管道分段水试压基本原则讲稿.docx
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管道分段水试压基本原则讲稿
管道分段水试压基本原则
中国石油天然气管道局
二OO二年七月六日
一、总则………………………………………………………………2页
1、范围
2、标准
3、参考文献
二、西气东输管道分段水试压的总体要求…………………………2页
1、水压试验适应的管线地区类别
2、水压试验点的选择
3、水压试验分段长度的要求
4、水压试验对管道高差的要求
5、西气东输管道水试验压力及合格标准
6、试压用水的要求
7、水试压对施工环境的要求
三、施工程序及方法…………………………………………………4页
1、施工程序
2、施工计划
3、施工准备
四、注水、清管测径及排气…………………………………………8页
1、总则
2、注水和排气
3、清管和测径
五、试压………………………………………………………………10页
1、试压前的准备
2、试压前的稳定性
3、加压
4、压力试验
5、降压排水
6、试验记录资料
六、材料、设备和仪表要求…………………………………………15页
七、健康、安全和环境………………………………………………20页
一、总则
1、范围
CNPC西气东输管道分公司建设的西气东输干线管道，长度1500公里、口径1016毫米。
本原则适用于西气东输干线管道分段压力测试。
本原则明确提出了最低的施工技术要求，以便承包商准备详细的工作程序在施工现场实施，从而成功地完成管线的分段试压。
清管、干燥另有规定。
2、标准
下列版本的规范和标准作为参考依据：
———《西气东输工程线路施工及验收规范》Q/SYXQI-2001
———《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98
———《输气管道设计规范》GB50251-98
3、参考文献
———“管道试压设计初步方案”-西气东输设计联营体2002年4月
———“输气管道气压试验技术研究”-管道公司科研中心2002年4月
二、西气东输管道分段水试压的总体要求
1、水压试验适应的管线地区类别
一类、二类、三类、四类地区都可以选用水做为试压介质；
2、水压试验点的选择
水压试验点的选择要考虑邻近水源地、多管段上水、可靠的排水点、清管大型设备的停放、进出现场的路况、足够的设备摆放场地等问题。
3、水压试验管道分段长度的要求
西气东输管道分段水压试验时管段的长度不宜超过35km
分段过长地形复杂，会造成上水困难和排水困难。
管线一旦泄露造成试压损失太大。
应当尽量缩短试压长度，减少试压时间。
4、水压试验对管道高差的要求
水试压时高差影响比较大，每100米高差的静水压力为1Mpa左右，因此水试验压力应以高点的压力读数合格为准，且低点的管道环向应力不得超过钢管最低屈服极限的0.9倍。
按0.9倍屈服极限计算一类地区允许高差为150m，二类地区允许高差为250m，三类地区允许高差为400m，四类地区允许高差为750m。
但是考虑到高差太大，上水时会引起“水击”现象，造成危险。
西气东输管道水试压允许高差为150m以内（低压以1.5Mpa为上限）。
应尽量避免在山区试水压。
5、西气东输管道水试验压力及合格标准
地区等级
强度试验压力
严密性试验压力
一类地区
压力值（MPa）
11（1.1倍设计压力）
10（设计压力）
稳压时间（h）
4
24
二类地区
压力值（MPa）
12.5（1.25倍设计压力）
10（设计压力）
稳压时间（h）
4
24
三类地区
压力值（MPa）
14（1.4倍设计压力）
10（设计压力）
稳压时间（h）
4
24
四类地区
压力值（MPa）
15（1.5倍设计压力）
10（设计压力）
稳压时间（h）
4
24
合格标准
不爆
压降不大于1%试验压力
（0.1MPa）
