石油化工裝置配管工程的后一道工序是壓力試驗(yàn),旨在檢測管道系統(tǒng)的嚴(yán)密性和強(qiáng)度能不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。以保證工藝管道裝置質(zhì)量和正常生產(chǎn)。對于大型化工裝置來說,管道長度有十幾萬米,且走向復(fù)雜,要想保證該項(xiàng)工作的順利進(jìn)行,就必須提早做好預(yù)備工作,選擇合理的,科學(xué)的試驗(yàn)方案是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵。
1 試壓系統(tǒng)的劃分
由于不同的壓力管道在工藝要求,操作條件等方面都有差異,所以不同的壓力管道試驗(yàn)方法也各不相同,所以測試前需要將管道分成幾十個(gè),甚至幾百個(gè)試壓包。試壓包的劃分應(yīng)充分考慮到管道的等級,介質(zhì),位置及工藝流程,設(shè)計(jì)壓力,設(shè)計(jì)溫度,盲板安裝難易程度等諸多因素。這給試壓包的劃分帶來了難度,需要我們?nèi)婵紤]各種有關(guān)因素。
一般情況下,我們主要遵照以下準(zhǔn)則:(1)不要把公用工程管道與工藝管道劃分到同一個(gè)系統(tǒng);(2)根據(jù)管道設(shè)計(jì)壓力,依據(jù)試驗(yàn)介質(zhì)來進(jìn)行具體劃分;(3)對于管徑小的,系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)增大,對于管徑大的,系統(tǒng)要??;(4)包含在同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的管線應(yīng)盡量避免分散。
2 試驗(yàn)介質(zhì)的選取
壓力試驗(yàn)過程中所需要的介質(zhì)一般分為兩種,一種采用液體,一種采用氣體。由于壓力試驗(yàn)介質(zhì)的選擇受各種標(biāo)準(zhǔn)影響,管道壓力測試一般選擇液體介質(zhì)來進(jìn)行。只有液壓試驗(yàn)操作確實(shí)存在困難或行不通時(shí),才可以考慮進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。因而,在試驗(yàn)過程中,一般選取液體介質(zhì)來完成實(shí)驗(yàn)。
然而,由于石油化工的不斷發(fā)展,受施工環(huán)境,設(shè)計(jì)條件等多種因素影響,很多的管道壓力試驗(yàn)不適合用液體作介質(zhì)。因而,在安裝石油化工裝置時(shí),越來越多的采用氣體作為介質(zhì)來進(jìn)行試驗(yàn)。相比于液體介質(zhì),氣體介質(zhì)具有臨時(shí)設(shè)施用量少,方便排放,無水跡等優(yōu)點(diǎn),但是氣壓試驗(yàn)?zāi)軌蚺c嚴(yán)密性試驗(yàn)一起進(jìn)行,從而減少施工程序。
3 試驗(yàn)溫度與試驗(yàn)壓力的確定
(1)試驗(yàn)溫度的確定。對于不同材料的管道系統(tǒng),對液體溫度的要求也各不相同。如果設(shè)計(jì)沒有規(guī)定溫度,一般來說,合金鋼管道系統(tǒng),液體溫度不能小于15 ℃,非合金鋼或低合金鋼管道系統(tǒng),液體溫度不能小于5 ℃,且應(yīng)不小于對應(yīng)金屬材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度,并且高溫度應(yīng)不超出試驗(yàn)介質(zhì)的沸點(diǎn)。高溫高壓管道隨著管壁變厚,材質(zhì)韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高,因此要依據(jù)詳細(xì)情況升高試驗(yàn)溫度。試驗(yàn)時(shí)要測試管壁溫度,保證材料試驗(yàn)溫度不會與它的韌脆轉(zhuǎn)變溫度相接近。試驗(yàn)過程中要注意防止由于裝置泄漏或者溫度突然變化使管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。
(2)試驗(yàn)壓力的確定。當(dāng)設(shè)計(jì)對試驗(yàn)壓力未做明確規(guī)定時(shí),采用下式進(jìn)行計(jì)算:
Pt=KPa[δ]1/[δ]2
