淺談西三線烏蘇壓氣站

摘 要：西氣東輸三線西段（二標段）烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站長輸管道工程，由于管線距離較長及且易引起管道長距離造成落差而影響試壓。管道在該段試壓存在一定難度，西三線西段在該段采用分段試壓的施工技術進行施工，取得較好效果。

關鍵詞：試壓 分段 技術 上水

中圖分類號：TK8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-0-02

西氣東輸三線天然氣管道工程西段（霍爾果斯—中衛）線路起自霍爾果斯首站，經新疆、甘肅、寧夏三省（區），終止于中衛聯絡站，管道總體走向是自西北向東南，與西氣東輸二線管道并行，線路全長2445 km，全線共設17座工藝站場、69座閥室。第二標段烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站管道線路工程，起始于烏蘇壓氣站出站圍墻外2 m，沿線途徑烏蘇市、奎屯市、沙灣縣、石河子市及瑪納斯縣，共計包括11#-15#五座閥室，沿途穿越四棵樹河、奎屯河、安集海河、金溝河、瑪納斯河及塔西河等大中型河流穿越，至瑪納斯壓氣站進站端圍墻外2 m結束，總計線路長度182 km，設計輸量300×108 m3/a，管徑1219 mm，設計壓力12 MPa，采用X80級

鋼管。

1 試壓介質的選擇

水源和排水地點：根據水源和管道分段情況，現場考察取、排水地點，會同監理、水資源管理部門協商，選擇適合管道水壓試驗的干渠、河水、地下水等。注水前，對水源進行分析，發現部分地段主干渠水清潔，pH值為6.0～9.0，且對管道無有害影響，作為試壓用水。

2 試壓設備的選擇

承包商要提供足夠的人工、設備、材料和服務，以便進行完整的水壓試驗，應包括：空氣壓縮機、注水加壓設備、使用儀表、鋼管和管件、輔助設備等。

在水壓試驗作業前2周，向試壓檢查員提交獨立檢測試驗室做出的壓力天平、溫度和壓力記錄儀、流量計等校驗證明，并且在試壓作業前2周報送試壓檢查員，合格后使用。

3 試壓段的劃分

由于管線距離較長，且造成落差較大，會影響管線試壓，我們采用分段試壓的施工技術。

3.1 試壓分段劃分原則

⑴盡量減少分段數、連頭數量及不參與試壓焊口的數量。

⑵分段長度盡量以站場、閥室、施工單位的分界點、三穿點，以及擬定的上水點作為試壓分段的起始點，試壓長度控制在35km左右。合理利用線路已有水源及方便排水。

⑶合并一、二類地區，壓力統一確定為二類地區試驗壓力為1.25倍設計壓力。

⑷線路最高點試驗壓力值控制，最低點試驗壓力引起的管道環向應力不能超過管材屈服強度的0.95倍。

⑸清管試壓分段與試壓分段基本保持一致，必要時可以調整清管分段。

3.2 線路分段高差控制

烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站管道線路工程全線18.4 mm壁厚管材和22 mm壁厚管材交替頻繁，兩種規格管材的試驗壓力及時間如表1所示。

從上表中可以看出，如果有一級地區和二級地區在同一試壓段落內時，強度試驗壓力需達到15 MPa，由于φ1219×18.4 mm管材在95%屈服強度下允許的最大壓力為16.16 MPa，因此一、二級地區合并試壓時允許的最大高差為116 m4 施工計劃

（1）進行段落考察和劃分，合理設置清管、測徑及試壓程序。整段管道連接完畢后，進行整體掃線清管、測徑以及壓力試驗。

（2）清管不少于3遍，根據驗收標準進行檢驗，測徑使用92.5%的測徑鋁板進行。

（3）上水采用背壓上水，保證試壓段的空氣含量不超標。

（4）試壓組織機構。設置清管、試壓隊負責該工程的清管、試壓、吹掃施工任務，下設兩個施工機組，分別為試壓1、2機組。

5 施工技術措施

試壓主要技術措施。

5.1 試壓水源

⑴在計劃試壓前，應提前落實好試壓水源，保證試壓水源的

充足。⑵如果水中懸浮物密度超標，水在注入管道前可以進行凈化沉淀，以達到較少懸浮物。⑶注水量計算：

5.2 管道試壓

為了保證管道運營的安全，在管道投產前按設計要求進行強度和嚴密性試驗，根據試壓分段起始點的強度和嚴密性試壓值，對管道進行分段試驗。一、二類地區合并后執行二級地區試驗壓力。

5.2.1 管道水氣隔離、注水與排氣

試壓用水必須滿足不腐蝕管道的要求，水質應經過檢驗。注入管道內的水應經過沉淀池、過濾網、流量計。對于試壓段通過地勢較大的落差地段，在管道注水時，應在注水的另一端采用壓縮空氣對管道內形成背壓，以避免由于水流經過高點后，造成管內產生負壓和空氣的進入。為了保證注水時管道內沒有空氣，應在水頭前放置一個水氣隔離清管器，利用注水壓力推動隔離清管器將水頭前管道內的空氣排出。隔離清管器可采用直板式清管器。