6、试压用水的要求
试验用水的过滤标准应符合50μm的过滤标准，过滤后水中的悬浮物平均重量不超过20g/m3。
试压注水之前，应对过滤水取样进行实验室（有资质的机构）检验，确认过滤站的性能符合要求的过滤标准。
对注入管道内的水都应添加防腐剂，防止细菌产生和内部腐蚀（使用杀菌剂和氧气清除剂）。
然而，假如承包商能够用一种试验方法模拟说明未处理的水不会侵蚀管线，可允许不注入化学剂。
此过程一定要考虑到水会在管线内存在相当于1.5倍的预计试压时间。
水源必须是能够满足一整段试压用水的储量，不能间歇式上水。
7、水试压对施工环境的要求
环境温度低于5℃时，裸露的试压管体必须进行加热或保温。
环境温度低于-5℃时，禁止进行水压试验。
三、分段水试压施工方法
应用正确的试压施工程序检验西气东输分段管道的强度和严密性能，防止管道泄露。
1、施工程序
1.1、施工计划—管道承包商应根据本“原则”编制一份详细的试压施工方案，并提前2周报业主批准。
1.2、施工准备—管道承包商按批准后的方案进行施工前的准备。
1.3、管道清管—用压缩空气推动清管器对管线进行至少2遍清扫，清除杂物。
1.4、注水、清管测径和排气—采用一系列清管器隔离进行注水排气，并能加装测径板实现测径功能。
1.5、管道强度试验—提高管道内的试验压力，并超过设计压力，来检验管道的强度。
1.6、管道严密性试验—将管道内的试验压力达到设计压力，进行长时间的稳定，来检验管道的密封性能。
1.7、降压、排水—试验合格降压后，将管道内的试验水用清管器（压缩空气推动）推出，排入下一段待试管线或允许排放的环境当中。
1.8、管线分段预干燥—采用干空气法（或真空法）对管线进行预干燥，使管线内的空气露点降到比当时环境温度低5℃。
2、施工计划
施工方案中应包括但不限制以下内容:
Ø提供一份参加此项工程管理人员的名单和他们的资格、职权和责任。
Ø提供一份工程示意图，说明所有设备、管件、阀门、仪表和临时接头的位置和高程，注明所有管件、阀门和设备的额定值，标明临时收发球装置的位置。
Ø准备试压的详细资料，包括注水、清管测径、排气及每个注水点的加压程序、温度稳定期、上水和排水管线和减压方法。
Ø考虑潜在的安全和环境危险，包括必要的措施和应急计划。
Ø压力试验的详细步骤包括：
∙监测受试压管段两端的压力、流量和温度。
∙确定注水管段“残留空气”的量。
Ø理论压力/体积和压力/温度曲线图。
Ø所有与试压有关的计算方法。
Ø清管器的定位和跟踪方法。
Ø应急/取出卡住的清管器的恢复方法。
Ø清管器的型号和临时收发球装置的详细资料。
Ø使用的所有化学剂的详细资料、注入方法和安全注意事项。
Ø一份详细的工程计划，说明每段管线所有试压工序的预计日期和工期。
Ø所有仪器的有效证书，以及效验参考标准（调拨到本工程前不超过3个月）。
ØHSE手册。
3、施工准备
3.1、待试压的管线全部质量检验合格，且已经下沟回填完成。
经单独试压的站场、线路截断阀及其他设备不能与管道一起试压。
3.2、试压施工方案经业主或监理批准后，作为指导施工的依据，承包商应严格执行。
承包商试压待业主或监理现场检查核实批准后方可实施。
3.3、试压管头和管尾的安装如下图
图1试压首端示意
图2试压末端示意
v试压支管在主管线上开孔连接部位必须进行等面积补强和加筋板（四块均布）。
v主管线底部必须填实，使管线获得可靠的支撑。
四、管道清管
1、为使管道在注水前达到一定的洁净程度，必须进行压缩空气清管。
四、注水、清管测径和排气
1、总则
1.1、管道试压前，应对管线进行注水、清管侧径和排气以保证清除管内空气、清洗管道、进一步清除杂物及检查管道没有几何变形。
1.2、为节省用水，管道注水、清管侧径和排气一次性完成,注水使用过滤水来完成。
水质按第二章第6条规定要求。
1.3、清管测径结合起来进行，用一单串清管器进行操作，如果是连接在一起的，必须考虑清管器通过弯头的能力。
