超高压输气站场工艺管道爆破吹扫、气压试验施工工法

超高压输气站场工艺管道爆破吹扫、气压试验施工工法

YJGF108-2004

北京城建亚泰建设工程有限公司

吴雄平吴精辉刘兵刘传高董佳节

输气站场工艺管道复杂、管径大、管道系统管路很多，如采用常规吹扫方法，从进站管口接空压机往系统内进空气，从系统各主、支出口吹出，不能保证各管道内脏物被带走吹扫所需的气流速度，很难达到清洁工艺管道系统的效果，如按常规用水试压，则地下汇气管内存水将无法排出，冬季时易产生管道冰堵，从而降低管道的实际输气量，增加了干燥处理的难度，试压用水源和排出处理困难。

我们开发研究并应用的超高压输气站场工艺管道吹扫、气压试验技术成功地解决了以上的难题，并形成了工法。根据工艺系统特点，采用爆破吹扫法。爆破吹扫的原理是对吹扫系统只留1个吹扫出口，在此用石棉橡胶垫封堵作为爆破膜，当空压机向系统内加压到爆破膜的承压极限时，石棉橡胶膜爆破，系统内压缩空气在瞬间(短时间内)高速向爆破口排出，管道内锈尘、杂物随气流涌向出口，从而达到对系统内管道清扫的目的。通过对气压试验时管道应力的计算，在满足管道最低屈服强度设计系数的前提下，采取相应安全措施后，实行超高压(11.5MPa)气压试验。

本工法在保证工艺管道吹扫效果和气压试验1次成功前提下，具有工期短、成本低的优点，在陕京二线输气管道工程(北京末站)、永清-北京东郊门站输气管线工程(北京东郊门站)等工程中应用并取得了成功，北京末站将随陕京二线工程申报国家优质工程奖。

一、工法特点

1.超高压输气站场工艺管道爆破吹扫通过设置爆破膜保证了管道吹扫干净所需的气流速度，从而达到清洁管道的目的。

2.超高压输气站场工艺管道气压试验用压缩空气为介质进行试压，从而解决水压试验存在排水不彻底、管道干燥处理工作量大等难题。

二、适用范围

适用于各天然气长输管线站场的吹扫、试压施工。

三、工艺原理

爆破吹扫的原理是对吹扫系统只留1个吹扫出口，在此用石棉橡胶垫封堵作为爆破膜，当空压机向系统内加压到爆破膜的承压极限时，石棉橡胶膜爆破，系统内压缩空气在瞬间(短

时间内)高速向爆破口排出，管道内锈尘、杂物随气流涌向出口，从而达到对系统内管道清扫的目的。

用压缩空气做介质进行压力试验，根据《输气管道工程设计规范》规定应满足以下条件：

1.试压时最大环向应力小于50%管道屈服强度(三级地区)。

2.气压试验压力为设计压力的1.15倍。

3.所试验的是新管材并且焊缝系数为1.0。

4.管材满足止裂韧性要求。

四、工艺流程

爆破膜及盲板设置→空气压缩机连接→爆破吹扫→工艺设备连接及句头→空压机升压→强度试验→降压→严密性试验→泄压

五、操作要点

1.封堵设置

进、出站管口处焊接相应承压能力的椭圆封堵，对不能参加吹扫的计量调压等设备前后管段实行封堵。

2.爆破口的设置

根据计量，调压设备不能参加吹扫的要求，将系统分为前、后二区，各设置1个爆破口，分别进行爆破吹扫，爆破膜选用5mm厚的高压石棉橡胶板。

3.爆破吹扫

吹扫交压机选用XHP1070(V=30m3/min，P=2.4MPa)，在进、出站管上分别接空压机加压，每区经过5次爆破，用白布进行排出气体打靶试验，白布上未发现铁锈、尘土、水分等赃物，吹扫达到要求(见图1)。

