氦氮泄漏试验在高压油气管线中的应用.pdf

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1、第1卷第2期2014年6月海洋工程装备与技术OCEANENGINEERINGEQUI眦NTANDTECHNOLOGYV01．1，No．2Jun．，2014氦氮泄漏试验在高压油气管线中的应用李雷，肖星鹏(海洋石油工程股份有限公司，天津300452)摘要为了保证高压油气系统管线能够安全无泄漏投产，高压有毒流体、可燃流体管道在普通强度试验检验完毕后，依据规范要求必须进行泄漏性试验。采用氦氮混合气体作为试验介质对管道进行泄漏试验，利用氦气检漏仪的高灵敏度对泄漏量进行量化，能够精准地完成管道的泄漏检测。关键词海洋油

2、气管道；泄漏试验；氦氮混合气体；量化检测中图分类号TE88文献标志码A文章编号：2095—7297(2014)02—0136—04ApplicationofHe-N2LeakageDetectiontoHighPressureOilandGasPipelineLILei，XIAOXing—peng(OffshoreOilEngineeringCo．，Ltd．，Tianjin300452，China)AbstractForsafeproductionwithnoleakageontheoffshoreoil

3、platform，theleakagetestmustbedoneafterthehydrostatictestaccordingtothecorrelativestandardofthehighpressureorflammablefluidsystem．TheHe·N2testcanmeasuretheleakingamountaccuratelywithheliumleakagedetector．Thismethodhaspotentialapplicationsintheleakagedetect

4、ionofhighpressureoilandgaspipelines．Keywordsmarineoilandgaspipeline；leakagedetection；He—N2mixedgas；quantitativedetection0引言1试验方法及试验用气量的计算氦氮泄漏试验是针对石油化工高压油气管线在正式投产前做的一种泄漏检测气密性试验，以确保元件的完好及工艺系统的完整性。泄漏为系统或元件异常所造成，通常会损害人员身体健康、影响生产流程安全、引发环境破坏等。海洋平台工艺管线常用的气密检漏介质是

5、空气或氮气，在连接处用高效发泡溶液检测是否有泄漏。这种检漏方法不能定量检测泄漏量，只能定性分析。氦氮泄漏试验是唯一能精确定位并量化系统泄漏量的检验方法，氦氮测漏能测出小至每年0．001立方英尺(约35．3mI。)气体泄漏量。本文拟围绕氦氮泄露试验的试验方法、试验压力的确定、试验用气量的计算、工艺流程及设备工机具、试验步骤以及氦氮泄漏试验的优点来介绍高压油气管线氦氮泄露检测的方法。1．1试验方法氦氮泄漏试验通常按照工艺安全阀设定值的90％进行。将氦气和氮气按照一定的比例(通常为体积比1：99)混合后通入管道

6、系统，加压到试验压力后，在连接节点处用氦气质谱检漏仪对氦气泄漏量进行检测，以检验高压管道系统的严密性。试验时将氦气质谱检漏仪与嗅吸探头连接形成泄漏探测器，检测被检管道泄漏出的微量氦气，嗅吸探头将氦气吸入，送人泄漏探测器系统中，氦原子在含量检测仪中被电离，变换为电信号，并显示出泄漏量。普通气密试验的试验压力只有7kPa(表压)。氦氮泄漏试验采取高试验压力，不仅能模拟管道在正常工况的运行情况，节省平台组块投人生产的准收稿日期：2014—05—29作者简介：李雷(1977一)，女，硕士，工程师，主要从事海洋石油

7、工程工艺配管方面的研究。第2期李雷，等：氦氮泄漏试验在高压油气管线中的应用·137·备时间，而且经氮气置换，高压油气管道内氧含量小于3％，可避免碳氢化合物进入管道时发生爆炸。1．2试验用气量的计算对试验所需的氦气和氮气的用量进行计算，不仅可以节省施工成本、避免不必要的浪费，而且能提前准备足够的试验气体以免造成工期延误。试验气体用量是运用理想气体分压定律(即道尔顿分压定律)计算的。在实际工作中常遇到多组分的气体混合物，其中某一组分气体B对器壁所施加的压强，称为该气体的分压(户。)，它等于相同温度下该气体单独

8、占有与混合气体相同体积时所产生的压强。混合气体的压强等于各组分气体的分压之和。此定律称为道尔顿分压定律。其数学表达式为P一却B．(1)如组分气体和混合气体的物质的量分别为N。和N，则它们的压强分别为PB—NBR丁／V，(2)P—NRT／V，(3)式中：P为理想气体的压强；V为理想气体的体积；T为理想气体的热力学温度；R为理想气体常数。式(2)、式(3)相除得PB／P—NB／N，(4)式中：N。／N为组分气体B的摩尔分数。实际应