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[摘 要]随着我国能源结构的不断调整，国家对清洁能源地需求越来越大，天然气管道地建设也进入了一个高速发展期。天然气管道在山区施工中，天然气管道的技术要求非常高、施工难度非常大，尤其是山区段的试压工序，在天然气管道山区段施工中是极为重要的施工环节。本文针对山区天然气管道试压干燥工作进行了分析和论述，通过有效的试压干燥措施保证了管道的建设安全和正常运行。
[关键词]山区 天然气管道 清管 试压 干燥
中图分类号：U473.2+4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0378-01
1.山区天然气管道清管试压干燥难点
山区天然气管道的清管试压干燥工作比平原段有一些难点，主要体现在以下几个方面：
1） 部分地段大型设备无法进场；
2） 管道试压段的选择受高差和水源影响；
3） 清管工作要求非常严；
4） 必须配置合理的试压干燥设备。
2.清管、测径、试压分段原则
根据工程施工的工期要求以及保证管道施工的连续性，要求在管道安装完成后，具备条件应尽快进行管道吹扫。同时根据管道主体焊接施工计划的编制，结合试压段落的划分，尽量以阀室、站场为界，同时应遵循以下原则：
1）不受沿线高差限制的地段管段，每个试压段的长度一般为15-30km；
2）试压管段高点处的压力不小于试验压力，低点处试压时所承受的环向应力不大于管材最低屈服强度的0.9倍；特殊地段，低点处试压时所承受的环向应力不大于管材最低屈服强度的0.95倍。
3.管道清管测径
检查清管器皮碗、尼龙刷盘是否完好，清管器的各部连接是否牢固可靠，其清管器皮碗的直径应大于管道内径的2-5%；检查空压机和发球筒是否连接完好，各个阀门开、关是否正确。
试压前进行分段清管，机械清管次数不少于3次，如果清管3次后达不到验收标准，应增加次数，直到合格为止。清管时，清管器运行速度宜控制在3km/h～6km/h，工作压力宜为0.05MPa～0.2MPa。如遇阻可提高其工作压力，但最大压力不应超过设计压力。
4.管道试压
4.1 水压试验工艺流程
清管测径合格后，拆除收发球筒，安装试压头。串联上水时，用跨接管将各试压段连通，建立上水点，上水点应设置沉淀池和蓄水池，蓄水池容量应满足上水要求，池内表面必须做硬化处理。
注水时在第一个清管器前注入300m3清扫水，然后打开第一个清管器后面的注水阀门，推动第一个清管器前进300m。计算注水清管器的估计到达时间，一旦看到第二个注水清管器到达便立即关闭排水阀，或打开跨接管阀门向下一试压段内注水。
注满水24h后，开始升压。升压速度不宜过快，压力应缓慢上升，每小时升压不得超过1MPa，当压力升至强度试验压力的30%和60%时，分别稳压15min，检查系统有无异常情况，如无异常情况，继续升压至强度试验压力的70%，进行双减压操作，对管道内的空气含量进行测试，试验段内空气含量不超过2%，认为含气量合格，继续升至强度试验压力。强度试验稳压4h，稳压时间应在管段两端压力平衡后开始计算，每间隔30min记录一次。强度试压时，若压力出现急剧下降，要沿管线查找泄漏点，泄压后组织抢修，并重新进行试压。强度试压以无泄漏为合格。
强度试验合格后，缓慢打开放水阀，使管线压力降至该点严密性试验压力值。关闭放水阀，压力无波动即开始严密性试验。严密性试验稳压24h，每隔1h人工记录一次压力值和温度值。压降不大于1%试验值，且不大于0.1MPa为合格。
泄压完毕后，用压缩空气分别将第二个注水清管器和第一个注水清管器反推回试压头A，然后再拆除试压头，在试压段两头重新安装收发球筒。增加皮碗清管器清管，直至清管器到达收球筒时，清管器前没有流水。用皮碗清管器排水后，割除试压头A和B，焊接收发球筒，使用泡沫清管器继续清管，直到接收端泡沫清管器增重不超过1.8kg为合格。最后应将管道封闭，防止空气中的水份进入。
