JCOE生產線靜水壓試驗壓力的確定

□李　鋼　□湯躍先　□湯圣先　□韓保材北鋼管業（營口）有限公司　遼寧營口　115007

JCOE生產線靜水壓試驗壓力的確定

□李鋼□湯躍先□湯圣先□韓保材
北鋼管業（營口）有限公司遼寧營口115007

為了滿足管線管及海洋管的靜水壓試驗要求，參考國內外同類廠家的經驗，結合相關標準與實際計算，確定了JCOE生產線靜水壓試驗壓力。

北鋼管業（營口）有限公司在建的大直縫JCOE埋弧焊管生產線，產品規格16～64 in（1 in=2.54 cm），鋼管壁厚6～65 mm，鋼管長度30～60 feet（1 feet= 3.048 m），鋼級最高達到X100。生產線中關鍵設備成型機采用德國西馬克-梅爾公司的產品，該成型機壓力10 000 t，有效彎曲長度19 m，這也是梅爾公司在世界上首臺第二代成型機產品，設計與制造過程應用了大量新技術與新工藝。

埋弧焊管生產線中的水壓試驗機［1］即靜水壓試驗安排在擴徑工序后，經過靜水壓試驗的鋼管再進入終檢超聲波與X射線裝置進行檢測。通過靜水壓試驗，對焊縫質量、母材質量進行綜合性檢驗，消除一定程度的管體殘余應力。水壓試驗機具有自動接管、鋼管沖水、打水壓試驗、鋼管空水、自動出管等多種功能，能連續、穩定、高效地對鋼管進行水壓試驗。

1　相關標準規定

根據《API SPECIFICATION 5L》標準中9.4“靜水壓試驗”的規定［2］，鋼管應進行靜水壓試驗，且在試驗過程中焊縫或管體不應滲漏；此標準中10.2.6規定，管徑≤406.4 mm（16 in）鋼管，試驗壓力不需超過50.0 MPa，管徑＞406.4 mm（16 in）鋼管，試驗壓力不需超過25.0 MPa。

根據海底管線系統規范《DNV-OS-F101-2007》標準中“E.水壓試驗”，“E 100工廠壓力試驗”中第101項內容：除非使用E107（根據雙方協議，UOE工藝制造的膨脹管可忽略水壓試驗）描述的替代方法，每種長度的管道都要經過水壓試驗。

2　國內外制管企業靜水壓壓力值狀況

國內：番禺珠江鋼管正在試制印度海灣3 500 m深油管［3］［4］，鋼級X65，內徑691 mm，壁厚40.5 mm，試驗壓力56.5 MPa。

國外：下面是由相關設備制造商提供的鋼管靜水壓壓力測試情況。

Izhorsky Trubny Zavon（俄羅斯）：計劃改造提高到55 MPa

Vyksa維克薩鋼廠（俄羅斯）：55 MPa

車里雅賓斯克（俄羅斯）：60 MPa

柯林斯（希臘）：65 MPa

以上公司有的已經提供海洋管（如Izhorsky、Vyksa），或者建廠就是準備生產海洋管。

為達到未來海洋管的使用要求，設備制造商建議靜水壓測試壓力為60～65 MPa。

3　壓力計算

根據海底管線系統規范《DNV-OS-F101-2007》中第102項規定：如果在管道的內表面或外表面上填焊，試驗壓力（Ph）為式（1）計算得出的最低值：

根據式（1）計算出所有鋼管的水壓機試驗壓力值與推力值，見表1。

從計算結果看出，最高試驗壓力值出現在最小管徑、高鋼級壁厚（X100）時，達到68.25 MPa。

4　水壓機設備制造情況

目前國內設備制造企業的加工能力已經完全可以實現水壓機的高壓要求，試驗壓力可以達到100 MPa以上，企業使用效果良好。水壓機系統關鍵零部件都可以國產化，如：高壓閥、增壓器等。關鍵的密封件，無論端面密封還是徑向密封［5］，均可以由國內專業的配套企業供應，其密封壓力上限值和密封效果、使用壽命均能滿足生產要求，而且制造成本低于進口產品，完全可以替代進口產品的使用。

5　結論

公司產品著眼于優質管線管及海底管線鋼管，力主開發海外市場，為了滿足未來海底管線鋼管試驗壓力要求，針對不同用戶對產品質量的苛刻要求，公司綜合考慮，優選方案，將水壓機試驗壓力確定為70 MPa。提高試驗壓力，既提高了設備的壓力級別，還可以保證在中低試驗壓力工作時的工作效率，在保證設備性能和效率的同時，降低了成本，為整條生產線能力的提升創造了條件。

［1］孫志禮.機械設計［M］.沈陽：東北大學出版社，2000：.

［2］郝木明.機械密封技術應用［M］.北京：中國石化出版社，2010.

［3］GB/T9711-2011.石油天然氣工業管線輸送系統用鋼管交貨等級PSL1［S］.

［4］GB/T9711-2011.石油天然氣工業管線輸送系統用鋼管交貨等級PSL2［S］.

［5］API SPEC5L（第45版）管線鋼管規范［S］.

In order tomeet hydrostatic test requirements for pipelines，particularlyfor the marine pipes，hydrostatic test pressure of JCOE production line is defined with pertinence by referencing the experiences from similar domestic and foreign manufacturers and on combination of relevant standards and actual calculations.

JCOE；靜水壓試驗；試驗壓力

JCOE；Hydrostatic Test；Test Pressure

TA871.1

B

1672-0555（2015）03-057-03

2015年4月

李鋼（1969-），男，碩士，工程師，主要從事直縫埋弧焊管生產工藝與設備維護工作