图1爆破吹扫

4.工艺设备连接

爆破吹扫完成后，将未参加爆破吹扫的设备与系统连接好，将试压用空压机通过空气净化装置与工艺系统连接好(见图2)。

图2 过滤包接管及加固

5.气压试验

输气站场工艺系统按设计工作压力一般分为三个压力级，即高压区、中压区、低压区。试压时按高、中、低压进级试压，高、中压区之间及中、低压区之间设置分界阀。高压区主要工艺管道及设备强度试验压力为1.15倍工作压力，严密性试验压力为工作压力；中压区为工艺系统中所有放空阀至放空分离罐和排污阀至污水罐的管道，强度试验压力为1.15倍工作压力，严密性试验压力为工作压力；低压区为放空分离罐和污水罐后的管线，强度试验压力为 1.15倍工作压力，严密性试验压力为工作压力。试压时采用2台空压机5-101250(V=1Om3/min，P=25MPa)同时往试压系统高压区内加压，当系统压力升至低压区强压时，关闭中、低分界阀、对低压区进行强度试验，4h稳压强度试验合格后，打开低压区泄压阀使低压区压力降至低压区工作压力，稳压24h用肥皂水对焊缝及法兰等宜漏部位进行严格检漏，合格后泄至常压，低压区试验完毕，低压区泄压间保持开启状态；当系统压力升至中压区强压时，关闭高、中压分界阀，对中压区进行强度试验，稳压4h强压合格后，打开中、低压分界阀降压至中压区工作压力，稳压24h检漏合格后泄至常压；当系统压力升至高压区强压时，空气压缩机停止加压，关闭试压管上进气阀，对高压区进行强度试验，4h 稳压合格后打开高压区泄压阀降压至高压区工作压力，稳压24h检漏合格后泄至常压，试压工作全部完成。

六、材料准备

高压椭圆封堵、空气净化装置、高压石棉垫(爆破膜)、高压针形阀、压力表。

七、机具准备

空压机XHP1070(V=30m3/min，P=2.4MPa) 1台

空压机S-10/250(V=100m3/min，P=25MPa) 2台

八、劳动力组织及安全措施

1.劳动力组织

(1)成立试压工作组织机构，试压工作领导小组组长全面协调指挥试压的各项工作。

(2)根据试压的各工序组织相关工作组，压缩机操作组、检查刷漏组、紧固维修组、读表及开、闭阀组、疏散警戒组、抢救组。

2.安全措施

(1)压力试验区域外50m处设置警戒线，只限参与试压的工作人员进入，并标明"管道高压试验无关人员严禁人内气试压段周围，与试压作业没有直接关系的作业须停止。在试压段进行试压时，所有不需要直接参与试压操作人员(检漏、拧紧垫圈、操作空压机、记录数据等等)的行动要加以限制，尽可能不要进入试压作业区。

(2)参加吹扫和试压的员工在施工现场作业时统一穿戴劳动保护用品，佩戴胸卡，吹扫、试压设备的操作人员佩戴耳塞，升压时封头对面及法兰连接处的侧面不准站人，发现渗漏时应停止升压，将距泄漏处两侧最近的控制阀门关闭，泄掉渗处的压力后进行修补，在试压过程中严禁敲击任何受压管道。

(3)试压场地要求平整并设置明确的安全通道，试压区域范围用隔离网封闭，按照要求设置警示标志。

(4)在试压作业期间提供和维护可靠的通讯系统，以便所有参与试压的工作人员能够相互通报在试压期间的试压状态和出现的问题。在所有的试压现场备有当地医疗和应急反应机构的电话号码。

九、质量要求

1.试压前所有焊口(包括临时连接管焊口)100%无损检测合格，法兰螺栓全部采用扭矩扳手均匀上紧，所有工艺管道的支座全部完成，试压用临时管线必须加固。

2.所有用于试压的阀门必须逐个试验，压力表应校验合格，压力表精度等级不得低于1.0级，表盘尺寸直径不小于150mm，量程为试验压力的1.5倍至2倍，被试各区域中压力表的设置应不小于2块。