试压清扫完毕后，对管线进行连头，所有连头用的短管必须事先经水压试验并合格。对未经试压的所有焊口，必须全部进行X射线探伤，其合格标准与线路施工一致。
4.2 气压试验
气体压力试验时，必须进行预试验，试验压力的大小为0.1～0.5MPa。升压过程应缓慢分阶段进行，升压速度应小于0.1MPa/min 。系统压力升压时试压区域内严禁滞留任何非试压人员，当压力升到试验压力的 50% 时，试压巡检人员至少应与试压管线保持6m 以上安全距离。气体压力试验时，试验温度必须高于金属材料的脆性转变温度。当试验过程中发现泄漏时，不得带压处理，须泄压后进行处理，处理合格后，重新进行试压。压力试验合格后，管道泄压时，要缓慢开关泄压阀。
在强度试验开始前，要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。同时要彻底检查试压头，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。
在加气过程中，应准确记录加气压力、加氣体积、环境温度、管壁温度及入口温度。加气完成后，检查管段两端的压力，且与计算值比较，证实该段特定的试验压力。
试压工作达到满意的严密性试验结果后，从末端的放空阀进行卸压导气，尽快按照预定的速率减压拆卸所有现场的接头和仪表，减压的整个过程要注意安全。
5.干空气管道干燥
安装发球筒发射泡沫球进行深度清管，在分界点安装收球筒接收泡沫球。
在收、发球装置的安装地点开挖适当的操作坑，以满足作业空间要求。焊接合适管径的临时收发球筒连接主管道，收球筒内部快开盲板前端应固定废旧轮胎等软介质以减轻收球过程中球体与盲板之间的撞击。安装临时引管连接干燥设备和发球筒。发球筒由短管、压力表 、快装盲板、进气阀等组成；收球筒由短管、压力表 、快开盲板、排气阀、排污阀等组成。 不连接干燥器直接启动空压机，使用压缩空气推动发射一枚直板皮碗混合型机械清管器进行扫水效果检验及清扫，以检验管道内是否存有大量明水，并进一步清扫管道内的残留水及杂质，清管器运行速度应控制在约4-8km/h为宜，工作压力控制在0.05-0.2Mp为佳。当清管器距收球筒约1000m 时，发球端应降低排量，使清管器慢慢进入收球筒内，以防因撞击而损坏清管器和收球筒。当清管器到达收球筒后，待管内压力降到与大气压力相同时，再将收球筒打开，检验清管器前是否存有明水并将清管器取出。此前，线路各试压段承包商水压试验完成后扫水过程中，最后两枚扫水泡沫清管器前不得出现明水并且增重不得超过0.675kg，否则应重新进行扫水直至达到标准要求。
6.风险分析及应对措施
6.1 管道变形或有异物
在清管器上安装电子跟踪仪，从而找出管道变形点或阻塞点，然后进行管道的切割和更换。
6.2 清管器漏气，造成清管器无法通过
更换皮碗式清管器或采取“背压”的方式，通过背压，然后快速打开排气阀，使清管器一侧产生推力，另一侧产生吸力，从而有效将清管器吹出。
6.3 高差大，造成推水困难
管道试压前应充分考虑推水所需的空压机压力，解决方法一般可采取气压试验，或采用增压机采取吹扫
7.HSE管理措施
发球端发球装置安装连接要牢固，安装压力表；末端要装排气阀、安全阀、收球筒；通球时，管道末端必须设专人警戒，并与发球端保持联系；管道末端200m内严禁行人及车辆通行；管线试压前，必须对管线阀门等设备进行检查，其开闭状态符合要求；管道试压设备不准同时进行其它作业。试压应使用椭圆封头，材质应与管道材质相当，壁厚满足试验压力要求。封头与管道的连接焊口必须检测合格后才可以进行上水试压。
升压时封头对面不准站人，发现泄漏时应立即停止升压，泄压后进行修补。严禁带压补焊和紧固螺栓；试压过程中管道两侧15m内为警戒区，在交叉路口、村庄附近应设置警示装置。设置巡逻人员和巡逻车辆，沿线巡视检查。巡逻人员应与管线保持6m以上的距离，非工作人员不准进入警戒区域。
8.结论
