长输管道山区段水压试验分段优化探索

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年4月第36卷第4期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Apr．2014Vo1．36No．4长输管道山区段水压试验分段优化探索王志伦，左剑萍，高思广(廊坊中油朗威工程项目管理有限公司，河北廊坊065000)高鹏(中国石油天然气管道局国内事业部，河北廊坊065000)[摘要]长输管道工程的特点是距离长、经过的地形复杂、口径大、压力高，且点多面广，尤其是山区地段，高程差大；水压试验往往分段数量较多，工期较长，成本较高，且风险较大；长输管道水压试验优化迫在眉睫。结合国

2、内外施工规范，针对某工程山区大落差段管道水压试验分段优化问题，考虑山区大落差地段水压试验静压力的影响．对高程差进行计算，得到每一试压段允许的最大高程差，并将水压试验强度试压最高压力提高5，从而减少该类水压试验分段数量。[关键词]长输管道；大落差地段；水压试验；分段优化[中图分类号]TE973[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)o4一Ol7O—O4长输管道工程具有长距离、压力高等特点，水压试验是对整体T程质量进行综合检测的最后一道工序。对管道进行强度试压，除了安全的因素以外，其中一个很重要的原因是在试压过程中最大限度地消除管线的残余应力，暴露工程的缺陷

3、。如今，长输管道工程压力试验基本上均使用水作为试压介质，因此试压管段划分是否合理就决定了水压试验的工作量。管段划分合理，试压工期短，成本就低。笔者通过对管道工程应力的分析，采用最大高程的计算方法，计算不同等级地区的最大允许高程差，将水压试验强度试压最高压力提高5(按照相关施丁技术规范：低点管道的环向应力应不大于管材最低屈服强度的0．95)，综合考虑清管、试压和干燥等T序，对山区大落差地段水压试验分段数量进行优化。1山区大落差段管道工程应力分析及水压试验高程差分析长输管道工程在进行水压试验之前，要编制详细合理的试压方案，并报监理和业主审批后方可执行。试压方案的核心内容要根据

4、管道工程所经过的不同地区等级以及工程相应的规范标准来进行管道水压试验分段划分，山区大落差段水压试验分段如果严格按照相关规范规定来进行分段，分段数量将较多且风险较大。因此应对管道进行应力分析，计算试压分段的最大允许高程差。1．1管壁应力分布由于山区地形起伏较大，因此山区段高程差较大，落差可能会很大，有时甚至会超过500m。在水压试验之前，应根据管道工程途经的不同地区等级，计算要求的钢管壁厚，选择相应的管子规格。笔者主要对外径813ram，壁厚9．5、11．7ram输油管道进行分析。当只考虑管道承受的内压时，管道的纵向应力和环形应力表示如下：I一一(1)LlJo0=(2)厶O

5、0式中：、分别为管道的纵向应力和环形应力，MPa；为运行压力，MPa；D为管道内径和外径的平均值，mm；为钢管壁厚，mm。根据GB5025i-2003《输气管道工程设计规范》，钢管壁厚8。计算公式如下：[收稿日期]2014一o1—18[作者简介]王志伦(1975一)，男，1998年石油大学(华东)毕业，硕士，工程师，长期从事项目管理工作。学兔兔www.xuetutu.com第36卷第4期王志伦等：长输管道山区段水压试验分段优化探索pa一雨Do(3)厶D』‘式中：P为设计压力，MPaiD。为钢管外径，mmi为钢管的屈服强度，MPa；F为强度设计系数，也即为了使钢管具备足够的

6、安全度，经大量试验后确定的强度设计值调整系数；为焊缝系数，也即焊接接头强度与母材强度之比；t为温度折减系数，其值随温度变化而变化，且通常小于或等于1，可通过常用材料的温度折减系数值列表查询。1．2水压试验相关规定1．2．1行业标准的要求SYO4O1—98《输油输气管道线路工程施工及验收规范》9．3．2条规定：分段水压试验的管段长度不宜超过35km，试压管道的高度不宜超过30m，如果管段的高度差超过30m，应根据该段纵断面图，计算管道地点的静水压力，核算管道地点试压时所承受的环向应力，其值不得大于管材最低屈服强度的0．90倍。1．2．1企业标准的要求中缅油气管道工程(缅甸段

7、)清管试压施工技术规范规定：分段水压试验的管段长度不宜超过35km，试压管段的高差不宜超过30m，当管段高差超过30m时，应根据该段的纵断面图，计算管道低点的静水压力，核算管道低点试压时所承受的环向应力最大值应不大于管材最低屈服强度的0．90倍i对于山区地段经设计同意，管道低点承受的环向应力的最大值应不大于管材最低屈服强度的0．95倍，试验压力值以管段最高点测得的压力值为准。管道最低点的压力值为试验压力与管道液位高差静压之和。1．1．3国外相关标准的要求1)ASMEB31．8规定：最低强度试验压力为最大运行压力的1．1～1．5