成串的清管器应包括清洗（无钢刷）和测径清管器，清管器应选择高密封、双向式的，每个清管器有四个盘（皮碗或直板）。
测径清管器与清洗清管器相同，测径清管器安装有测径板，可安装在前部或后部。
成串清管器至少包括4个清管器，第1个和第4个清管器应安装清管器跟踪仪。
每个跟踪仪有不同的发射频率。
清管器分布图如下：
测径清管器（*）→测径清管器→清洗清管器→清洗清管器（*）
标有（*）符号的清管器上安装有跟踪仪
相邻的两个清管器之间可以用过滤水作为缓冲剂,距离不得少于1m，或者用可靠的万向节联接，并提供能够通过最小曲率半径弯头的证据。
2、注水和排气
2.1、注水时要保证充足的水源，避免断流时清管器前的空气大量进入水
图3
中。
有些情况是不能避免水中进入空气的如图3，这样必须在注水开始通过控制末端的排空阀门来建立注水背压，控制清管器下坡速度，减少空气穿入水中的量。
在注水末端收到清管器后，如果排水条件允许，可继续注水以排
出更多的空气。
停止注水后，通过测量注水量和排水量与管道的几何容积相比较，可初步估测管线内的空气含量。
2.2、在清管器到达试压末端时（前后一段时间），管线中空气与水混合形成有压缩空气包的段塞流状态，在接近上坡时，压缩空气膨胀，排水端承受的力会加强。
如果出现这种情况应适当控制排放阀门，控制流量，减少冲击。
排放管应适当加以锚固以便承受朝排水端运行的清管器产生的脉冲力和可能出现的“水击”现象。
2.3、如果需要，注水时还要注入化学剂。
2.4、注水和排气，以成串清管器顺利、不间断的通过整条管线为合格。
且初步估测空气含量，小于5%为合格。
为了评定此注水和排气是否顺利完成，应做以下测量和记录：
v注水压力和流量
v清管器通过的时间
v化学剂的注入比率（如果有的话）
v管线排放出的水量
v估测空气含量
3、清管和测径
3.1、清管和测径单根成串清管器同时进行，成串清管器应不间断通过管线，其速度范围在0.1m/s和1m/s之间。
3.2、在每个清管器前面所收到的固态物质的数量应该从体积和重量方面加以评定，并显示体积减少的趋势。
成串清管器最后一个清管器前面所收到的固态物质的量应等于或小于2升。
如果超出此数量，业主代表和管道承包商代表组织技术协商，达成一致，采取措施。
3.3、用2个高密封，双向式的清管器，4个盘，以测量管道，每个清管器应安装一个测径铝板，其直径为正常管道内径的95%，厚度为12mm。
此铝板应按45度间隔做径向切口。
3.4、管道承包商应提供所有的测径铝板，上报业主批准。
在放置试验段里之前，业主应立即做出参考标志。
运行后，应检查测径铝板，查看是否有损坏或不符合常规的迹象，如：
凹凸现象。
如果受到损伤，业主和管道承包商应对其产生的原因进行研究，分析管道入口边的压力变化趋势及清管器停止运行的位置，并对试验段要进行的必要修理达成一致。
再次运行新的测径铝板前，管道承包商应做出所有达成一致的行动。
如果测径铝板外观检查无损伤，管线被认为合格。
3.5、清管测径合格，要对以下情况进行记录：
v清管器推出杂物的数量和种类
v测径铝板运行前后的客观描述
五、试压
1、试压前的准备
v所有与管线连接的临时设施已进行过2小时、最小试验压力相当于试验压力的1.25倍的试验。
v所有设备都进行过试车或试验室检测。
v所有仪器仪表都进行过效验。
v已建立有效的通讯手段，并进行了试验。
v一切程序都已得到批准。
v试压曲线如图：
2、试压前的稳定性
注水用的过滤水加压后进入管道，它具备一定的温度，埋地管道也具备一定的温度，温差会形成热量交换，需要时间。
这一过程从注水开始就在进行。
注水结束后，还应提供24小时的稳定时间。
虽然温度对水压的影响非常小，但为减少误差还是要进行充分的热交换。
同时可以使管道内的空气与水有时间分离，得到稳定的气团，如果可能，试压首末端可进行排气（必要时可高点排气）。
v记录各项温度数据
3、加压