式中,Pt 為試驗(yàn)壓力,MPa ;Pa 為設(shè)計(jì)壓力,MPa ;[δ]1 :試驗(yàn)溫度下材質(zhì)的許用應(yīng)力,MPa ;[δ]2 :設(shè)計(jì)溫度下材質(zhì)的許用應(yīng)力,MPa ;K 為系數(shù),液體壓力試驗(yàn)時(shí)K取1.5;氣體壓力試驗(yàn)時(shí)K取1.15;[δ]1/[δ]2:溫度修正系數(shù),如果設(shè)計(jì)溫度低于200 OC 時(shí)值取1,如果[δ]1/[δ]2 大于6.5 時(shí),取6.5。
如果將設(shè)備和管道作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),設(shè)備試驗(yàn)壓力大于管道試驗(yàn)壓力時(shí),依照管道試驗(yàn)壓力來測試。
當(dāng)管道系統(tǒng)設(shè)備的試驗(yàn)壓力低于系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力,但不低于管道設(shè)計(jì)壓力的1.15 倍時(shí),經(jīng)過建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位的批準(zhǔn),依照設(shè)備的試驗(yàn)壓力進(jìn)行測試。
4 壓力試驗(yàn)方法
通常情況下,管道安裝之后都應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行系統(tǒng)壓力試驗(yàn),試驗(yàn)方法的選取直接影響著試驗(yàn)速度與勞動(dòng)強(qiáng)度。因而試驗(yàn)方法的選擇合適與否顯得非常重要。具體的常用方法有如下幾種。
(1)逐項(xiàng)試驗(yàn)法。此法為了確保強(qiáng)度試驗(yàn)合格,應(yīng)該按照系統(tǒng)劃分首先進(jìn)行強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)查看焊接情況,然后開始嚴(yán)密性試驗(yàn),主要對法蘭密封面的連接狀況進(jìn)行檢查。這種方法能夠分階段實(shí)現(xiàn)壓力試驗(yàn)的工作,簡化了施工程序并且減少了泄漏點(diǎn)。
(2)設(shè)備與管道聯(lián)合試驗(yàn)法。就是將設(shè)備與管道系統(tǒng)串聯(lián)起來進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn)的方法,這個(gè)方法經(jīng)常應(yīng)用于管道與設(shè)備焊接在一起,不能插入盲板來隔離或者盲板數(shù)量多,拆裝難度大時(shí)。除此之外,當(dāng)設(shè)備之間連接沒有導(dǎo)淋,分支,單個(gè)設(shè)備的盲腸管和放空的管線時(shí)考慮用此方法進(jìn)行試驗(yàn)。
(3)系統(tǒng)串聯(lián)試驗(yàn)法。即將壓力、位置相近的試壓系統(tǒng)串聯(lián)起來,按照系統(tǒng)大小和試驗(yàn)壓力不同分別按規(guī)范要求安裝壓力表和控制閥,同時(shí)開始壓力實(shí)驗(yàn)的方法。實(shí)驗(yàn)過程中每一個(gè)控制閥處必須有專人操作,并且保證與總控制閥處溝通方便,以便于及時(shí)控制各點(diǎn)壓力值。
(4)單條管線試驗(yàn)法。即將單條管線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法,此法經(jīng)常應(yīng)用于管道較長,直徑較大的管道或不方便帶人進(jìn)行試驗(yàn)的管道,都可以將單*條管線成立一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),但是這種方法效率不高。
在計(jì)劃每年60 萬噸乙烯裝置,30 萬噸合成氨裝置中,都應(yīng)用上述方法來確定壓力試驗(yàn)方法,都取得了顯著的效果,各裝置一直穩(wěn)定運(yùn)行。由此看出,上述壓力試驗(yàn)的方法是可行的。
5 壓力試驗(yàn)的步驟