山區天然气管道的试压干燥与地区、设计和标准的要求不同而千差万别，不能照搬，要视情况不同而灵活运用各种方案，合理有效的清管试压干燥方案，不仅能够有效地进行山区的试压干燥，而且有时可以起到事半功倍的效果，现场施工中需予以高度重视。
[关键词]山区 天然气管道 清管 试压 干燥
中图分类号：U473.2+4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0378-01
1.山区天然气管道清管试压干燥难点
山区天然气管道的清管试压干燥工作比平原段有一些难点，主要体现在以下几个方面：
1） 部分地段大型设备无法进场；
2） 管道试压段的选择受高差和水源影响；
3） 清管工作要求非常严；
4） 必须配置合理的试压干燥设备。
2.清管、测径、试压分段原则
根据工程施工的工期要求以及保证管道施工的连续性，要求在管道安装完成后，具备条件应尽快进行管道吹扫。同时根据管道主体焊接施工计划的编制，结合试压段落的划分，尽量以阀室、站场为界，同时应遵循以下原则：
1）不受沿线高差限制的地段管段，每个试压段的长度一般为15-30km；
2）试压管段高点处的压力不小于试验压力，低点处试压时所承受的环向应力不大于管材最低屈服强度的0.9倍；特殊地段，低点处试压时所承受的环向应力不大于管材最低屈服强度的0.95倍。
3.管道清管测径
检查清管器皮碗、尼龙刷盘是否完好，清管器的各部连接是否牢固可靠，其清管器皮碗的直径应大于管道内径的2-5%；检查空压机和发球筒是否连接完好，各个阀门开、关是否正确。
试压前进行分段清管，机械清管次数不少于3次，如果清管3次后达不到验收标准，应增加次数，直到合格为止。清管时，清管器运行速度宜控制在3km/h～6km/h，工作压力宜为0.05MPa～0.2MPa。如遇阻可提高其工作压力，但最大压力不应超过设计压力。
4.管道试压
4.1 水压试验工艺流程
清管测径合格后，拆除收发球筒，安装试压头。串联上水时，用跨接管将各试压段连通，建立上水点，上水点应设置沉淀池和蓄水池，蓄水池容量应满足上水要求，池内表面必须做硬化处理。
注水时在第一个清管器前注入300m3清扫水，然后打开第一个清管器后面的注水阀门，推动第一个清管器前进300m。计算注水清管器的估计到达时间，一旦看到第二个注水清管器到达便立即关闭排水阀，或打开跨接管阀门向下一试压段内注水。
注满水24h后，开始升压。升压速度不宜过快，压力应缓慢上升，每小时升压不得超过1MPa，当压力升至强度试验压力的30%和60%时，分别稳压15min，检查系统有无异常情况，如无异常情况，继续升压至强度试验压力的70%，进行双减压操作，对管道内的空气含量进行测试，试验段内空气含量不超过2%，认为含气量合格，继续升至强度试验压力。强度试验稳压4h，稳压时间应在管段两端压力平衡后开始计算，每间隔30min记录一次。强度试压时，若压力出现急剧下降，要沿管线查找泄漏点，泄压后组织抢修，并重新进行试压。强度试压以无泄漏为合格。
强度试验合格后，缓慢打开放水阀，使管线压力降至该点严密性试验压力值。关闭放水阀，压力无波动即开始严密性试验。严密性试验稳压24h，每隔1h人工记录一次压力值和温度值。压降不大于1%试验值，且不大于0.1MPa为合格。
泄压完毕后，用压缩空气分别将第二个注水清管器和第一个注水清管器反推回试压头A，然后再拆除试压头，在试压段两头重新安装收发球筒。增加皮碗清管器清管，直至清管器到达收球筒时，清管器前没有流水。用皮碗清管器排水后，割除试压头A和B，焊接收发球筒，使用泡沫清管器继续清管，直到接收端泡沫清管器增重不超过1.8kg为合格。最后应将管道封闭，防止空气中的水份进入。
试压清扫完毕后，对管线进行连头，所有连头用的短管必须事先经水压试验并合格。对未经试压的所有焊口，必须全部进行X射线探伤，其合格标准与线路施工一致。
4.2 气压试验
