長(zhǎng)輸管道通球掃線

1、長(zhǎng)輸管道通球掃線、試壓長(zhǎng)輸管道通球掃線、試壓技術(shù)技術(shù)綜述綜述我國石油工業(yè)正處于一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，中西部油氣區(qū)新資源的發(fā)現(xiàn)，有必要建設(shè)大量新的重要管道。因?yàn)楣艿雷鳛檩斔褪侄?，與其他輸送方式相比有較大優(yōu)點(diǎn)輸送成本低；建造價(jià)格低，施工周期短；占地面積小；節(jié)省能源、人力；安全性高；公害小，幾乎無污染。綜述綜述管道由于其在能源傳輸上的優(yōu)勢(shì)地位，使它在國民經(jīng)濟(jì)及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到越來越大的作用。石油、天然氣、成品油甚至煤都將更多地通過管道運(yùn)輸。由于高壓、大口徑管道比低壓小口徑管道更經(jīng)濟(jì)，所以大口徑長(zhǎng)輸管道已成為管道工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，長(zhǎng)輸管道工程必將有新的更快發(fā)展，這無疑給施工企

2、業(yè)帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇。如何把握機(jī)遇、占領(lǐng)市場(chǎng)是每個(gè)企業(yè)都在思考的問題，而優(yōu)良的資質(zhì)及業(yè)績(jī)，過硬的管理、技術(shù)及裝備水平應(yīng)該是其中的基本著眼點(diǎn)。長(zhǎng)輸管道施工完畢要經(jīng)過一系列試驗(yàn)才能投入使用，這部分工作包括清管、試壓、通球掃線、干燥，目的就是清掃管腔內(nèi)的雜物，排除管線內(nèi)的隱患和缺陷，取得較大的安全度。為管道投產(chǎn)創(chuàng)造條件。施工單位對(duì)此應(yīng)該高度重視，必須編制可靠的技術(shù)措施、安全措施并認(rèn)真執(zhí)行，對(duì)出現(xiàn)的問題，依據(jù)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范及時(shí)處理。施工工序施工工序長(zhǎng)輸管道施工的一般工序如下：線路交樁-測(cè)量放線-開拓施工帶-修施工便道-防腐管拉運(yùn)-布管-管線組對(duì)-焊接-無損探傷-補(bǔ)口補(bǔ)傷-防腐檢漏-開挖管溝-管道

3、下溝-回填-地貌恢復(fù)-截?cái)嚅y室安裝-三樁埋設(shè)-分段吹掃清管-分段試壓-連頭碰死口-陰極保護(hù)-全線通球掃線-聯(lián)合試運(yùn)-投產(chǎn) 從中可以看出試壓、通球掃線、干燥與其他各工序的銜接關(guān)系管道是在下溝回填后進(jìn)行分段清管和分段試壓。分段試壓合格后，連接各管段的碰口焊縫只需進(jìn)行100%射線探傷，可不再進(jìn)行試壓。穿（跨）越大中型河流、鐵路、二級(jí)以上公路、高速公路的管段應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行清管和試壓。如果設(shè)計(jì)有特別要求，管道投產(chǎn)前還要進(jìn)行站間試壓和站間清管，以及輸氣管道的干燥。試壓前編制通球試壓措施，并報(bào)業(yè)主和監(jiān)理審批，試壓成立試壓小組，組長(zhǎng)由項(xiàng)目經(jīng)理擔(dān)任，成員為項(xiàng)目工程師、安全員、質(zhì)檢員、監(jiān)理工程師。通球、試壓時(shí)設(shè)巡線小

4、組。施工中須根據(jù)情況統(tǒng)籌安排，保證效率,穩(wěn)妥進(jìn)行。吹掃清管吹掃清管管道吹掃清管在管道下溝回填之后進(jìn)行，一般以閥室間距為一個(gè)吹掃單元，清管設(shè)備為高、低壓壓風(fēng)車。分段清管應(yīng)設(shè)臨時(shí)清管收發(fā)裝置，清管接受裝置應(yīng)設(shè)置在地勢(shì)較高的地方，50m內(nèi)不得有居民和建筑物。所使用的清管器直徑過盈量應(yīng)為管內(nèi)徑的5%8%,清管前應(yīng)確認(rèn)清管段內(nèi)的線路截?cái)嚅y處于全開狀態(tài),清管時(shí)的最大壓力不得超過管線設(shè)計(jì)壓力，清管器移動(dòng)速度應(yīng)控制在10Km/h左右，以免引起管道、閥腔或支座的損壞。管線首端安裝發(fā)球筒，將清管器置于其中，用空壓機(jī)將空氣介質(zhì)從發(fā)球端注入空氣，清管次數(shù)不應(yīng)小于兩次。管線通球末端安裝收球筒，該裝置周圍50m內(nèi)不得有居