(1)液壓試驗(yàn)。液壓實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)按照“低點(diǎn)進(jìn)水,高點(diǎn)排氣”的準(zhǔn)則,要先把各管段高點(diǎn)的閥門,法蘭,排凝口,排氣口等開關(guān)打開,在向管道系統(tǒng)注水前,將管道系統(tǒng)內(nèi)的氣體排放干凈。等到管道系統(tǒng)內(nèi)水足夠時(shí),關(guān)閉所有臨時(shí)排氣孔,然后對管道系統(tǒng)進(jìn)行緩緩逐級升壓,先升壓到實(shí)驗(yàn)壓力的30%,穩(wěn)壓5 min,管道不變形,無泄漏,不降低壓力。繼續(xù)緩慢升壓到強(qiáng)度試驗(yàn)壓力的60%,穩(wěn)壓5 min,管道不變形,無泄漏,不降低壓力。繼續(xù)慢慢升壓到試驗(yàn)壓力,穩(wěn)壓10 min,這時(shí)專業(yè)人員可以對管道系統(tǒng)開始詳細(xì)排查,如果管道沒有泄漏,變形,壓力降低等異常現(xiàn)象,表明強(qiáng)度試驗(yàn)符合要求,而后將壓力逐步降低到設(shè)計(jì)壓力開始嚴(yán)密性試驗(yàn),停壓0.5 h,專業(yè)技術(shù)人員再次對試壓管道系統(tǒng)開始詳細(xì)排查,如果管道沒有泄漏,變形,壓力降低等異?,F(xiàn)象,表明嚴(yán)密性試驗(yàn)符合要求。
(2)氣壓試驗(yàn)。在進(jìn)行氣體壓力實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)先對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),預(yù)試驗(yàn)壓力應(yīng)大于等于0.2 MPa,預(yù)實(shí)驗(yàn)過程中如果不存在任何異?,F(xiàn)象方可開始正式的氣壓測試。氣體壓力測試前,要準(zhǔn)備好發(fā)泡劑,用來進(jìn)行泄漏檢測。在氣體壓力實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)該緩慢逐步使壓力升高,當(dāng)壓力增加到試驗(yàn)壓力的一半時(shí),檢查人員對系統(tǒng)開始全面檢測,若無任何異狀或泄漏現(xiàn)象時(shí),接著按實(shí)驗(yàn)壓力的10% 逐級增加壓力,每級穩(wěn)壓3 min,并進(jìn)行全面檢查,直到增加至試驗(yàn)壓力,穩(wěn)壓10 min,如果沒有異?,F(xiàn)象,將壓力逐漸減少至設(shè)計(jì)壓力,專業(yè)技術(shù)人員再次對試壓管道系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢測,確認(rèn)管道,無任何異?,F(xiàn)象,表明強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)符合要求。
6 試壓過程中的注意事項(xiàng)
試壓是一項(xiàng)具有危險(xiǎn)性的工作,在試壓現(xiàn)場5 m 范圍內(nèi),都屬于危險(xiǎn)區(qū)域。需要提前懸掛警示標(biāo)志,無關(guān)人員嚴(yán)禁進(jìn)入試壓區(qū)域及周圍。對于已經(jīng)拆卸下來的螺栓,應(yīng)該按照規(guī)格做好分類擺放,并使用SO2 做好涂刷。
用防雨布進(jìn)行遮蓋,并對法蘭面進(jìn)行清理,避免螺栓銹蝕,損壞。不管是氣壓或者液壓試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,不允許帶壓進(jìn)行修補(bǔ),消除隱患后從新開始實(shí)驗(yàn)。
液壓試驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)緩慢將壓力降下來。管道設(shè)備要排放液體時(shí),要首先把放空閥打開,把管道內(nèi)的試驗(yàn)用水排放干凈,排放前要充分考慮安全環(huán)保方面的要求。壓力試驗(yàn)完畢后,不允許在管道上修理或者增加物件。
7 結(jié)語
管道試壓是驗(yàn)收管道工程施工及裝置質(zhì)量的后一道工序,由此可見,管道試壓是一項(xiàng)特別重要且*的工作。大型石油化工裝置工藝管道具有系統(tǒng)規(guī)模大并且數(shù)量多,走向復(fù)雜的特點(diǎn),試驗(yàn)前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作,才能提高試驗(yàn)效率,保證試驗(yàn)平穩(wěn)有序的進(jìn)行。石油管道的安全性尤為重要,會對生產(chǎn)的安全性產(chǎn)生直接影響,因此試壓時(shí)要加強(qiáng)對試壓管道的系統(tǒng)檢查,通過試壓技術(shù)的合理應(yīng)用,保證管道的運(yùn)行質(zhì)量,試壓完畢后要及時(shí)恢復(fù)試壓管道系統(tǒng)。
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