專利名稱：一種一級(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道強(qiáng)度試壓方法，特別涉及一種一級(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
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(fā)現(xiàn)并修復(fù)這些缺陷，以避免這些缺陷在管道運(yùn)行過程中發(fā)生斷裂破壞。管道試壓壓力的高低對(duì)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(qiáng)度的有利之處還在于:在高強(qiáng)度試壓壓力的基礎(chǔ)上，管道投產(chǎn)運(yùn)行的壓力相對(duì)試壓壓力較低，因此運(yùn)行更安全，且具有一定的潛力提高運(yùn)行壓力，從而提高輸量。隨著大口徑輸氣管道的大規(guī)模建設(shè)和高鋼級(jí)管材的使用，在保證管道安全運(yùn)行的前提下，提高運(yùn)行壓力有極高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。國外，加拿大CSA Z662-2007《油氣管道系統(tǒng)》中規(guī)定，一級(jí)地區(qū)，對(duì)于X80及以下鋼級(jí)的管道，水壓試驗(yàn)的壓力對(duì)應(yīng)110%管材最小要求屈服強(qiáng)度，X80以上鋼級(jí)的管道，水壓試驗(yàn)的壓力對(duì)應(yīng)107%管材最小要求屈服強(qiáng)度。美國的輸氣管道設(shè)計(jì)規(guī)范ASME B31.8-2007《輸氣和配氣管道系統(tǒng)》中則規(guī)定，水壓試驗(yàn)最低壓力為100%管材最小要求屈服強(qiáng)度。國內(nèi)，現(xiàn)行規(guī)范(GB50251-2003《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50369-2006《油氣長(zhǎng)輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等)規(guī)定:一級(jí)地區(qū)，強(qiáng)度試驗(yàn)壓力不得小于設(shè)計(jì)壓力的1.1倍(設(shè)計(jì)系數(shù)
0.72)，在高差較明顯的 試壓段，需要核算管道低點(diǎn)試壓時(shí)所承受的環(huán)向應(yīng)力，其值一般不應(yīng)大于管材最低屈服強(qiáng)度的0.9倍；對(duì)特殊經(jīng)設(shè)計(jì)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(jiān)測(cè)壓力值來控制試壓進(jìn)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(qiáng)度試壓壓力還有改進(jìn)提升空間。隨著大口徑(1219mm)，高鋼級(jí)(X80)管道的大規(guī)模鋪設(shè)，試壓壓力的提升顯得更為迫切。但試壓壓力的提高對(duì)試壓過程以及對(duì)管道本身而言，具有更高的風(fēng)險(xiǎn)，通過何種方法確定試壓壓力、采用多高的試壓壓力，國內(nèi)一直沒有該方面的詳細(xì)研究和報(bào)道。進(jìn)一步，采用較高試壓壓力后，相應(yīng)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(jìn)程，如何控制，研究均缺少明確結(jié)論。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)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(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種一級(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法，包括:I)根據(jù)管材屈服強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和99%的概率可靠度，確定管道高點(diǎn)最大試壓壓力Pi；2)根據(jù)實(shí)物屈服強(qiáng)度和管材小試樣屈服強(qiáng)度之間關(guān)系，確定管道低點(diǎn)最大試壓壓力P2 ；3)根據(jù)試壓段高差和所述管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1，確定管道低點(diǎn)試壓壓力Pis&若所述管道低點(diǎn)試壓壓力Pig小于或等于所述管道低點(diǎn)最大試壓壓力P2,以高點(diǎn)試壓壓力達(dá)到所述高點(diǎn)最大試壓壓力P1組織試壓，否則以低點(diǎn)試壓壓力達(dá)到所述低點(diǎn)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(jìn)程，至正常情況下的升壓停止條件；5)管道試壓達(dá)到正常情況下的升壓停止條件后，進(jìn)行穩(wěn)壓和嚴(yán)密性試驗(yàn)。進(jìn)一步地，所述管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種一級(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法，其特征在于，包括: 1)根據(jù)管材屈服強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和99%的概率可靠度，確定管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1； 2)根據(jù)實(shí)物屈服強(qiáng)度和管材小試樣屈服強(qiáng)度之間關(guān)系，確定管道低點(diǎn)最大試壓壓力P2; 3)根據(jù)試壓段高差和所述管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1，確定管道低點(diǎn)試壓壓力PffiM若所述管道低點(diǎn)試壓壓力小于或等于所述管道低點(diǎn)最大試壓壓力P2,以高點(diǎn)試壓壓力達(dá)到所述高點(diǎn)最大試壓壓力P1組織試壓，否則以低點(diǎn)試壓壓力達(dá)到所述低點(diǎn)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(jìn)程，至正常情況下的升壓停止條件； 5)管道試壓達(dá)到正常情況下的升壓停止條件后，進(jìn)行穩(wěn)壓和嚴(yán)密性試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試壓方法，其特征在于:所述管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1計(jì)算公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試壓方法，其特征在于:所述管道低點(diǎn)最大試壓壓力P2計(jì)算公式為 P2 = 1.1P1 式中P1為所述管道高點(diǎn)最大試壓壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試壓方法，其特征在于:所述管道低點(diǎn)試壓壓力Pig計(jì)算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試壓方法，其特征在于，所述正常情況下的升壓停止條件為:管道高點(diǎn)試壓壓力達(dá)到所述的管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1且管線低點(diǎn)試壓壓力不大于所述的管道低點(diǎn)最大試壓壓力P2,且壓力-容積圖曲線保持線性上升；若管道高點(diǎn)試壓壓力尚未達(dá)到所述的管道高點(diǎn)最大試壓壓力P1，但實(shí)際壓力-容積圖曲線偏離其線性段，且其偏離量對(duì)應(yīng)的不可逆管道容積增量為0.2%管道容量，此時(shí)停止升壓，降壓維修管道，然后再次升壓，直至達(dá)到正常情況下的升壓停止條件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種一級(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法，根據(jù)管材力學(xué)性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在99%可靠度下，確定管道高點(diǎn)最大試壓壓力，并根據(jù)實(shí)物屈服強(qiáng)度和管材小試樣屈服強(qiáng)度之間的關(guān)系，確定管道低點(diǎn)最大試壓壓力;試壓進(jìn)程采用壓力-容積圖曲線控制，當(dāng)壓力-容積圖曲線橫坐標(biāo)出現(xiàn)0.2%管容的殘余變形時(shí)，為保證管道安全，停止試壓，否則一直升壓至規(guī)定的試壓壓力。本發(fā)明提供的一種一級(jí)地區(qū)高鋼級(jí)輸氣管道高強(qiáng)度水壓試驗(yàn)方法，可在允許的風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)盡可能提升管道試壓壓力，為管道投產(chǎn)后的安全運(yùn)行和管道提壓運(yùn)行提供保證，有效提高企業(yè)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01N3/12GK103245565SQ201310110999
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者閔希華, 羅金恒, 黃忠勝, 楊鋒平, 王琴 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司