3.1、先利用注水泵的扬程对管线加低压（各种泵的扬程不同），再用容积式试压泵继续加压。
每小时加压不得超过5Mpa，一直到试验压力的95%。
最后的5%试验压力，每小时加压不得超过1Mpa。
3.2、加压升至30%强度试验压力，停止升压，稳压15min；再升至60%强度试验压力，稳压15min。
稳压期间对管道进行检查，无异常现象，升至强度试验压力。
3.3、加压时应当记录增加同样体积的水，压力的变化有多少。
通过计算和绘制压力/体积的图可以得出相对准确的试验水中的空气含量。
此计算要在压力达到30%试验压力前进行。
空气含量的百分比=（空气体积/管线容积）*100
3.4、如果残留空气量大于5%时，继续升压前，管道承包商应当与业主协商，分析情况采取措施。
3.5、每隔15分钟记录,加水体积和压力的读数，直到达到强度试验压力。
选择压力读数的位置按第二章第4条要求，两点的压力以高点读数到达试验压力为准。
4、压力试验
4.1、按照上述第二章第5条所给的压力值，加压完成后确认强度试验压力，进行4小时的强度稳定试验，这期间管道不爆裂为合格。
4.2、强度稳压合格后，开启排放阀门进行降压（慢速平稳开启阀门），每小时降压不得超过5Mpa，压力降到设计压力进行严密性试验。
排放管必须锚固，防止压缩空气造成的脉冲冲击。
降压后还要经过一定时间的温度稳定，降压时间和温度稳定时间总计不少于24小时。
4.3、严密性试验稳压24小时。
断开所有的加压设备，便开始稳压，不间断持续24小时。
在整个稳压期间，不能加水或放水。
4.4、试压期间,管道承包商应目测所有可视的连头、沿管线每5km设2人巡查等,检查是否有泄露现象,如有泄露,应立即中断试压,按照协商提出的方法,对管道进行减压、维修。
然后经过24小时的稳定后，继续进行管线压力试验。
4.5、管线没有泄露且试压期间的最大的压降小于或等于试验压力的1%（西气东输管道设计压力为10Mpa）。
试压则视为合格。
达到试验压力±1.5%的附加（额外）压力偏差时,试压也视为合格,但前提是偏差由温度变化或其它认可的原因所致。
温度变化对管道压力影响的关系，应在开始稳压前管道承包商就该确定，并报业主批准。
关系的影响应明确提出并记录在案。
v严密性稳压期间，应连续不断记录试验压力，至少每15分钟记录一次静重压力标定台的读数、各种温度和大气压力。
4.6、分段试压合格后，两试压段连头处的焊口可不再进行试压必须进行100%的射线和探伤检测。
连头所用短节直管，必须是经过试验合格的管段，否则，不能使用在连头。
5、降压排水
5.1、压力试验顺利完成后，应对试验段减压。
慢慢拧开排放阀，以每小时不超过5Mpa的速度连续减压。
正常情况下，任何管件不得连接到泄压管路上。
如果有管件或排水管线连接，应将它们锚固以防移动。
试压水的排放要同当地政府和排放地所有者协商，同意后选择排放点排水。
降压到自然排放完为止。
5.2、严密性试验合格，管线降压后要进行排水作业，用压缩空气推动清管器进行排水吹扫，选用双向式高密封的清管器多次清管。
以不再排出游离水为合格。
管道注水时要安装可靠的水量计量装置，记录上水量。
管道清管排水也要安装测量排水量的计量装置，以便计算管道内的剩余水量，为管道干燥提供数据。
6试验记录资料
6.1总则
管道承包商应向业主提供所有必要的每个试验段现场所做的作业记录。
文件应包括但不只限于：
所有的记录图表、半小时的静重和温度读数效准、完整的泄露或断裂情况记录、与业主代表协商的所有资料。
6.2资料内容
在整体工程作业结束一周内，管道承包商应将最终试验资料交给业主。
装订好的资料至少应包括：
a.试压结束后总结
b.现场实际使用的试验程序、对任何不同于试压前所批准的地方所做的修改，应加以标识。
c.所有计算方法
d.清楚标明数据的压力记录图
e.温度数据
f.静重压力标定台的检测记录
g.理论和手工绘制的压力体积曲线图
