爱华网一、技术要点与难点 伴随着我国西气东输一、二线的全面竣工和三线工程的开工，我国在能源运输方面全面进入管道阶段。在长输管道建设的高峰期,长输管道的清管和试压是管道施工中的一个重要工序,如何安全经济的完成清管和试压一直是我们关注的问题。 经过综合分析，我们可以发现山区小口径长输管道的区别于其它管道,有着以下几个难点:第一,山区管道山高路陡,试压设备出入困难,水源分布不均匀,上水困难,试压管段划分困难。第二,管道口径小,使用热煨弯头多,弯头角度大,通球时易卡球。第三,管道敷设起伏大、高差大,导致通球试压压差大,对管道易产生危险。针对以上几个难点问题,本文提出几点解决方案。 二、施工过程中的的注意事项 管道分段要科学合理。对于山区、丘陵段等起伏大的地貌,在清管试压过程中无论是气阻还是高程产生的水压差都非常大,对于设备及管道的安全性要求都是非常高的,针对这些问题,管道清管长度的划分显得很重要,划分的合理性决定了清管试压的工作量的大小及工作进度。因此,除了应遵循GB50369的分段要求外,根据我们以往的施工经验,在清管试压的分段时应遵循以下原则: 一般情况下,以不同的地区类别作为一个试压段(30km以内),在经过环向压力屈服强度核算后,也允许不同的地区类别的管段合并为同一试压段。 当一个试压段中含有两段相邻等级地区的管道试验压力可按较低管道的标准进行。 当阀室及站场两端管道壁厚有变化时,且长度通常在300m以内的可与前后主管线一起试压。 清管分段的长度尽可能的短,在起伏大的地区一般不超过10km,根据空压机的工作压力和几个起伏段的高差,在几个起伏的最后一个高点安装放空阀(放空阀安装的位置应从清管的起点开始起算)。 局部地段强度试压可采用先做气压试验,再进行清管,最后利用管内存留的高压空气进行起伏大、设备难以到达的管段的清管施工。 如果一个起伏段高差较大,可把这个起伏段单独作为一个整体进行清管,可在清管段的末端设计一个排污段,并把清管段与排污段之间用带孔厚钢板隔开(防止清管器进入排污段),这样管段内的污物可以流到排污段并经过末端的排污阀排走,既完成了清管,又可使管道内充满高压空气,从而可以作为试压介质继续进行压力试验。 合理选用清管试压设备： 高压压风车。 当采用高压压风车对管道进行升压试验时,高压压风车的排量不宜小于8m3/min,工作压力不小于20MPa。 清管器的选择。 清管:采用直板清管器,刚性轴,配8片双向聚酯盘;也可采用鬃刷清管器,配4片杯形皮碗加尼龙鬃盘刷。 扫水:直板加皮碗清管器,配8片双向聚酯盘。 干燥:吸水清管器,开放孔聚氨脂泡沫清管器。 所有清管、测径、注水、排水清管器建议配备电子跟踪装置,以便于确定清管扫线过程中清管器运行的准确位置。 上水设备。注水泵:原则上要求在600米扬程时泵的排量达150m3/h以上,以防在试压管段内夹杂空气。 升压泵:一般为注塞泵,原则上要求能将压力升到试验压力1MPa以上,应当维持稳定的加压速度,并应在出口配备流量计。 水过滤器:要求能在规定的压力下满足规定的流量(一般条件下在1.0~4.0MPa条件下为350L/s),在需要时能清除淤泥,并配备有0-1.5MPa的压差表,测量通过滤网的压差。 仪表： 压力天平:可采用电子式或液压式,量程0-30MPa,精确度高于0.1%额定压力。 压力图表记录仪:记录表盘直径为300mm,量程为20MPa,能24小时制图。 压力表:弹簧管型,表盘直径150mm,量程为1.5倍的试验压力,0.2MPa增量。