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２Ｏ０２年第２４卷第１期 周玲：长输管道的清管、删轻、试压技术 ３７ 长输管道的清管、测径、试压技术 周玲 ４３３１２３ｊ （江汉石理局油Ⅲ建设Ｊ：穰公司，湖北ｆ｝｝江摘要针对长输营道工程施工线路长、沿线条件复杂，管道的清管、测径、试压工作受诸多外界因 素的影响，本文就清管、测径、试压的设备选型、分段原则、试压舟质的比较、水压试验时最大高差的确定 等进行了探讨，本文申给出的计算公式和分析方法适台大口径长输营道的清管、测径、试压工作。 关键词１概述 清管测径压风机试压分段最大高差 Ｑ＝对ＴｏＰＶ／４ＴＰｏＺ 式中 长输管道的清管试压是管道施工的一个重要工 序，是对管道施工质量、材料性能、管道整体性的一次 Ｐ一一清管器行走压力（绝），ＭＰ丑； Ｐｎ一一大气压力（绝），ＭＰａ； ｖ一一清管器行走速度，ｎｕ＇ｍｉｎ； 一一综合检验，也是管道工程在今后的生产中能否在设计 压力下安全运行的一次检验。 清管、测径、试压工作能否顺利进行受诸多外界因 素的影响，如：清管、测径、试压设备的选型、地形的起 伏情况、试压的介质选择、分段是否台理等等，如能结 合施工时的具体情况，合理选择，可保证清管、测径、试 压工作安全经济地完成。 ２清管、测径、试压的设备、仪器、仪表的选择 用于清管、测径、试压的设备、阀门、管件及仪表应 满足工序要求，并经检验、标定台格。空压机、试压车、 发电机等重要设备应进行必要的维修、保养和试运转。 ２．１压力表、温度计的选择 试压用压力表或压力天平，量程应为试验压力的 １．５～２．０倍，压力表的精度应不低于１．０级，最小刻度 不应大于每格读数０．０２ＭＰａ。每段试压时的压力表不 应少于２块，分别安装在试压管段的首末端。试压管 段的首端还应安装一台自动压力记录仪（２４ｈ连续）， 试压用温度计分度值应不大于１ ，其安装位置必须 在无阳光直接照射处。 ２．２清管器、测径板的选择 清管器建议选用带定位仪的聚氨脂清管器，清管 器的外径比管内径要大５％～８％。排气用的密封清 管器建议采用密封性能较好的皮碗式清管器。 测径板采用铝板机械加工而成，其外径应为管内 径的９５％。 环境温度，Ｔｏ＝２９３．１５Ｋ（２Ｏｏｃ） 进气温度，Ｔ：３１３．１５Ｋ（４ｏ ）； 卜ｚ——空气压缩系数，ｚ＝０．９９９５９０； 管内径，ｄ：０．９８６８ｍｍ；． （卜进气流量，ｍｓ／ｍｉｎ。 表１进气流量 汁算数据如表１： ｛ｓｏ ８０ １ｌＯ ｌ４０ 【７０ ２００ ０ ０２ ４３．Ｏ ６８．７ ｌ ９４ ５ １２ｏ ３ Ｉ １４６ ０ ｌ １７ｔ ｓ ０．０５ Ｉ５３ ７ ８５．９ ｌ １２３．１ Ｉ １５０ ３ ｌ １８２ ６ ｌ ２１４．８ ０ １ ｌ ７１．６ ｌ１４．６ ｆ １５７ ５ ２００ ５ ｌ ２４３．４ ｌ ２８６．４ 注：行走速度Ｖ：ｒｄｍｉｎ珩走压力Ｐ：ＭＰａ；进气速度Ｏ： Ｉｍｉｎ 根据实际清管经验，３５ｋｍ管线清管时间应控制在 ８ｈ左右为宜，即清管速度为Ｖ：３５０００／８×６０＝７３ｎｕ＇ ｍｌｎ，利用上表进行内插法，最小进气量约为６２ｍｓ／ａｒｉｎ。 