油气管道空气试压方案研究与分析

2022-09-10

一、国内外规范中对空气试压的具体规定

1. 本研究收集的规范包括:

(1) 国内的GB 50251-2003《输气管道工程设计规范》、GB50253-2003《输油管道工程设计规范》、GB 50369-2006《油气长输管道工程施工及验收规范》;

(2) 国外的ASME B31.4《液态烃和其他液体管线输送系统》 (2009) 、ASME B31.8《输气和配气管道系统》 (2010) 、CSA-Z662《石油和天然气管线系统》 (2007加拿大) 、BS EN 1594《天然气供气系统——最大操作压力超过16bar的管线的基本要求》 (2009英国) 、ISO 1362《石油天然气工业——管道输送系统》 (国际) 、49CFR192《管道安全法天然气和其它气体的管道输送:联邦最低安全标准》 (美国)

二、国内外规范对空气试压规定的分析对比

1. 国内天然气管道空气试压规范的对比分析

对于输气管道, 国内规范主要为GB 50251-2003和GB50369-2006对空气试压进行了规定说明。

(1) 其共同点为:

对位于一、二级地区的管道均规定可以采用空气试压, 强度试验压力为1.1倍和1.25倍的设计压力, 稳压时间为4h;

对位于一、二、三、四级地区管道的严密性试验压力均为设计压力, 稳压时间为24h。

(2) 不同点为:

GB 50251-2003对位于三、四级地区的管道在满足一定条件时可以进行空气试压, GB 50369-2006未提三、四级地区空气试压;

GB 50369-2006提出了空气试压分段长度不宜超过18km, 且有试压防暴安全要求。

2. 国外天然气管道试压规范的对比分析

对于输气管道, 国外规范主要为ASME B31.8、CSA-Z662、BS EN 1594、ISO 1362和49CFR192五个规范对空气试压进行了规定说明:

(1) 五个规范相近点为:

五个规范均明确可以采用空气试压;

允许采用空气试压的客观条件主要为管道埋设深度内环境温度过低或缺少符合质量的试压水源, 同时CSA-Z662中还规定在高差大、排水困难地段以及ISO 1362中规定在不适合水试压的情况下也可以采用空气试压;

允许采用空气试压的管道自身需要满足的条件主要为:是未使用的新管子, 焊缝系数为1.0, ASME B31.8、CSA-Z662和49CFR192中还规定了试压产生的最大环向应力与SMYS的关系;

五个规范中对空气试压的压力如何检测判定和泄漏检测均没做详细说明。

(2) 五个规范不同点为:

各规范对强度试压和严密性试压的压力规定不同, 包括采用设计压力 (DP) 、最大操作压力 (MOP) 计算, 压力等级不等;

试压时间不同:强度试压时间最小15min, 最大为8h, 严密性试压时间最小8h, 最大为24h。

各规范对空气试压时的严密性试压要求不同, ASME B31.8和49CFR192未明确是否进行严密性试压, CSA-Z662不要求进行严密性试压。

3. 输油管道国内外空气试压规范的对比分析

对于输油管道, 国内外主要为GB 50253-2003、GB 50369-2006、ASME B31.4、CSA-Z662和ISO 1362五个规范对空气试压进行了说明:

(1) 五个规范相近点为:

除ASME B31.4规定用水试压外, 其他规范规定在缺水、寒冷、和人烟稀少地区, 允许输油管道采用空气试压, 但管道应满足止裂要求;

(2) 五个规范不同点为:

各规范对试压压力要求不同, 强度试压压力国内标准为1.1倍设计压力, CSA-Z662和ISO 1362规定为计算压力和1.25MOP, 强度试压时间除ISO 1362规定为1h外, 其他均为4h;

严密性试压压力国内规范为设计压力, 国外规范为1.1MOP, 试压时间除ISO 1362规定为8h外, 其他规范为主要为24h。

三、分析结论

根据上述理论和案例统计分析, 管道采用空气试压时, 主要是受严重试压区域内严重缺水和环境温度太低影响。国内空气试压一般都是小管径、压力较低的管道采用空气试压较多, 对于大口径、高压力管道采用空气试压案例较少, 空气试压分段长度一般在23km以内;国外管道特别是前苏联进行大口径管道空气试压较早, 试压分段划分长度也较长。

统筹规范和实践案例, 对于今后采用气体作为介质试压的建议如下:

(1) 对于一、二级地区采用空气介质对天然气管道进行时, 在理论、规范方面GB 50251-2003与ASME B31.8在空气试压部分规范较为详尽, 因此在国内施工时建议主要以GB 50251-2003为准, 同时要参考ASME B31.8规范, 建议在二级地区空气试压时, 增加试压产生最大环向应力<75%σs要求, 强度试压可按MOP (非DP) 的倍数考虑, 根据试压各段的不同地形, 详细核算环向应力最高点满足管材强度要求, 另外可考虑空气试压时加入可嗅气体, 方便检漏。

(2) 对于输油管道, 若采用空气试压时, 实施时除满足上述规范条件外, 对于原油管道材质, 要求必须满足止裂要求。

(3) 对于高压、大口径管道试压时, 如果采用空气试压, 建议试压分段长度宜控制在18km以内, 同时需要更加重视和加强管道试压期间的安全措施采用情况, 建立有效的防范和应急处理预案。

摘要：通过系统的国内外规范对采取空气试压的具体规定分析, 从而总结分析出国内外规范对于空气试压的通用要求以及相应的限制条件。通过国内外近几年来对进行空气试压的案例分析, 说明空气试压在管道施工实践过程中的应用现状。通过规范理论和实践案例的总结系统的提出长输油气管道空气试压实际操作的通用前提条件以及需要注意事项。

关键词：油气管道,空气试压