5、民和建筑物。當(dāng)球通出后，應(yīng)立即關(guān)閉球閥，并及時(shí)通知管線首端停止供氣。當(dāng)管道通球完畢后，將末端球閥關(guān)閉。當(dāng)管道進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，管道試壓上水過程中還應(yīng)進(jìn)行一次通球掃線，以水為動(dòng)力源，利用水推動(dòng)清管器將管內(nèi)殘留的沙土等污物除掉。管道試壓管道試壓早期由于對(duì)強(qiáng)度試壓使用的介質(zhì)無明確規(guī)定，曾出現(xiàn)過不少嚴(yán)重事故。由于水壓試驗(yàn)與氣壓試驗(yàn)對(duì)強(qiáng)度試壓有效性是一樣的，但氣壓試驗(yàn)時(shí)，管道內(nèi)試壓氣體儲(chǔ)存能量大，在管道破裂處急劇膨脹，使破裂擴(kuò)展，進(jìn)而使管道的破裂可達(dá)幾公里甚至更長(zhǎng)，不但會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，且易造成人身傷亡事故。而水壓試驗(yàn)沒有長(zhǎng)距離爆破的危險(xiǎn)，因而不會(huì)造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失，因此許多國家的油、氣管道規(guī)范對(duì)氣體進(jìn)行

6、強(qiáng)度試壓均作了限制。美國輸油管道規(guī)范明確規(guī)定：當(dāng)操作壓力所引起的環(huán)向應(yīng)力大于0.2倍管材規(guī)定的最小屈服極限或試驗(yàn)壓力達(dá)到1.2倍設(shè)計(jì)壓力值時(shí)，必須以水為介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)度試壓；試驗(yàn)壓力大于或等于設(shè)計(jì)壓力的1.25倍時(shí)可采用分段試壓，其死口（Tie-in）處的焊縫進(jìn)行100%射線探傷后不必進(jìn)行整體試壓。規(guī)范不允許用氣體進(jìn)行強(qiáng)度試壓。而按照我國SY040198輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，二級(jí)至四級(jí)輸氣管道強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為1.251.5倍設(shè)計(jì)壓力。我國專家對(duì)國內(nèi)幾起試壓事故分析后建議：無論油管線還是氣管線，除采取特殊的措施外，不要采用氣體作為強(qiáng)度試壓的介質(zhì)。管道試壓管道試壓我國的規(guī)范中有相應(yīng)規(guī)定

7、：在條件允許的情況下，應(yīng)首選潔凈水作為試壓介質(zhì)；輸氣管道位于一、二類地區(qū)的管段可采用空氣作為試壓介質(zhì)；輸氣管道位于三、四類地區(qū)的管段應(yīng)采用潔凈水作為試壓介質(zhì)；壓力試驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)監(jiān)理、業(yè)主、施工單位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，共同認(rèn)可后，在試驗(yàn)報(bào)告上簽字驗(yàn)收。試驗(yàn)時(shí)，要求各崗位人員認(rèn)真巡視檢查，每小時(shí)向指揮員匯報(bào)壓力變化情況，并做好壓力變化記錄。水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)分段水壓試驗(yàn)的管段長(zhǎng)度不宜超過35km，試驗(yàn)段高差不宜超過30m，如果管段的高差超過30m，應(yīng)根據(jù)該段的縱斷面圖，計(jì)算管道的低點(diǎn)的靜水壓力，核算管道低點(diǎn)試壓時(shí)所承受的環(huán)向應(yīng)力，其值不得大于管材最低屈服強(qiáng)度的0.9倍。試驗(yàn)壓力值的測(cè)量應(yīng)以管道最高點(diǎn)測(cè)出的壓力值為

