LNG接收站工艺管道试压吹扫

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  摘要:LNG接收站工艺管道试压、吹扫是工程投运前对施工质量的最终检验,对确保工程顺利投产具有重要的意义。鉴于LNG清洁及低温特性,试压后管道内的清洁度及干燥度显得尤为重要,目前接收站压力试验根据管道压力、介质的不同通常采用水压或氣压。本文介绍了LNG工艺管道试压吹扫的方法、流程和注意事项等,对今后的LNG接收站试压、吹扫具有一定的借鉴意义,
  关键词: LNG工艺管道 试压 吹扫 水压 气压
  中图分类号: P424 文献标识码: A
  LNG receiving station process piping pressure test and purging
  Zhang Hua-wei Qiu De-peng Lu Xiao-bin Qu Shun-li
  (CNOOC Shandong Chemical Engineering Co.,Ltd,Shandong 250000,China)
  Abstract: LNG receiving station process piping pressure test and purging is the final inspection of construction quality before project put into operation, to ensure that project smoothly has the vital significance. In view of the LNG clean and low temperature properties, pressure test after the pipe cleaner and dry degree is particularly important, the terminal piping pressure test use hydraulic or pneumatic according to the difference of the pressure or medium..This paper introduces the pipeline pressure test, purging process and matters needing attention, to the future of LNG receiving station test, purging process has a certain reference significance.
  Keywords: LNG:process piping ;pressure testing; purging; hydraulic; pneumatic
  1工艺管道试压
  1.1
  1.
  1.1工艺管道试压包编制【1】【2】
  1)工艺管道试压包划分的原则
  根据设计提供的工艺管道流程图(PID图)、管线轴测图、管道命名表等图纸资料,对介质相同试验压力相近且可以相互连接并与其他管线隔断的管道系统编制成一个试压包,同时兼顾现场管线安装情况、管材到货情况统一考虑。
  2)管道试压包的编制
  例如介质代号为 A的管道设置为《A管道试压系统》,在A管道试压系统下根据不同的试验介质、试验压力、不同的管道材质分别制定试压包。
  3)试压包内容
  工艺管道试压包制定应包括:试压范围内管道清单、管道系统耐压试验条件确认试验记录、试压包设计变更状态报告、管线尾项检查清单、管线焊接施工检查记录、无损检测报告、管道支架检查记录、管道系统试压临时盲板安装拆除记录、标识完整的单线图及流程图、水质合格报告(用于不锈钢管道)、压力表校验合格记录等。
  4)试压包内管道信息
  管道信息应包含该系统管道的名称、介质、区域、材质、管道等级、材料壁厚等级、设计温度、设计压力、操作温度、操作压力、试验压力、管道级别、计算盲板厚度、实际盲板厚度、管道流程图编号等相关信息(具体参照试压包系统)。
  1.2 试压介质的选择
  管道试压一般应以水为介质,但考虑LNG低温特性,应在满足压力要求的前提下,尽可能减少水压试验的比例。
  以下情况采用气压试验【3】:
  1)公称直径小于或等于300 mm、试验压力小于或等于1.6 MPa的管道系统;
  2)公称直径大于300 mm试验压力等于或小于0.6 MPa的管道系统;
  3)不符合本条(1)、(2)的管道系统必须用气压试验代替时,其所有的焊接接头必须无损检测合格;
  1.3试验压力选定
  1)液压强度试验压力为设计压力的1.5倍,严密性试验压力为设计压力;
  2)气压强度试验压力为设计压力的1.15倍,严密性试验压力为设计压力;
  1.4 管道系统压力试验需具备的条件【4】
  1)试压、吹扫(清洗)方案经过批准,并已进行了技术交底。
  2)需要试压、吹扫(清洗)的管道系统已施工完毕,并符合设计及相关施工规范的要求。
  3)管道支、吊架的型式、材质、安装位置正确,数量齐全,紧固程度、焊接质量合格。
  4)焊接及热处理工作已全部完成,并经检验合格。焊缝及其它应检查的部位,不得涂漆、保冷。
  5)管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。
  6)试压用的临时加固措施符合要求,临时盲板加置正确,标志明显,记录完整,临时测试盲板清单应当签字确认。
  7)试压用的检测仪表的量程、精度等级、检定期符合要求。
  8)按设计要求及规范规定需试压的管道系统施工完毕后,在管道试压前进行管道安装的完整性检查,并形成尾项清单,确定试压前必须完成的尾项。
  9)所需的工机具、材料以及厂地环境应符合试压、吹扫(清洗)和HSE要求。
  10)所需工机具如压力表、无缝钢管等数量视现场情况而定。
  1.5管道试压、吹扫(清洗)示意图
  普通管道试压示意图(具体参照试压包资料)如下:
  