气体压力试验时，必须进行预试验，试验压力的大小为0.1～0.5MPa。升压过程应缓慢分阶段进行，升压速度应小于0.1MPa/min 。系统压力升压时试压区域内严禁滞留任何非试压人员，当压力升到试验压力的 50% 时，试压巡检人员至少应与试压管线保持6m 以上安全距离。气体压力试验时，试验温度必须高于金属材料的脆性转变温度。当试验过程中发现泄漏时，不得带压处理，须泄压后进行处理，处理合格后，重新进行试压。压力试验合格后，管道泄压时，要缓慢开关泄压阀。
在强度试验开始前，要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。同时要彻底检查试压头，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。
在加气过程中，应准确记录加气压力、加氣体积、环境温度、管壁温度及入口温度。加气完成后，检查管段两端的压力，且与计算值比较，证实该段特定的试验压力。
试压工作达到满意的严密性试验结果后，从末端的放空阀进行卸压导气，尽快按照预定的速率减压拆卸所有现场的接头和仪表，减压的整个过程要注意安全。
5.干空气管道干燥
安装发球筒发射泡沫球进行深度清管，在分界点安装收球筒接收泡沫球。
在收、发球装置的安装地点开挖适当的操作坑，以满足作业空间要求。焊接合适管径的临时收发球筒连接主管道，收球筒内部快开盲板前端应固定废旧轮胎等软介质以减轻收球过程中球体与盲板之间的撞击。安装临时引管连接干燥设备和发球筒。发球筒由短管、压力表 、快装盲板、进气阀等组成；收球筒由短管、压力表 、快开盲板、排气阀、排污阀等组成。 不连接干燥器直接启动空压机，使用压缩空气推动发射一枚直板皮碗混合型机械清管器进行扫水效果检验及清扫，以检验管道内是否存有大量明水，并进一步清扫管道内的残留水及杂质，清管器运行速度应控制在约4-8km/h为宜，工作压力控制在0.05-0.2Mp为佳。当清管器距收球筒约1000m 时，发球端应降低排量，使清管器慢慢进入收球筒内，以防因撞击而损坏清管器和收球筒。当清管器到达收球筒后，待管内压力降到与大气压力相同时，再将收球筒打开，检验清管器前是否存有明水并将清管器取出。此前，线路各试压段承包商水压试验完成后扫水过程中，最后两枚扫水泡沫清管器前不得出现明水并且增重不得超过0.675kg，否则应重新进行扫水直至达到标准要求。
6.风险分析及应对措施
6.1 管道变形或有异物
在清管器上安装电子跟踪仪，从而找出管道变形点或阻塞点，然后进行管道的切割和更换。
6.2 清管器漏气，造成清管器无法通过
更换皮碗式清管器或采取“背压”的方式，通过背压，然后快速打开排气阀，使清管器一侧产生推力，另一侧产生吸力，从而有效将清管器吹出。
6.3 高差大，造成推水困难
管道试压前应充分考虑推水所需的空压机压力，解决方法一般可采取气压试验，或采用增压机采取吹扫
7.HSE管理措施
发球端发球装置安装连接要牢固，安装压力表；末端要装排气阀、安全阀、收球筒；通球时，管道末端必须设专人警戒，并与发球端保持联系；管道末端200m内严禁行人及车辆通行；管线试压前，必须对管线阀门等设备进行检查，其开闭状态符合要求；管道试压设备不准同时进行其它作业。试压应使用椭圆封头，材质应与管道材质相当，壁厚满足试验压力要求。封头与管道的连接焊口必须检测合格后才可以进行上水试压。
升压时封头对面不准站人，发现泄漏时应立即停止升压，泄压后进行修补。严禁带压补焊和紧固螺栓；试压过程中管道两侧15m内为警戒区，在交叉路口、村庄附近应设置警示装置。设置巡逻人员和巡逻车辆，沿线巡视检查。巡逻人员应与管线保持6m以上的距离，非工作人员不准进入警戒区域。
8.结论
山區天然气管道的试压干燥与地区、设计和标准的要求不同而千差万别，不能照搬，要视情况不同而灵活运用各种方案，合理有效的清管试压干燥方案，不仅能够有效地进行山区的试压干燥，而且有时可以起到事半功倍的效果，现场施工中需予以高度重视。