h.大气压数据
i.仪表校准证明
j.化学剂规格、生产厂家和注入的量（如果有）
k.故障和排除/整改记录
l.管线泄露的详细资料和维修方法（如果有）
m.各工序的日常和所有作业的记录（即：
注水、加压、泄压等）
n.注水量和排水量的记录
o.使用的所有清管器的记录和照片
p.使用的所有测径板的记录和照片
q.HSE手册
六、材料、设备和仪表要求
管道承包商应明确并提供此项工程所需的每一个设备的型号，尺寸和性能，包括备用件、备用装置和必要的设备材料。
管道承包商所提供的设备和材料应当包括但不限制：
v注水泵：
使用注水泵将过滤的测试水注入管道内。
注水泵的设置应满足所要求的注水流速和注水压力，如果受水源限制，那么必须提供中间蓄水池（沉淀池），多个蓄水池应按大小分开，使注入的水有足够的滞留时间让空气分离和杂质沉淀（按预计填充速度的最大值）。
蓄水池的输入、输出管彼此应对面设置以避免携带空气。
注水泵必须配备流量控制装置，排量不低于250m3/h（此流量可控制清管器速度为0.1m/s），扬程不小于150m（为克服推动清管器的阻力和高差引起的静水压力）。
v水过滤站：
水过滤站的额定量应超过预填充流速的最大值，按50μm过滤，悬浮物的总输出量等于或低于20g/m3。
v注水流量表：
涡轮式的，容量适合于测量注水流量，精度为±2%（全流程）。
v容积式试压泵：
速度可调，排量和压力适合于管线加压，至少能够超过实验压力的2Mpa。
该泵应成套配置，配有减压阀，设定在所规定的试验压力的2%以上以确保试压段不过量增压。
v试压设备，应运转良好，安全可靠，满足使用要求和工期要求，其设置应经济合理，设计可行。
v注入系统：
如果有要求，应按照规定的比例向管道内注入氧气清除剂、防腐剂和灭菌剂之用。
v如果有要求，应在试压各环节中连续向泵内注水，氧气清除剂、防腐剂和灭菌剂。
v加压体积流量表：
精度最好应大于±1%（每次的体积），用来测量管道加压必须用水的体积。
管道承包商用校准罐（额定罐）检查流量表的精度时，必须有业主在现场。
v静重压力标定台（压力天平）：
量程最小为所规定的试验压力的1.25倍，精度为读数的0.025%（全流程），读数精度为0.005MPa，并提供一份调拨前不超过三个月的检定证明书。
使用静重压力标定台来校正、检查压力表或压力变送器。
v两台压力记录仪：
量程最小为所规定的试验压力的1.25倍，精度为±0.1%（全流程），试压管段每端放置一台，并提供一份至少24小时的图表。
v两块压力表，量程最小为所规定的试验压力的1.5倍，精度为不低于1级，表盘刻度为每格0.1Mpa，试压管段每端放置一块。
v两台数字温度仪：
用来测量管线埋地的温度。
精度为±1℃，量程为-30℃～30℃。
v两台温度记录仪：
用来测量试压段两端的试压介质温度，精度为±1℃，刻度幅度为-30℃～30℃，并提供一份至少24小时的图。
v两支实验室用的温度计：
量程为-50℃～50℃，用来校正温度仪表。
v气压仪：
试验段每端配备一台灵敏度为1mm/1.33mbarde，总流程为1066mbar的气压仪。
v各试压段之间要配备通讯设备。
v试压系统：
连接好阀门、管件和接头，用来对试压段进行试压和脱水。
管道承包商应设计并安装临时清管器收发器或试压封头，并获得业主的批准。
清管器收发器或试压封头要焊接到被试压的管道上。
设计一个清管器接收器可以降低清管器的速度。
根据设计联合体给出的标准，设计临时试压封头以便承受整体管线的试验压力。
临时试压封头应在现场或在预制车间按照试验压力的1.25倍进行水压试验，稳压时间最少2小时。
试压系统应提前进行水压实验（按照试验压力的1.25倍进行水压试验，稳压时间最少2小时），说明每一焊缝的无损检测结果和水压试验结果，管道承包商应保存好这些书面材料。
每个试压系统所使用的次数以及每次试压的压力应记录下来。
试验工程师对所作记录应签字。
