西气东输三线西段管道工程试压难点分析

西气东输三线西段管道工程试压难点分析

西气东输三级天然气管道西侧（霍尔果斯-中央站）从霍尔果斯站出发，经新疆、甘肃和宁夏三个省（区）终点，止于中央站。该管道总体方向从西北向东南，与西北天然气生产的天然气管道平行于西气东输线。全长2455公里。全区有17个商务站和69个阀室。第二标段乌苏压气站-玛纳斯压气站管道线路工程,起始于乌苏压气站出站围墙外2m,沿线途径乌苏市、奎屯市、沙湾县、石河子市及玛纳斯县,共计包括11#-15#五座阀室,沿途穿越四棵树河、奎屯河、安集海河、金沟河、玛纳斯河及塔西河等大中型河流穿越,至玛纳斯压气站进站端围墙外2m结束,总计线路长度182km,设计输量300×108m3/a,管径1219mm,设计压力12MPa,采用X80级钢管。1选择合适的水压试验方案水源和排水地点:根据水源和管道分段情况,现场考察取、排水地点,会同监理、水资源管理部门协商,选择适合管道水压试验的干渠、河水、地下水等。注水前,对水源进行分析,发现部分地段主干渠水清洁,pH值为6.0～9.0,且对管道无有害影响,作为试压用水。2空气压缩机设备承包商要提供足够的人工、设备、材料和服务,以便进行完整的水压试验,应包括:空气压缩机、注水加压设备、使用仪表、钢管和管件、辅助设备等。在水压试验作业前2周,向试压检查员提交独立检测试验室做出的压力天平、温度和压力记录仪、流量计等校验证明,并且在试压作业前2周报送试压检查员,合格后使用。3压段的划分由于管线距离较长,且造成落差较大,会影响管线试压,我们采用分段试压的施工技术。3.1压力的确定及控制⑴尽量减少分段数、连头数量及不参与试压焊口的数量。⑵分段长度尽量以站场、阀室、施工单位的分界点、三穿点,以及拟定的上水点作为试压分段的起始点,试压长度控制在35km左右。合理利用线路已有水源及方便排水。⑶合并一、二类地区,压力统一确定为二类地区试验压力为1.25倍设计压力。⑷线路最高点试验压力值控制,最低点试验压力引起的管道环向应力不能超过管材屈服强度的0.95倍。⑸清管试压分段与试压分段基本保持一致,必要时可以调整清管分段。3.2管道材料应力乌苏压气站-玛纳斯压气站管道线路工程全线18.4mm壁厚管材和22mm壁厚管材交替频繁,两种规格管材的试验压力及时间如表1所示。依据GB50253-2003中计算公式δ=P(D-δ)/2[σ]计算管材的最大允许环向应力[σ]。式中:δ—为管材壁厚(mm),P—为设计内压力(MPa)D—为钢管直径(mm)按外径计算,[σ]—为钢管许用应力(MPa)X80管材最低屈服强度为555MPa,因此壁厚18.4mm管道可承受的最大内压力为:壁厚22mm管道可承受的最大内压力为:本标段沿线各规格管材设计强度试验压力和在95%下的屈服强度值允许的最大压力和高差如表2所示。从上表中可以看出,如果有一级地区和二级地区在同一试压段落内时,强度试验压力需达到15MPa,由于φ1219×18.4mm管材在95%屈服强度下允许的最大压力为16.16MPa,因此一、二级地区合并试压时允许的最大高差为116m(φ1219×18.4mm管材位于最低点时)。4试验设备及方法(1)进行段落考察和划分,合理设置清管、测径及试压程序。整段管道连接完毕后,进行整体扫线清管、测径以及压力试验。(2)清管不少于3遍,根据验收标准进行检验,测径使用92.5%的测径铝板进行。(3)上水采用背压上水,保证试压段的空气含量不超标。(4)试压组织机构。设置清管、试压队负责该工程的清管、试压、吹扫施工任务,下设两个施工机组,分别为试压1、2机组。5控制水中悬浮物密度试压主要技术措施。⑴在计划试压前,应提前落实好试压水源,保证试压水源的充足。⑵如果水中悬浮物密度超标,水在注入管道前可以进行净化沉淀,以达到较少悬浮物。⑶注水量计算:Q={(1219-2δ)/2}2×Π×LQ—用水量,δ—管壁厚度,Π—圆周率(本次采用3.14),L—管线长度5.2强度和严密性试验为了保证管道运营的安全,在管道投产前按设计要求进行强度和严密性试验,根据试压分段起始点的强度和严密性试压值,对管道进行分段试验。