石油化工管道压力试验常见误区讨论

石油化工管道压力试验常见误区讨论

高宇

中石油吉林化工工程有限公司 吉林省吉林市  132001

摘要：由于化工装置常具有有毒有害、易燃易爆、危险性高的特性，所以管道的压力试验在保证管道系统的承压强度和密封性能上，进而保证整个化工装置的安全开车及运行都有着十分重要的意义。而避免压力试验中的设计及操作的误区，保证压力试验的正确进行，更显得尤为重要。

关键词：石油化工；管道压力试验；误区

引言

在化工装置建设过程中，除材料本身的缺陷外，管道在制造、焊接、安装、施工和使用中会产生各种缺陷。为避免上述缺陷，装置运行前会对管线进行目视检查、无损检测、硬度检查及压力试验。管道压力试验是对管道组成件强度管道焊缝及严密性管道支吊架等的综合性检验，能充分发现管道材料施工质量完整性存在的问题，对确保装置投产后的管道安全稳定运行具有重要意义。压力试验有难度大、危险性高的特点，一旦发生试压管线破裂，破坏力大，甚至会危及人身安全。

1压力试验的介质、试验压力及方法

1.1压力试验的介质

由于压力试验是化工装置投入使用前管道的第一次承压，且试验压力要高于管道的设计压力，管道发生爆破的可能性比正常运行时要大。而在相同压力和容积下，试验介质的压缩系数越大，压缩试验时所储存的能量也就越大，发生爆破时的危险性也就越高，因此应优先压缩系数小的流体作为试验介质。水压试验时最为常见的压力试验方式，常温下，水来源丰富，且压缩系数小，因而是压力试验最为常用的试验介质。当业主或设计者认为液压试验不符合施工现场实际情况时，或运行条件不允许残留液体时，可选用气体作为试验介质进行气压试验。气液组合压力试验多用于压力低、口径大、主要输送气态介质的管道。由于承重等原因，无法进行液压试验。若进行气压试验，则因气体的可压缩性大使试验耗时过长，甚至难以实现。气液组合压力试验是解决这一问题的有效途径。它可根据管道的承重能力，先向管道内部注入一定量的液体，然后再注入气体直至达到指定的试验压力。考虑到气液组合压力试验存在一定气相空间，为安全起见，其压力系数、试验前做应力校核、安全防护要求以及合格标准等均应符合气压试验的有关要求。

1.2压力试验的试验压力

液压试验的试验压力一般情况下不得低于1.5倍设计压力，并可根据下述公式计算：

pT =1.5pS1/S2

其中pT为试验压力，单位为兆帕（MPa）；p为设计压力，单位为兆帕（MPa）；S1为试验温度下，管子许用应力，单位为兆帕（MPa）；S2为设计温度下，管子许用应力，单位为兆帕（MPa）。

液压试验需注意下述问题：①如果管道系统中未包含管子，则可根据其他管道组成件（不包括管道支承件和连接螺栓）的许用应力来确定S1/S2的值。如果管道系统由多种材料组成，则可根据多种材料的S1/S2最小值来确定。②如果上述规定试验压力，在试验温度下的周向应力或纵向应力（基于最小管壁厚度）会超过材料屈服强度，或在试验温度下的试验压力大于1.5倍组成件的额定值，则可将试验压力降低到试验温度下不致超过材料屈服强度或1.5倍组成件额定值的最大压力。③试验流体一般应使用洁净水。当对奥氏体不锈钢管道或对连有奥氏体不锈钢组成件或容器的管道进行试验时，水中氯离子含量不得超过50mg/L。如果水对管道或工艺有不良影响并有可能损坏管道时，可使用其他合适的无毒液体。

气压试验一般采用干燥洁净的空气作为试验介质，试验压力一般不低于1.1倍设计压力，且需要设有压力泄放装置。但是气压试验的主要缺点非常明显，由于气体可压缩性强，储能高，试验时存在较大的危险性。因此各相关标准对管道的气压试验有严格的限制条件，且试验需经过设计和建设单位同意。不能仅仅为了施工进度或实施方便，就决定采用气压试验 采用气压试验应慎重考虑，在试验压力不高于标准要求的前提下采取可靠的安全防护措施，确保试验安全方可实施。