  1.6水压试验 【5】
  水压试验进水简图见图1-1。
  系统注水时,将排尽空气内空气。待水灌满后,关闭排气阀和进水阀,用手摇试压泵或电动试压泵加压。压力应逐渐升高,加压到一定数值时,应停下来对管道进行检查,无问题时再继续加压,一般分2~3次升到试验压力。当压力达到试验压力时停止加压。在试验压力下保持10分钟。在试验压力保持的时间内,如管道未发现泄漏现象,压力表指针无下降,且目测管道无变形即认为强度试验合格。然后,把压力降至设计压力进行严密性试验。在设计压力下保持30分钟,如压力表指针无下降,管道的焊缝及法兰连接处未发现渗漏现象,即可认为严密性试验合格(见图1-2管道压力试验压力升降曲线图)。
  
  图1-1 进水试压简图
  
  图1-2管道压力试验压力升降曲线
  1.7气压试验【5】
  气压试验进气简图见图1-3
  1)气体压力试验时,必须用空气或其他无毒、不可燃气体介质进行预试验。预试验压力应根据气体试验压力的大小,在0.1 MPa~0.5 MPa的范围内选取。试验时,应逐步缓慢增加压力,当压力升至试验压力的50%时,稳压3分钟,如无泄漏及异常现象,继续按试验压力的10%逐步升压,每级稳压3分钟,直至强度试验压力。稳压10 分钟,以无泄漏、目测无变形等情况为合格(见图1-2管道压力试验压力升降曲线)。
  2)如发现有漏气的地方,应在该处做上标记,泄压后进行修理。消除缺陷后,再升至试验压力。强度试验合格后,降至设计压力进行严密性试验,停压时间根据查漏工作需要而定。用涂刷中性肥皂水的方法,检查有无泄漏,如在规定时间30分钟内未发现泄漏现象,即可认为严密性试验合格。
  
  图1-3 进气试压简图
  1.8关于试压盲板的计算
  本次试压采用的盲板为圆形平盖普通碳钢板(Q235),其计算公式为:
  T=D*(3P/SE)1/2 +C
  式中:T-平盖直径,S-最大許用应力值,E-连接系数取(焊缝系数或开孔削弱系数)C-腐蚀系数,取决于连接方式、结构形式、尺寸系数。
  1.9试压后应注意的事项
  1)管道系统试压合格后,应缓慢降压。试验介质宜在室外合适地点排净,排放时应考虑反冲力作用及安全环保要求。
  2)泄压排液时必须打开顶部排气阀,以防形成负压,造成管道变形。管道系统试压完毕,应及时拆除所用的临时盲板,核对盲板加置记录,并填写管道系统试压记录。
  2吹扫(清洗)操作程序及技术要求
  2.1管道吹扫(清洗)工作内容及操作流程【6】
  
  
  