一、二类地区合并后执行二级地区试验压力。5.2.1试压段注意事项试压用水必须满足不腐蚀管道的要求,水质应经过检验。注入管道内的水应经过沉淀池、过滤网、流量计。对于试压段通过地势较大的落差地段,在管道注水时,应在注水的另一端采用压缩空气对管道内形成背压,以避免由于水流经过高点后,造成管内产生负压和空气的进入。为了保证注水时管道内没有空气,应在水头前放置一个水气隔离清管器,利用注水压力推动隔离清管器将水头前管道内的空气排出。隔离清管器可采用直板式清管器。5.2.2线路试压检测(1)试压头制作—符合规范要求,材料经过鉴定,同管段公称直径直缝钢管制作(1219×22mm)。根据设计要求预先放置2个注水清管器。(2)试压头预制完成后,对所有焊缝进行无损探伤检测,检测合格后再进行压力试验。(3)试压头试压:试压前先对试压头进行试压,试验压力为管道严密性试验压力的1.5倍。稳压时间4h,无渗漏、无爆裂为合格,实验合格后允许参与线路试压。在焊接到管道上之前在试压头内预先放置两枚注水清管器。5.2.3无损检测检测试压头焊接到带试压主管道上后,对连接的环焊缝进行无损检测,检测合格后方能进行注水施工。注水时每个分段在注水清管器前增注200m冲洗水。5.2.4系统可通过可现有火炬试验系统进行调整(1)试压时对管线要求:试压时管线两端暴露长度要小于36m。管线试压前均须进行大回填,对于局部不能进行大回填的时,回填高度不得小于0.3m。(2)分阶段稳压当管道注满水,安全员对全线安全确认完成后,利用升压系统对管道进行升压,缓慢地增加试验压力,达到强度试验压力的30%稳压15min。检查所有的管件和连接段,看是否有漏水情况。继续增大压力至试验压力的60%稳压15min,检查漏水情况和系统的完整性;然后继续增压力。升压期间每升压0.5MPa记录一次压力值,以便控制升压速度。升压过程中严格按规范要求进行,并做好每个升压阶段的记录。(3)试压曲线见图1。5.2.5强度试验的结果由于强度稳压时间较短,受温差变化较大,所以稳压开始时间应尽量选择在温度上升阶段,以免由于温度变化造成压力下降。如果从试验开始压力损失就超过试验管段规定最低试验压力的2%,试验段将加水返回到初始的试验压力。在4h稳压后期,必须至少要有1h的压力稳定期,否则要延长试压期,直到出现1h稳定期为止。在确定试验压力的变化时,考虑温度-压力变化的相互关系。如果强度试验在规定的最低测试压力下保持了4h,没有发生裂管、明显的压降或者由于温度损失要增加水量,则强度试验就可验收通过。试压期间如果发生管道破裂,要进行修补,而后重复要进行压力试验,直至试压效果达到规范要求。5.2.6试验压力和时间强度稳压合格后,将试压管段的压力降到严密性试验压力值(可根据试压分段表确定各点的严密性压力监测值)。严密性试验压力稳定后,开始24h的严密性试验。在规定的最低压力下,严密性试验维持24h,如果没有出现最大为1%的压降,严密性试验合格,予以验收。如果压力降压降超过标准,必须说明其他原因并加以证明,如温度减低或者试压阀门和管件的轻微漏泄。如果不能找出其他原因证明,则试压机组必须继续或重复进行严密性试验,直到达到规范要求。5.2.7确定故障原因如果在试压时管道出现故障,试压机组要找到位置和确定故障的原因。在拆除泄漏钢管前,故障位置要彻底拍照,后将管段修理好后,再重新试压。5.3采用合理的方式进行排水试压合格的管道,应及时将管道内残留水排除干净。排水采用压缩空气推动清管器进行排水,不能依靠地势高差进行排水。试压用水排放的地点根据选定的清管方案进行,安装排水管道和缓冲设施,管道埋深不得小于700mm。排水过程中防止冲蚀、深切地面或者损害排水点的植被,必要时敷设多层防水彩条布。6管道清管记录的提交清管试压过程中要做好各个阶段的完整记录:包括记录图表,压力天平记录,压力、温度(管子和环境)天气条件记录,注水和排水清管器的结构、型号和状况包括表格所要求的详细内容。最终应提交的记录有:⑴管道清管测径记录;⑵管道试压记录;⑶压力图;⑷温度图。7长输管道长输管道长输管道长输产品乌苏压气站-玛纳斯压气站管道线路