8、準(zhǔn)，管道最低點(diǎn)的壓力值應(yīng)為試驗(yàn)壓力與管道高差靜壓之和。試壓用壓力表應(yīng)經(jīng)過校驗(yàn)，并應(yīng)在有效期內(nèi)。壓力表精度應(yīng)不低于1.5級(jí)，量程為被測(cè)最大壓力的1.5-2倍。試壓時(shí)的壓力表應(yīng)不少于2塊，分別安裝在試壓管段的兩端以便參照。水壓測(cè)試水壓測(cè)試管道試壓分段和試壓程序管道試壓分段時(shí)盡可能考慮和閥室間距一致，這樣可以極大地便于管線阻水、導(dǎo)水，可以利用閥室的干線截?cái)嚅y，方便施工。管道上水前要計(jì)算用水量，根據(jù)水源的分布情況，統(tǒng)一考慮，以便取水。數(shù)段或十幾段集中上水，打破施工單位和管理區(qū)段的界限，這樣可充分利用水資源，可以使施工單位或承包區(qū)段互不制約。當(dāng)條件不完全具備時(shí)，可以考慮串聯(lián)上水，逐段倒水。在管道試壓程序

9、的安排上，應(yīng)考慮自高點(diǎn)端逐次向低點(diǎn)端逐次試壓，并在試壓設(shè)備的布置上，除第一段外，均布置在試壓管段的高點(diǎn)端，這樣便于利用上段管線存水，為下一段管線試壓時(shí)補(bǔ)水。在試壓水的排放上，要統(tǒng)籌考慮，最好等供水區(qū)域內(nèi)全部管段成后再將試壓水排掉，以作備用。水壓測(cè)試水壓測(cè)試上水過程中的排氣可采用高點(diǎn)放空和加隔離球的方法，高點(diǎn)放空時(shí)，放空頭溢水要控制足夠時(shí)間，以利氣體排空。放空完畢，關(guān)緊放空閥。施工中應(yīng)盡可能避免高點(diǎn)放空，優(yōu)選加隔離球法。即利用上水時(shí)加進(jìn)的清管器將水和空氣隔離開，利用水推動(dòng)管內(nèi)空氣外移，并最終將管段內(nèi)空氣排出，清管器取出后，要檢查清管器的磨損情況，決定是否重復(fù)利用。管道壓的速度和試壓壓力值按設(shè)計(jì)要

10、求的施工驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行但對(duì)管段試壓使用的測(cè)量?jī)x表，除使溫度計(jì)、壓力表外，還應(yīng)引入溫度自動(dòng)記錄儀和壓力自動(dòng)記錄儀，以便對(duì)管段在壓力試驗(yàn)過中的溫度變化和壓力變化進(jìn)行連續(xù)的記載，為試壓結(jié)果的科學(xué)判定創(chuàng)造條件。升壓時(shí)，可利用往復(fù)泵或泥漿車加壓，壓力應(yīng)緩慢上升。仔細(xì)進(jìn)行巡線檢查，檢查系統(tǒng)有無異常情況，發(fā)現(xiàn)滲漏打上標(biāo)記降壓后立即處理。升至強(qiáng)度試驗(yàn)壓力后開始穩(wěn)壓。穩(wěn)壓時(shí)間應(yīng)在管段兩端壓力平衡后開始計(jì)算。強(qiáng)度試壓合格后，進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，即將管道的壓力降到工作壓力壓。當(dāng)試壓環(huán)境溫度低于時(shí)，應(yīng)采取防凍措施如管道預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)要緩慢升溫。加壓時(shí)，要記錄添加的試驗(yàn)介質(zhì)量與壓力值的關(guān)系曲線，以便估計(jì)試驗(yàn)管段內(nèi)的殘余空氣量。

11、加壓后，必須有足夠的時(shí)間使管段中的壓力穩(wěn)定。如果試驗(yàn)管段破裂或泄漏，則事故處應(yīng)予以修補(bǔ)，并應(yīng)對(duì)該段重新試壓。應(yīng)在實(shí)際試壓前恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間（幾小時(shí)前）注入試驗(yàn)液體。注入時(shí)要分段進(jìn)行，以保證殘留在試驗(yàn)管段內(nèi)的空氣體積最小。加壓后，考慮在試壓時(shí)溫度的變化對(duì)壓力產(chǎn)生較影響，必須給予充分的穩(wěn)壓時(shí)間，注入的試驗(yàn)液體和周圍環(huán)境間明顯的溫差會(huì)導(dǎo)致很長(zhǎng)的穩(wěn)壓時(shí)間（幾天）。試壓合格后，打開首尾放空閥卸壓，并采用清管器清管，以便將管段內(nèi)的水清除干凈。嚴(yán)禁管內(nèi)存水。輸油、輸氣管道分段水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力值、穩(wěn)壓時(shí)間及允許壓降值應(yīng)符合下表：表1 水壓試驗(yàn)壓力值、穩(wěn)壓時(shí)間及允許壓降值。管道試壓結(jié)果的判定管道試壓結(jié)果的判定管線水壓