目前排气量大于６２Ｉｌｌ３／ｒｎｉｎ的压风车的利用率不 高，建议选用２台排气量为３０—４０ ／ｍｉｎ的压风车。 ３管段试压的分段原则 管段划分是一项非常重要的工作，划分的合理性 决定了清管、试压的工作量和工作进度。 《输油输气管道线路工程施工及验收规范ＳＹ０４０１ ９８ ９．３．２条规定：“分段水压试验的管段长度不宜 超过３５ｋｒｎ”，９．４ ｌ条规定：“空气分段试压长度不宜超 过１８ｋｒｎ”。在一般情况下，不同地区等级的管道应按 设计规定的试验压力分别进行强度及严密性试压，但 些管道壁厚变化频繁地段．试压分段建议如下： （１）阀室两端、各站场两端的管壁厚有变化，且长 度通常在５０—２００１１３，之间的管道可以与前后干线一起 —２．３压风车的选择 对大管径清管用压风车排量的选择原则，既要保 汪清管器行走速度，也要考虑大排量压风车的经济性。 下面以０１０１６ ｘ １４．６管的清管为例，计算压风车 的最佳排气流量。 一维普资讯 http://www.cqvip.com
化工建设工程 ３３０２年第２４卷第１期 试压。 （２）一个试压管段中可以含有２段相邻等级的地 区的管道。 对上述两条建议的认证如下： 根据《输气管道工程设计规范》５．１．１．２的规定： （５）水对管壁施压均匀； （６）在管线出现破裂时，压力会迅速泄掉，安全系 数较高； （７）升压设备容易解决 缺点是： （１）要求有足够的洁净水源； “埋地直管道的轴向应力与环向应力组合的当量应力， 应小于管子的最小屈服强度的９ｏ％。” ｄｌ＝ ＋ （ｔｌ—ｔ２） （２） （３） ０ｈ＝Ｐｄ，２６ （２）对自然高差有一定的； （３）在寒冷地区试压水可能冻结。 ４．１．２以压缩空气作介质进行气压试验，对自然高差 没有，取用也方便，可避免在寒冷地区用水试压增 加加热成本和管内水被冻结的危险，但气压试验的安 全性较差。 ４．２水压试验 ４．２．１进行水压试验时，试压管段中的大量空气将影 式中。．——管道的轴向应力，ＭＰａ； ｛ｒ－一泊桑比，取０．３； “——由管内压产生的管道环向应力，ＭＰａ； Ｐ一管道内压力，Ｍａ￣ａ； ｄ——管子内径，ｃｍ； ——管子公称壁厚，ｃｍ； 材的线膨胀系数，℃ ，ａ＝１２ ｘ ｌ０ ，℃： 响水压试验的结果，这是因为温度对管段中空气压力 的影响比水的影响要大，空气泄露时比水泄露时引起 的压降要小。因此，成功地进行水压试验的基本要求 是要排除空气。 ４．２．２充水试压是应避免在管线高点开孔排气，可在 充水前加入隔离球，通过隔离球将水与空气隔离开，在 Ｅ＿—一钢材的弹性模量，ＭＰａ，Ｅ＝０．２１ ｘ １０￣ＭＰａ； ｔ．——管道下淘回填时温度，℃； ｂ——管道的工作温度，℃，在计算吼时，取ｔ ＝ ｔ２。 按最大剪应力强度理论计算当量应力： ｄ ＝ａｈ—ｄ】＜０ ９ａ ４） 试完压后将隔离球取出，隔离球可用清管器代替。 ４．２．３判断管段内是否有空气，可观察管内压力变化 和加入的水量多少之间的关系。由于水的压缩系数和 管子弹性变形之间的关系基本上是直线函数关系，当 管内有空气时，加入管段中的水量和增加的压力呈线 性关系。但在压力较高的情况下，加入管段中的水量 和增加的压力呈非线性磁盘，因此，必须在较低压力下 测试有无空气。 ４．２．