點(diǎn)的嚴(yán)密性壓力監(jiān)測(cè)值)。嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力穩(wěn)定后,開始24h的嚴(yán)密性試驗(yàn)。在規(guī)定的最低壓力下,嚴(yán)密性試驗(yàn)維持24h,如果沒有出現(xiàn)最大為1%的壓降,嚴(yán)密性試驗(yàn)合格,予以驗(yàn)收。如果壓力降壓降超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),必須說(shuō)明其他原因并加以證明,如溫度減低或者試壓閥門和管件的輕微漏泄。如果不能找出其他原因證明,則試壓機(jī)組必須繼續(xù)或重復(fù)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn),直到達(dá)到規(guī)范要求。5.2.7確定故障原因如果在試壓時(shí)管道出現(xiàn)故障,試壓機(jī)組要找到位置和確定故障的原因。在拆除泄漏鋼管前,故障位置要徹底拍照,后將管段修理好后,再重新試壓。5.3采用合理的方式進(jìn)行排水試壓合格的管道,應(yīng)及時(shí)將管道內(nèi)殘留水排除干凈。排水采用壓縮空氣推動(dòng)清管器進(jìn)行排水,不能依靠地勢(shì)高差進(jìn)行排水。試壓用水排放的地點(diǎn)根據(jù)選定的清管方案進(jìn)行,安裝排水管道和緩沖設(shè)施,管道埋深不得小于700mm。排水過(guò)程中防止沖蝕、深切地面或者損害排水點(diǎn)的植被,必要時(shí)敷設(shè)多層防水彩條布。6管道清管記錄的提交清管試壓過(guò)程中要做好各個(gè)階段的完整記錄:包括記錄圖表,壓力天平記錄,壓力、溫度(管子和環(huán)境)天氣條件記錄,注水和排水清管器的結(jié)構(gòu)、型號(hào)和狀況包括表格所要求的詳細(xì)內(nèi)容。最終應(yīng)提交的記錄有:⑴管道清管測(cè)徑記錄;⑵管道試壓記錄;⑶壓力圖;⑷溫度圖。7長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)輸產(chǎn)品烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站管道線路