[發明專利]一種一級地區高鋼級輸氣管道高強度水壓試驗方法

有效

• 申請號: 201310110999.0
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN103245565A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 閔希華;羅金恒;黃忠勝;楊鋒平;王琴
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01M3/28
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及管道強度試壓方法，特別涉及一種一級地區高鋼級輸氣管道高強度水壓試驗方法。

背景技術

輸氣管道的母材和焊縫中不可避免地存在著一些缺陷，管道試壓（水壓或氣壓）的直接目的是發現并修復這些缺陷，以避免這些缺陷在管道運行過程中發生斷裂破壞。管道試壓壓力的高低對缺陷的暴露率有重要影響，試壓壓力越高，缺陷暴露率越高。提高試壓強度的有利之處還在于：在高強度試壓壓力的基礎上，管道投產運行的壓力相對試壓壓力較低，因此運行更安全，且具有一定的潛力提高運行壓力，從而提高輸量。隨著大口徑輸氣管道的大規模建設和高鋼級管材的使用，在保證管道安全運行的前提下，提高運行壓力有極高的社會效益和經濟效益。

國外，加拿大CSA?Z662-2007《油氣管道系統》中規定，一級地區，對于X80及以下鋼級的管道，水壓試驗的壓力對應110%管材最小要求屈服強度，X80以上鋼級的管道，水壓試驗的壓力對應107%管材最小要求屈服強度。美國的輸氣管道設計規范ASME?B31.8-2007《輸氣和配氣管道系統》中則規定，水壓試驗最低壓力為100%管材最小要求屈服強度。國內，現行規范（GB50251-2003《輸氣管道工程設計規范》、GB50369-2006《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》等）規定：一級地區，強度試驗壓力不得小于設計壓力的1.1倍（設計系數0.72），在高差較明顯的試壓段，需要核算管道低點試壓時所承受的環向應力，其值一般不應大于管材最低屈服強度的0.9倍；對特殊經設計允許，其值最大不得大于0.95倍（目的是為了增加試壓段的高差）。試壓過程中，主要監測壓力值來控制試壓進程。

由上述資料可知，與國外試壓壓力相比，我國在這方面還偏于保守，管道強度試壓壓力還有改進提升空間。隨著大口徑（1219mm），高鋼級（X80）管道的大規模鋪設，試壓壓力的提升顯得更為迫切。但試壓壓力的提高對試壓過程以及對管道本身而言，具有更高的風險，通過何種方法確定試壓壓力、采用多高的試壓壓力，國內一直沒有該方面的詳細研究和報道。進一步，采用較高試壓壓力后，相應的試壓方法是否需要修正，如是否需要采用壓力-容積圖曲線控制試壓進程，如何控制，研究均缺少明確結論。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能最大限度提升試壓壓力、保證管道安全的一級地區高鋼級輸氣管道高強度水壓試驗方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種一級地區高鋼級輸氣管道高強度水壓試驗方法，包括：

1)根據管材屈服強度統計數據和99%的概率可靠度，確定管道高點最大試壓壓力P₁；

2)根據實物屈服強度和管材小試樣屈服強度之間關系,確定管道低點最大試壓壓力P₂；

3)根據試壓段高差和所述管道高點最大試壓壓力P₁，確定管道低點試壓壓力P_低點，若所述管道低點試壓壓力P_低點小于或等于所述管道低點最大試壓壓力P₂，以高點試壓壓力達到所述高點最大試壓壓力P₁組織試壓，否則以低點試壓壓力達到所述低點最大試壓壓力P₂組織試壓；

4)給管道注水試壓，利用壓力-容積圖曲線控制升壓進程，至正常情況下的升壓停止條件；

5)管道試壓達到正常情況下的升壓停止條件后，進行穩壓和嚴密性試驗。

進一步地，所述管道高點最大試壓壓力P₁計算公式為

式中，μ為該管道的鋼管樣本的屈服強度均值，MPa；σ_屈為樣本標準方差，MPa；δ為管道壁厚，mm；D為管道外徑，mm。

進一步地，所述管道低點最大試壓壓力P₂計算公式為

P₂＝1.1P₁

進一步地，所述管道低點試壓壓力P_低點計算公式為

式中，h為試壓段高差，m；ρ_水為水的密度，kg/m³；g為重力加速度，取為10m/s²。