４用清洁水作介质的清管、测径、试压也可借助 水泵和试压管充分利用水源，特别是在缺水地区，可利 用远方的水源解决用水问题。 ４．２．５安全高差的确定 ４．２．５．１《输油输气管道线路工程施工及验收规范》 ＳＹ０４０１—９８ ９．３．２条规定：“如果管段的高差超过 ３０ｍ．应根据该段的纵断面图，计算管道低点的静水压 力，核算管道低点试压时所承受的环向应力，其值不得 大于管材最低屈服强度的０．９倍。” 以西气东输工程＇ｂｌ０１６ ｘ １４ ６，材质Ｘ７０，工作压 力１０．０ＭＰａ的管道为例核算管道水压试验允许的最大 高差 Ｐ衄＝２ｄ ８１Ｄ≤１．８ａｓＳ／Ｄ ｔ５） 式中 ——当量应力，ＭＰａ； ——管子的最低屈服强度，ＭＰａ， 我们以西气东输工程最小皮厚的两种管道２１０１６ ｘ １４．６１１７．５，材质Ｘ７０（Ｘ７０管材的最低屈服强度为 ４８２ＭＰａ，０．９ａ，＝４３３．８ＭＰａ），工作压力１０．０ＭＰａ为例， 计算在较高强度试验压力：１．４倍工作压力（１０．０ＭＰａ） 下的当量应力，以确定这两种管材在高于规范和设计 要求强度试验压力下的安全性。计算结果如表２ 裹２管材应力 从上表可以看出，￣１０１６×１４．６１１７．５两种管道在 试验压力达１４．０ＭＰａ时，仍是安全的。 ４试压 ４．１试压介质的比较 ４．１．１在条件允许的情况下，应首选洁争水作介质， 因水压试验有如下几个优点： （１）费用较低； （２）水的压缩性可忽略不计； （３）水不具毒性和燃烧性； （４）排放简便； 式中ｄ ——管环向应力，ｗＰａ； ｄ ——管材的最低屈服有限，Ｘ７０管材的 ＝４８２ ＭＰａ； Ｐ～——管内许用最大静水压力，ＮＰａ； （下转４７页Ｊ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２ＣＯ２年第２４卷第１期 刘赋王玉橙白占军：化工设备及管道施工中焊接设备的选型４７ 本。 ３钨极氩弧焊的工艺制定及设备选型 化工施工中经常遇到不锈钢、铝及其合金、铜、镍、 钢和铝及其合金等有色金属材料。 ４．１采用熔化极气体保护焊，焊缝熔深大，可减小焊 缝坡口角度和装配间隙，减小熔敷金属的截面积，减少 焊接量．提高施焊效率，降低施工成本。 ４．２采用混合气体（８ｏ％Ａｒ＋２０％ｃ ），实芯焊丝熔 滴可实现无飞溅射流过渡，焊缝成形好，内外质量高， 钛等有色金属的焊接，这些材料焊接多选用钨极氩弧 焊工艺（ＴＩＧ焊）。 ３．１不锈钢和钛及其合金等热敏感性较高的金属材 料，工艺要求低热输入量，控制热影响区在热敏感温度 多用于压力容器和管道的自动化、半自动化焊接上。 区间，时问越短越好。一般选用带有脉冲电流的＂ＦＩＧ ４．３板厚４～２０ｅｍ￣不锈钢材料焊接有两种工艺可供 焊电源，调节脉冲电流和基值电流的匹配值和占空比， 选择，一是用实芯焊丝配用９５％Ａｒ＋５％ｃ 混合气。 调节输出频率，减小平均热输入量，使这类材料的焊接 二是用药芯焊丝配用ｃ 气体保护的焊接工艺，焊缝 热影响区窄小，晶粒细化，耐腐蚀性能提高。 成形表面光亮，无飞溅，无氧化性，耐腐蚀性能高。 ３．２唐山松下引进开发的ＹＣ一３００ＷＰ５、ＹＣ一３００ＷＸ３ ４．