12、試驗(yàn)結(jié)果的判定，采用公式計(jì)算法來確定，傳統(tǒng)的判別方式僅以壓降不低于1%為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該說科學(xué)性不強(qiáng)，因?yàn)樗葲]有考慮到試壓水中含有空氣對(duì)試壓結(jié)果的影響，也對(duì)由溫度變化對(duì)試壓結(jié)果造成的影響考慮不夠。新的管道試壓結(jié)果的判定，主要包括以下內(nèi)容：試壓管段內(nèi)空氣存在試驗(yàn)的判斷 將試壓水排放一定量，然后測(cè)定其排水后的壓降，再計(jì)算出其在該條件下的理論壓降，并將排水后的壓降與理論壓降相比，求得其值，將該值與某一基準(zhǔn)值相比較，若大于基準(zhǔn)值，則為合格，否則應(yīng)采取相關(guān)措施。通過試驗(yàn)管段內(nèi)空氣量的測(cè)定及處理，就可以排除管段內(nèi)由于有大量空氣而存在的誤判。在西氣東輸工程的試壓結(jié)果判定問題上，應(yīng)采用新的判定方法，根據(jù)試驗(yàn)階段管

13、道容積、管徑、鋼管的當(dāng)量比厚、鋼材的彈性模量、水的壓縮系數(shù)、水溫及地溫的變化、壓力變化等系數(shù)，通過一系列計(jì)算，視計(jì)算結(jié)果來判定嚴(yán)密性試壓是否合格。從而大大提高了水壓試驗(yàn)的可靠性、科學(xué)性、可信性，以確保管道的密封性能。 嚴(yán)密性試驗(yàn)的判定氣壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)在一、二類地區(qū)，因?yàn)槿丝诩敖ㄖ∩?，如果沒有水壓條件，可采用氣壓。試壓區(qū)域（距試壓設(shè)備和試壓段管線50m以內(nèi)為試壓區(qū)域）內(nèi)嚴(yán)禁有非試壓人員，在升壓過程中，巡線人員應(yīng)與管道保持6m以上的距離。升壓的速度不宜過快，壓力應(yīng)緩慢上升。當(dāng)壓力升至0.3倍和0.6倍強(qiáng)度試驗(yàn)壓力時(shí)，應(yīng)分別穩(wěn)壓30min，進(jìn)行巡線檢查，檢查系有無異情況，發(fā)現(xiàn)滲漏打上標(biāo)記，降壓后立

14、即處理。如無異常情況繼續(xù)升壓。升至強(qiáng)度試驗(yàn)壓力后開始穩(wěn)壓。所用加壓設(shè)備為空氣壓縮機(jī)。其他技術(shù)要求與水壓類似，要嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行。試驗(yàn)壓力值及穩(wěn)壓時(shí)間如下：勞動(dòng)組織勞動(dòng)組織崗位職責(zé)如下：總指揮：負(fù)責(zé)試壓過程總指揮，嚴(yán)格按試運(yùn)程序指揮，對(duì)反饋信息及時(shí)發(fā)出處理指令。 打壓組：負(fù)責(zé)流程的安裝、流程的開啟。巡查組：負(fù)責(zé)穩(wěn)壓過程中管線監(jiān)查，發(fā)現(xiàn)泄漏或其它異常情況馬上匯報(bào)，及時(shí)處理。壓力監(jiān)測(cè)組：首尾各設(shè)一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，密切監(jiān)視壓力表變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)。應(yīng)急處理組：負(fù)責(zé)電機(jī)、泵的應(yīng)急維修和異常情況的處理。全線通球掃線全線通球掃線全線通球掃線在管線連頭后、試運(yùn)前進(jìn)行。掃線可采用二皮碗單體清管器，第一次清管時(shí)清

15、管器帶有電子探測(cè)定位儀，以便跟蹤清管器的行走情況。通球掃線基本條件是：管段分段試壓已經(jīng)完成。經(jīng)檢查管線已全部連通，球閥及旁通管路、管件、通球指示器、感應(yīng)件等全部安裝完畢。全線截?cái)嚅y門、旁通閥門開關(guān)靈活，全線截?cái)嚅y處于全開位置，旁通閥為全關(guān)位置。通球掃線用數(shù)臺(tái)空壓機(jī)壓縮空氣推動(dòng)清管器，如受阻可逐步提高壓力，但最大推球壓力不得大于工作壓力。操作方法如下：檢查確認(rèn)清管器完好無損，表面潔凈無污，電子探測(cè)定位儀安裝正確；發(fā)球筒、收球筒處于發(fā)、收工作狀態(tài)，相關(guān)的閥門開關(guān)位置正確。壓力表、通球指示器安裝正確；打開發(fā)球筒，將清管器從發(fā)球筒裝入，關(guān)閉發(fā)球筒，開動(dòng)空壓機(jī)將壓縮空氣通過連接管線壓入發(fā)球筒，驅(qū)動(dòng)清管器