5.2.2 試壓頭制作、鋼管、管件和閥門

（1）試壓頭制作—符合規范要求，材料經過鑒定，同管段公稱直徑直縫鋼管制作（1219×22 mm）。根據設計要求預先放置2個注水清管器。

（2）試壓頭預制完成后，對所有焊縫進行無損探傷檢測，檢測合格后再進行壓力試驗。

（3）試壓頭試壓：試壓前先對試壓頭進行試壓，試驗壓力為管道嚴密性試驗壓力的1.5倍。穩壓時間4 h，無滲漏、無爆裂為合格，實驗合格后允許參與線路試壓。在焊接到管道上之前在試壓頭內預先放置兩枚注水清管器。

5.2.3 管道注水

試壓頭焊接到帶試壓主管道上后，對連接的環焊縫進行無損檢測，檢測合格后方能進行注水施工。注水時每個分段在注水清管器前增注200 m沖洗水。

5.2.4 管道升壓：

（1）試壓時對管線要求：

試壓時管線兩端暴露長度要小于36 m。

管線試壓前均須進行大回填，對于局部不能進行大回填的時，回填高度不得小于0.3 m。

（2）分階段穩壓

當管道注滿水，安全員對全線安全確認完成后，利用升壓系統對管道進行升壓，緩慢地增加試驗壓力，達到強度試驗壓力的30%穩壓15 min。檢查所有的管件和連接段，看是否有漏水情況。繼續增大壓力至試驗壓力的60%穩壓15 min，檢查漏水情況和系統的完整性；然后繼續增壓力。升壓期間每升壓0.5 MPa記錄一次壓力值，以便控制升壓速度。升壓過程中嚴格按規范要求進行，并做好每個升壓階段的記錄。

（3）試壓曲線見圖1。

5.2.5 強度穩壓試驗

由于強度穩壓時間較短，受溫差變化較大，所以穩壓開始時間應盡量選擇在溫度上升階段，以免由于溫度變化造成壓力下降。如果從試驗開始壓力損失就超過試驗管段規定最低試驗壓力的2%，試驗段將加水返回到初始的試驗壓力。在4 h穩壓后期，必須至少要有1 h的壓力穩定期，否則要延長試壓期，直到出現1 h穩定期為止。在確定試驗壓力的變化時，考慮溫度-壓力變化的相互關系。如果強度試驗在規定的最低測試壓力下保持了4 h，沒有發生裂管、明顯的壓降或者由于溫度損失要增加水量，則強度試驗就可驗收通過。試壓期間如果發生管道破裂，要進行修補，而后重復要進行壓力試驗，直至試壓效果達到規范要求。

5.2.6 嚴密性穩壓試驗

強度穩壓合格后，將試壓管段的壓力降到嚴密性試驗壓力值（可根據試壓分段表確定各點的嚴密性壓力監測值）。嚴密性試驗壓力穩定后，開始24 h的嚴密性試驗。在規定的最低壓力下，嚴密性試驗維持24 h，如果沒有出現最大為1%的壓降，嚴密性試驗合格，予以驗收。如果壓力降壓降超過標準，必須說明其他原因并加以證明，如溫度減低或者試壓閥門和管件的輕微漏泄。如果不能找出其他原因證明，則試壓機組必須繼續或重復進行嚴密性試驗，直到達到規范要求。

5.2.7 試壓失敗

如果在試壓時管道出現故障，試壓機組要找到位置和確定故障的原因。在拆除泄漏鋼管前，故障位置要徹底拍照，后將管段修理好后，再重新試壓。

5.3 管道掃水

試壓合格的管道，應及時將管道內殘留水排除干凈。排水采用壓縮空氣推動清管器進行排水，不能依靠地勢高差進行排水。試壓用水排放的地點根據選定的清管方案進行，安裝排水管道和緩沖設施，管道埋深不得小于700 mm。排水過程中防止沖蝕、深切地面或者損害排水點的植被，必要時敷設多層防水彩條布。

6 施工記錄

清管試壓過程中要做好各個階段的完整記錄：包括記錄圖表，壓力天平記錄，壓力、溫度（管子和環境）天氣條件記錄，注水和排水清管器的結構、型號和狀況包括表格所要求 的詳細內容。

最終應提交的記錄有：⑴管道清管測徑記錄；⑵管道試壓記錄；⑶壓力圖；⑷溫度圖。

7 結語

烏蘇壓氣站-瑪納斯壓氣站管道線路工程試壓的施工技術，解決了西三線大口徑管線的長距離試壓施工的難題。經過合理組織各工序施工，順利完成了長輸管道的長距離試壓施工，滿足了業主對施工進度和質量、健康、安全、環保的要求。