４唐山松下引进日本先进技术开发研制的ＹＭ一 交直流氩弧焊机满足了上述＂ＦＩＧ焊工艺要求，带有脉 ３５０、５００ＲＦ２、ＹＭ一３５０、５ＯＯＡＧ逆变控制ｃ ／ＭＡＧ／ＭＩＧ 冲电流焊接功能，调配参数多，适应范围广。尤其是 ＹＣ一３００ＷＸ３双逆变控制＂ＦＩＧ焊机，配备有８种电弧 形态模式。混合ＴＩＧ、交流软性、交流硬性、交流标准 四种模式均为焊接铝及其合金而设定，电弧形态优异， 焊缝成形美观，熔深、熔宽可控制，单面焊双面成形内 外质量好。 ４熔化极气体保护焊的工艺制订及设备选型 焊机能够满足上述工艺的弧焊技术要求，能够实现各 种材料的高效、优质、低成本焊接。 ５小结 化工设备及管道的施工焊接技术至关重要，制订 完备的焊接工艺，选择最佳的工艺方法，提高化工工程 焊接质量和效率，会给施工单位及化工检修企业带来 安全稳定、长周期的化工生产运行，赢得显著的经济效 益和社会效益。 参考文献 １《焊接手册）１、２册焊接学会编机械工业出版社９３版 熔化极ｃ 气体保护焊和混合气体保护焊（ＭＡＧ） 及惰性气体保护焊（ＭＩＧ）的工艺方法，以其高效率、高 质量、低成本的优势逐步被施工单位所认识．应用范围 越来越广。ｃ０２／ＭＡＧ／ＭＩＧ焊接技术其熔敷效率是焊 条电弧焊的２～３倍。低氢焊接，焊缝的综合性能高。 可采用实芯或药芯焊丝，配合ｃ 或氩＋ＣＯ：的混合 气及纯氩气保护，可焊接碳素钢、普通低合金钢、不锈 ｃ上接３８页１ 一２（焊接方法及设备）第一分册上海交通太学姜焕中主编机械 业Ｈ｛ 版社８５版 ３《机械工＾）热加工２ｏｏ１年第９期赶辉等．多种焊接模式的新 钨 极氩弧焊电源 （收稿日期：２ＯＯｌ—Ｉ１—０＂２ ０ 管内径，１１１１１１，￣１０１６×１４．６管内径为９８６．８ｒａｎ； 管壁厚，ｍｍ，８＝１４ ６ｎａｎ ／Ｄ：２×１４．６×０．９×４８２／９８６．８ＭＰａ＝１２． 卜则： 段长１８ｋｍ的管段，２４小时内将压力从初始压力的ｌＯ． ＯＭＰａ降低ｌ％．所需的当量孔径为１．３ｒｍｎ，空气泄露量 约为２０００￣？。因而在空气中加入示踪荆，如乙基硫醇 等，可迅速发现问题，找出漏点。 ４．３．４在试压管道出现泄漏或试压合格后泄压放气 时，要控制泄压速度，在大于７０％试验压力范围内，建 议每小时泄压不超过１．０ＭＰａ。 Ｐ ＝２ ８ＭＰａ 取输气管道强度试压压力值为工作压力的１．１ 倍，即１１．ＯＭＰａ，与管内静水压力差为１．８Ｍｐａ，折合水 柱高１８Ｏｒｅ，即￣１０１６ ｘ １４．６管段在ｌ１．ＯＭｐａ的强度试 验时，试压管段高差不超过１８Ｏｍ，可安全试压。 ４．３气压试验 ４．３．１空气分段试压长度不宜超过１８ｋｍ。 ４．３．２试压时的升压速度不宜过快，压力应缓慢上 升，每小时不得超过１．ＯＭＰａ。当压力升至０．３倍和０． ４．３．５用空气作介质进行气压试验时，可选中标标段 的首端或末端作为储气罐，即先做首端或末端管道的 清管、测径、试压，泄压气可作为下一段管道的清管、测 径用气和部分试压用气。 参考文献 ｌ《辅气瞥遭工程设计规范）￣８５ｏ＇２５１—９４ ２《输油辐气管道线路工程施工及验收规范）ｓＹＯ４Ｏｌ一９８ （收稿口期：２ｏｏｌ一】］一２９） ６倍强度试验压力时，应分别停止升压，稳压３Ｏｍｌｎ，并 检查系统有无异常情况，如无异常情况继续升压。 ４．３．３对于小漏点，如试验压力为１０．０Ｍｐａ，对于一