16、行走，當(dāng)清管器通過末站通球指示器后，立即通知首站空壓機(jī)停機(jī)，同時(shí)關(guān)閉收球筒前閥門，先放空再打開收球筒，清除雜物并將球取出。輸氣管道干燥輸氣管道干燥輸氣管道投產(chǎn)前，還要進(jìn)行管道的干燥，干燥前應(yīng)多次用清管器清掃了管內(nèi)殘余水注入吸濕劑再次清管。然后用干燥的空氣將吸濕劑的揮發(fā)物吹掃干凈，在清管接收端測(cè)量管內(nèi)空氣露點(diǎn)，直至管內(nèi)的空氣露點(diǎn)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5，隔2小時(shí)復(fù)測(cè)一次，合格后封閉管線。管道干燥的方法很多，如抽真空干燥法、凈化天然氣干燥法、超干空氣干燥法等，但目前國際上較常用的莫過于甲醇干燥法，因?yàn)樵摲椒ㄐ矢?、效果好、成本低、安全可靠，同時(shí)也能滿足環(huán)保要求。甲醇干燥法甲醇干燥法甲醇干燥的機(jī)

17、理甲醇具有極強(qiáng)的吸水性，可以在瞬時(shí)以任何比例與水混合。因此利用甲醇這一特性，可以在甲醇組列到達(dá)時(shí)，將管內(nèi)殘留的游離水和液態(tài)水溶解在甲醇液中，變成混合液，在甲醇組列通過后，其混合液參入組列中，最終從管內(nèi)排出，從而實(shí)現(xiàn)管道干燥的目的。甲醇干燥的方法甲醇干燥前的準(zhǔn)備工作為確保干燥合格，在各施工單位分段試壓后清管掃線的基礎(chǔ)上，管道干燥施工組必須再一次進(jìn)行通球掃線。掃線用清管器選用四皮碗式，用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，每隔1.5小時(shí)發(fā)送一個(gè)清管器，其行走速度一般為10Km/h左右。干燥前清管掃線的標(biāo)準(zhǔn)為，小時(shí)內(nèi)相隔一定距離的三個(gè)清管器組列連續(xù)通過后，下一個(gè)組列只清除忽略不計(jì)的水量，或無水排除。甲醇干燥法甲醇干燥法干

18、燥組列的制作通過清管站或首站、分輸站的發(fā)球裝置，配以一些臨時(shí)設(shè)施，將適量的甲醇液注入到待干燥的管道內(nèi)，注入時(shí)，用清管器將甲醇液和其它介質(zhì)加以隔離，將甲醇液進(jìn)行封閉，使之在管段內(nèi)處于含水管壁與清管器皮碗所組成的圓柱形密閉空間內(nèi)，從而形成甲醇液與清管器組成的干燥組列。干燥組列的發(fā)送利用天然氣或干燥空氣對(duì)組列施以連續(xù)不斷的推動(dòng)力，使之以一個(gè)確定的速度前進(jìn)，在組列經(jīng)過帶水管段過程中，將管段內(nèi)殘留的水吸收干凈，并在組列通過時(shí)將水分帶走。干燥組列進(jìn)行的檢測(cè)調(diào)整應(yīng)密切關(guān)注干燥組列的運(yùn)行速度，利用跟蹤裝置準(zhǔn)確檢測(cè)組列的運(yùn)行速度，將信息傳到發(fā)球端，因?yàn)樗俣冗^快則達(dá)不到干燥效果，速度過慢會(huì)效率低下，易造成甲醇泄漏。由發(fā)球端通過氣體的壓力和流量及時(shí)調(diào)節(jié)組列的運(yùn)行速度。甲醇干燥法甲醇干燥法干燥組列的接受當(dāng)干燥組列即將到達(dá)被干燥管段的終點(diǎn)時(shí)，清管站、分輸站末站的收球裝置及一些臨時(shí)設(shè)施的操作人員要做好接收準(zhǔn)備工作，之后在接收過程中，要做好放空和排污工作，要做好清管器的取出和甲醇混合液的回收或燃燒工作。干燥效果的確認(rèn)在混合液排放過程中，通過測(cè)量甲醇在混合液中的體積占有量，來判斷管道干燥是否