环境测温仪:普通温度计,在试压时测量环境温度。 电子温度测量装置:在水压试验时附在管道上,测量管壁温度和土温,测量精度应达到0.5℃。 清管的过程控制： 施工现场准备： 清扫前,在管道两端开挖操作坑,在操作坑开口两侧1m处打设两排钢板桩,钢板桩采用拉森型啮合式钢板桩,顶部预留200mm于地面以上。这样可以隔离管沟附近的地下水,降低坑侧地面载荷对沟壁的压力。用1.2m3单斗在试压管段两端开挖操作坑,操作坑规格为6m×5m×4m(经验值,可按不同管径及要形进行调整),进行收发球简的安装。 启动压风机、顶球运行： 打开阀门,启动压风机向管内充气,同时记录两头压力表读数的变化情况和气体的流量,当压力表的读数高于压风机2的输出压力时,停下压风机2,启动压风机1继续向管内充气。清管器运行速度控制在4-5km/h,工作压力0.05~0.2MPa,如遇阻可提高压风机的工作压力,但最大压力不得超过10MPa。 跟踪仪 跟踪：启动压风机前,按照通球扫线前确定的跟踪点安排人员蹲守,用通过检测仪检测,一旦清管器通过,立即通知下一班蹲守人员,并做好记录,转移到另一蹲守点。 球运行至收球筒后,阀门1开始大量排气,说明清管顺利完成,待气体排尽,压力回零后可打开收球筒,取出清管器,检查清管器皮碗的外型尺寸变化、划伤程度,对磨损较大的皮碗进行更换。对低频信号发生器充电检修,准备下一管段的清扫。 试压过程控制： 建立上水系统。 沉降池、泵基础打设好后,建立上水系统。在每个试压段管段的首末端安装放空管线、压力表和温度计套,在首端还应安装压力自动记录仪、压力天平、试压进水管和控制阀门。在整个管路的酋、末端设收,发球装置,以便于试压后取出清管球、试压水排放及管路的吹扫。 管线试压。
试压时为对水源进行综合利用,可几个管段用管进行连接后,中间用阀门隔开,第二管段的试压可利用第一段的水。 在第二试压管段末端先后装入两套清管器,中间用空气隔开,利用压风机将两套清管器推至第一、第二试压段分界,连通上水流程,启动离心泵,向管线内注水,以水压驱动两套清管器分别向两端前进,清除管线内空气。 清管器到达管段末端后,关闭放空阀门,注满水后24小时,待水温一致,接高压泵车开始进行水压试验。 水压试验按以下程序进行,并做好试压记录。稳压时间应在管道两端压力平衡后开始计算。 在环境温度较低时,试压完成后立即对试压合格管道进行清管,并将试压设备及阀门内的水放尽。 管道试压合格后,切割连通阀门,在管道两端安装收发球筒,重复清管步骤,清除管道内积水,至少清管两次,直到管道内无游离水为止。 三、对出现卡球故障的处理 管道清管过程中,如果处理不当,就会出现卡球,如何处理,有以下几点建议: 如果清管器卡在管道内,要设法进行增压推动,但增压不得超过设计压力,而且不能增加到收发球筒的额定压力。 如果确定造成卡球的原因是含水,可以采用更高的压力来推动清管器。 如果更高的压力也不能使管内清管器的运动,则必须进行割管取出清管器,判断卡球位置可采用电子跟踪仪,也可采用经验公式进行判断,公式如下: L=Q4TPOZ/φd2TOPQ=πd2TOPV/4TPOZ (式中:Q,进气速度;P,清管器行走压力,PO,大气压力;V,清管器行走速度,T,进气温度;TO,环境温度。Z,空气压缩系数;d,管内径) 山区长输管道的试压因地势、地型的不同，以及设计的要求不同及各地区的地形千差万别,不能一概而论,本文是对我们以往施工工程的清管试压施工的经验总结及提炼,对于施工中遇到的新情况、新问题，还要进一步加以研究和解决。