如果试压封头没有完整的合格证书和使用情况记录，不得使用此类试压封头。
每次再使用前，截断焊接过的焊口时要祛除所有焊接金属和热影响区。
为此，至少应切掉焊口两侧12㎜的管子。
对从坡口处起25㎜宽的新的环向焊缝分层进行超声波检验。
v试验测量间：
用来储存所有的仪表、压力记录器、静重压力标定台等设备（有些仪器是有使用温度要求的）。
试压管段的每一端应提供一间或使用工作车，对试压的进展情况进行评定并记录整个试压过程压力和水体积的变化。
v试压用引管不能小于Φ100mm，必须是满足试验压力要求的无缝钢管。
试压段两端至少各安装一个密封用的球阀和一个节流用的闸阀，阀门必须满足试验要求的性能。
v试验水，化学剂等要有安全处理措施。
v清管器探测装置：
此装置可以从地面探测清管器。
电源是用密封的、适合于注水作业的电池，当以最低的速度注水时，它们的放电时间将至少是清管器预计的运行时间的2倍。
承包商应为每一台被监测的清管器提供两台探测装置，以防发生故障。
v各种用来清洗、测量、排气作业的清管器，包括必要的测量工具。
管道承包商应提供清管器的详细资料报业主批准。
所有的清管器应该是高密封、双向式的，管道承包商应提供证据说明所用的清管器能够运行了200㎞以上的距离，并无任何重大的损伤或破裂。
v施工期间用于收集资料数据的检查单和各种表格。
说明：
●所用的测量和压力记录仪器在试压前必须经过静重压力标定试验。
●所有的设备连接时都应尽量靠近正在被试压的管子。
●管道承包商应准备足够的备用设备和仪表，至少应包括：
高压泵、注水泵、过滤站以及记录仪器。
无论如何，只要有一种仪器，就应有其备用的设备。
●要求管道承包商安装所有的设备、连通管网、管件以便处理上下水，并在试压工程结束时处理好所有的设备、管网、管件并恢复地貌。
●用来确定压力变化、加压量和温度的所有仪器都必须经过国际认可的认证机构标定和检定。
本条要求的仪器如下：
A.静重压力标定台
B.体积流量表
C.实验室水银温度计
所有其它上述没有在列的设备应该有生产厂家签发的内部校准证书。
在调拨前，所有仪表证书的有效期不得超过三个月，且证书的有效期应包含本工程的整个工期。
●在整个试压作业期间应提供充足的临时管道系统。
临时用的软管应是铠装式的，安全工作压力至少应等于试验压力。
软管应锚定以防发生故障时出现缠绕，且不能用在封闭的场所。
软管的设计压力至少应等于试验管段的试验压力。
软管不能超过出厂试验压力的50%以确保不发生蠕变（塑性变形）。
所有的软管和有关的管件在使用前应按试压段的试验压力的1.25倍进行2小时的预试验。
●所有仪表的操作范围应在最大指数的40%—80%范围内。
●试压作业期间，对任何加压的试验设备的工作压力的设定不得超过试验压力。
这些元件应有材料证明和厂家提供的设备数据清单。
与试压管段连接的试验设备应有水压试验证明并且已经通过试压管段试验压力的1.25倍的试验。
试验设备内部应清洁、适合于试压作业。
●必要时，管道试压期间应有设备供货商及阀门生产厂家代表参加，负责监视、指导、处理现场因产品质量所发生的问题。
3、人员
试压作业应由管道承包商方有经验的人员（试验工程师）进行操作，在试压期间不得从事其它工作；他们应连续作业，并应得到管道承包商人力方面的支持以便顺利完成试压工程的各项工作。
七、健康、安全和环境
1.管道承包商应采取所有必要措施确保所有从事其作业的工作人员、业主方面的人员和公众得到适当的保护，避免在试压作业中系统发生事故而受到伤害。
承包商应保证在试压期间和随后的泄压作业中，不允许在被加压的管段进行任何其它的作业。
2.管道承包商向业主确认，他已经向从事试验工作的人员和任何其他从事有关试验的人员说明了管道系统或试验管件在加压状态下发生故障时有可能会导致的后果。
非工作人员未经许
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