张健
中石化胜利油建工程有限公司管道工程技术服务公司 山东滨州 256600
摘要：近年来，随着我国石油化工行业飞速发展，输送石油化工产品的长输管道也越来越收到人们的关注，如何确保长输管道的运行安全已成为石油化工行业甚至整个社会关注的共同话题。几十年的实践证明，管道压力试验能够提高管道的输量潜力，保证管道的安全运行。因此掌握并应用先进的管道清管、试压及干燥技术是非常必要的，同时山区高落差管道清管、测径、试压施工技术研究对保证管道长期安全运行有重要意义。
关键词：山区长输管道；高落差；清管；试压
1 前言
泰国PTP-NM天然气管线工程试压项目从西到东全部沿泰国2#高速公路敷设，定向穿越段38处，施工区域输电电线密集，车流量大，施工环境复杂；山区段落差大，同时国外试压施工技术质量要求严格，若采用国内清管测径试压方法，其清管、测径、试压管理及作业的难度也相应增大，若采用背压测径及背压注水试压方法，可以保证清管测径试压质量，同时提高试压安全性。
2 工程概况
泰国PTP-NM天然气管线从西到东全部沿泰国2#高速公路敷设，管线为28″OD API 5L X65单直缝埋弧焊钢管，线路全长111.133km，有14km属于山区地段, 设计压力为7.2Mpa，试压压力16.22Mpa，整个线路最高点高程400m，最低点高程18m。
3 国内普遍清管试压方法及施工风险
国内长输管道清管测径普遍方法：将清管器装入发球筒，直接利用空压机将清管器发出，进行清管测径作业，而不对管线进行背压，清管器运行到弯头等特殊点会停止，此时利用空压机对清管器进行加压，清管器在强大推力作用下突破弯头处的各种阻力后，才能继续运行，但这时清管器的推力可能远远大于清管器正常运行时的阻力，使得清管器的加速度增加，运行速度突然暴增，导致清管器磨损度加大，直径变小，清管作业不彻底，同时测径板容易产生变形，效果难以满足要求，清管器在管线中的运行稳定性缺乏有效控制。同时在清管器即将到达管线末端时如果遇到突然加速、动量变大，清管器对收球筒的冲击力增加，严重时会将收球筒的封头击坏甚至击飞整个收球筒，安全隐患大。
4 山区高落差长输管道清管施工
4.1施工作业要点
4.1.1施工准备阶段
（1）设备及仪表准备：对所用的试压头进行检查，确认所有的部件都状态良好，达到工作压力要求。试 压头也要承受试验压力和清管器的推进压力，因此在使用试压头前对重复使用的试压头水压 试验压力要达到最大试验压力1.5 倍。每个试压头上要标上各自的序列号、水压试验日期、试验压力和工作压力等级。在水压试验前，彻底检查试压头，确保所有的垫片、0形环、管件、阀门和组件无漏、无损，达到所有的安全要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆试压头与试压管道焊接后，要对环形焊缝进行100%射线检测。需对所有使用仪器仪表进行校验，如检验完成检验是否在有效期内，确保各备齐备品备件及应急物资，专人清点，确保施工物资无遗漏。
（2）现场应急措施的准备
由于管道建设过程中可能存在很多污染物及赃物、脏水等，针对清管施工作业，考虑到环保要求，清管末端提前找好排污点，并且保证排污点场地或排污坑容积大；由于施工地点附近居民多，要做好清管降噪施工，采用清管排污管连接到水箱，加入适量的水的方法，排气过程中降低噪音，同时还可以防止排污管抖动过大，安全性增加。
4.2施工工序
1)管道清管、测径
管道清管、测径均采用背压方法进行，通过在清管器前后注入相同压力，约0.3MPa后，发射清管器进行清管、测径施工作业。
管道清管一般至少进行两遍，根据前两遍的清管效果检查，现场决定是否进行第三遍或更多次的清管工作。清管合格后再安装测径板进行通球测径。一般情况下的清管测径频数和作用如下：
清管完成后，清管段两端需焊接盲板，进行密封处理。
清管、测径根据现场施工情况，选择合适的空压机，下计算公式为空压机型号选择计算：
P0/V0= (P0+P1)/(V0+V)
P0为大气压强值101.325kpa；P1为推动球的压力值，通常为2bar=200kpa；
V0为管道容积（m³）；V单位公里管道计算出的容积为365.55m³。
代入到公式（1），得出单位管道体积在2bar压力下推动球所需要的气体体积为721.5396m³。空压机的效率为ŋ，取值为83%-90%，因此ŋ取值85%。
2）管道注水
大口径长输管线用水量大，水源需进行水质化验，合格后方能向管道内注水，注水采用背压的方法，严格控制试压段空气含量，保证注水及试压质量，注水前需确保以下几点：
确保试压段管段安装完成，宜有安装机组工序交接。
确保试压头安装合格，阀门开关无误。
确保注水水源充足。
确保注水设备、仪器仪表状态良好。
确保试压段管段末端试压头处阀门开启。有效进行排气排水。
在第一个注水清管器前面的管道内注入300米长或100m3的冲洗水。水注入后，将流量计复位到0，以防形成气穴。（以最高和最高点落差150m为例，具体注水量根据每段最高点与最低点海拔落差不同而不同）
(3)管道排水及初步干燥
排水管道采用DN150钢管焊接连接到排水点, 每隔25m 用预埋砼墩加弧形钢板固定, 并在排水端固定排水管以免排水时摆动；通过空气压缩机, 向管内注入空气, 将注水清管器反推进行排水。排水完成后进行切割试压头，安装收发球桶，利用空压机推泡沫清管器，进行初步干燥施工，在清管器发射前和接收后称测其重量, 泡沫清管器增加的重量应小于1.5kg且没有发生颜色变化, 即为扫 线初步干燥合格。
6 结语
由于安全及环境需要，大口径石油天然气管道基本建设于山区中，在山区施工中，对管道的技术要求非常高，施工的难度非常大，尤其是山区段的试压工序，在石油天然气管道山区段施工中是极为重要的施工环节。
参考文献：
[1] GB50251- 2003，输气管道工程设计规范[S].
[2] 梁翕章.浅谈输气管道试压问题[J].天然气与石油，2003，21
论文作者:张健
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
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