气液组合压力试验试验压力应符合气压试压要求，其中被液体填充部分管道应符合液压试验要求。

2常见误区分析

2.1泄漏

试压时发生泄漏是常见现象,无论水压还是气压,必须泄压后再处理泄漏点。水压试验时发生泄漏会有水滴出甚至喷出，气压试验时则会有非常刺耳的噪音发出,常发生在法兰螺栓连接处。带压处理泄漏点是最施工现场最常见误区之一，必须在系统泄压的情况下紧固螺栓,处理漏点。因为紧固螺栓时会改变连接件的受力，受力不均匀可能会使螺栓失效留下后患。虽然原法兰螺栓经过规定工况条件下的强度计算，承受规定的预紧力和系统压力,并有一定的安全余度,但是绝不能任意增加载荷,特别是螺栓经过长时间的使用,受到腐蚀，疲劳老化作用,其强度必然降低,此时承受的载荷无从验证。虽然水压试验泄压很快,水的爆炸能量小,因为液体的体积压缩比很小,但水压仅仅是相对于气压相对安全而已,安全永远是相对的,没有绝对的安全。在高压的情况下,一旦螺栓断裂,水通过狭缝的速度很高,与密封面和空气的摩擦会产生很多热量,如果近距离接触泄漏口,高压水会象针一样喷射而导致人员受伤。而发生水压事故时,水的冲击力及脱离试压系统的零部件对人的伤害更难以预测。气压试验时,敲击扳手还会产生振动,导致管道压力系统内局部压力急剧升高,甚至发生炸裂现象。因此,带压处理泄漏点

，紧固螺栓,有可能造成螺栓断裂,使原本常见的现象变成事故,后果难以预料。

2.2变更

在施工过程中,出现设计变更不可避免,即便是试压合格的管线变更也时有发生。规范要求对变更内容重新进行压力试验是非常必要的,但此时现场往往已不具备试压条件,比如试压风车或试压泵已调运其他现场。而当变更仅仅增加个排凝点、增加个放空点、管线加一道焊口等小修补,该如何处理呢？根据规范规定,采取预防措施并能保证结构完好的小修补或增添物件,可不重新进行压力试验，但又如何来确定一个变更是属于大修补还是小修补,如何保证新增变更结构完好呢?规范规定,经设计或建设单位同意,可以不重新试压,但现实情况往往很难书面同意。因为没有人能确保新增管线结构完好、强度足够。可以对焊缝进行100%无损检测,环向、纵向及螺旋焊焊缝进行100%的射线或超声检测，角焊缝等焊缝进行100%的磁粉或渗透检测，以替代压力试验。

2.3夹套管线压力试验

由于夹套管线由夹套内管和夹套外管组成的多腔压力管道，夹套内管和夹套外管设计压力是不同的，夹套内管和夹套外管的试验压力也不相同。夹套内管试验压力需按内部或外部设计压力中的较大值确定，夹套外管则由夹套内设计压力来确定。需注意的是夹套外管进行压力试验时，夹套内管承受外部压力，在确定了夹套试验压力后，还必须校核夹套内管在该试验压力下的稳定性。如不能满足外压稳定性要求，则在做夹套的耐压试压时，必须同时在内管保持一定的压力，以确保夹套试压时夹套内管的稳定性。

结束语

石油化工管道的压力试验可以有效的检验整个管道系统的缺陷，及管道密封结构的密封性能。压力试验过程中有诸多注意事项和常见误区，一旦发生事故，不仅会使工期滞后，甚至威胁现场工作人员生命安全，造成十分严重的后果和经济损失。所以压力试验前做好准备，严格按照标准规范和既定方案执行，才能顺利安全完成试压工作，保证装置正常顺利地运行。

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