  2.2吹扫(清洗)前系统检查
  1)吹扫(清洗)前,经监理部门、建设部门及施工单位对系统的实体及资料进行全面检查,确认合格后方可进行。
  2)应有完善的施工方案并已经过审批,已向操作人员进行了技术及安全交底。
  3)管道的试压清洗工作已完成。
  4)不参与系统吹扫的设备及管道系统,应与吹扫系统隔离;
  5)管道支架、吊架要牢固,必要时应予以加固。
  6)吹扫压力不得超过容器和管道系统的设计压力。
  7)压力试验时,需要装设隔断盲板的地方,压力的导入口以及拆除的仪表、阀门等附件需装设临时短管的地方要考虑吹扫工作的需要,不宜马上复原,以免造成重复拆卸与安装。
  8)吹扫时需要拆除的阀门、法兰、仪表等,应事先拆除,并用临时短管接通。对拆除下来的阀门、法兰等附件要密封好,妥善保管,以免丢失。
  9)凡用气体(如氮气、压空)和清水冲洗的管道,在吹扫前用橡皮锤或木锤沿着管线敲打,使附着于管壁的杂物脱落下来,以达到彻底吹除的目的。
  10)流量计、轴流式止回阀、调节阀、弹簧管压力表、视镜、流量孔板、过滤器等仪表及管道附件应在吹扫前拆除,用临时短管和孔板代替。安全阀应拆除或插入盲板予以隔离。
  2.3吹扫(清洗)介质选定
  管道系统吹扫(清洗)介质按设计规定执行,根据现场具体情况选用吹扫(清洗)介质:
  1)DN≥600的管道采用空气吹扫或人工清理。
  2)DN<600的气体管道宜用空气吹扫。
  3)排气(汽)管道可不冲洗,但应检查管路是否畅通。
  2.4管道系统吹扫(清洗)
  2.4.1水冲洗
  1)水冲洗应用临时水泵供应冲洗水,当使用工程正式泵时,应在泵的入口前加装临时过滤器。
  2)系统冲洗用临时供水管道及排水管道接入管道冲洗备用泵进出口。
  3)水冲洗管道应用洁净水,冲洗不锈钢管所用水的氯离子浓度必须小于25ppm。
  4)冲洗流速不低于1.5m/s或者水压不低于5Kg/cm2。
  5)水冲洗应连续进行,以排出口的水色透明度与入口水目测一致为合格。
  6)排放管的截面积≥被冲洗管道截面积的60%,排水时,应注意不能形成负压。
  7)如果需要通过设备进行冲洗时,应先冲洗设备上游侧的管道,确认上游侧管道冲洗基本干净后再连通设备冲洗下游侧的管道。
  8)如果不允许设备冲洗时,应安装临时旁通管,绕过设备对管道系统冲洗。
  2.4.2空气吹扫
  空气吹扫简图见图2-1
  1)首先将压力源接到被吹扫的管道上,接入点应尽可能选取本系统的较高位置。
  2)空气吹扫流速≥20m/s,且不得超过管道的设计压力。
  3)吹扫时用锤(不锈钢管用木锤或塑料锤)轻敲管壁,对焊缝、死角和管底部位重点敲打,但不得损伤管子。
  4)空气吹扫时应尽可能连续吹扫,当管径较大,气源不能保证足够的吹扫流速时可以采取憋压间断吹扫的方法进行系统吹扫,部分管段可采用爆破吹扫方法(见图2-2 )。如此反复进行,直至吹扫合格。
  5)当目测排气无烟尘时,应在排气口处用涂白漆的木板检验,吹扫质量标准:靶片上的痕迹大小∮0.6mm;痕深小于0.5mm,粒数为1个/cm²;5分钟内白板上无明显可见的铁锈、尘土、水分及其它杂物为合格。
  6)吹扫空气排出口的周围,要采取防护措施,挂上明显的标志牌。排气口处的管道必须采取有效措施固定牢固。
  
  图2-1 空气吹扫简图
  
  图2-2 爆破吹扫爆破口简图
  2.5管道系统干燥
  7.
  8.
  8.5.
  1)空气干燥:利用干燥的空气,空压机为干燥器提供气源,以达到携带水分干燥管道的目的。
  2)在管道试压完成后,拆除蝶阀和球阀底部的丝堵,进行低点排放工作,同时在阀门外部缠绕加热带对填料函及易存水死角进行局部加热并用干燥的热空气持续吹扫,直至干燥。
  2.6管道系统恢复
  1)管道吹扫(清洗)合格后,在合适的地点排放液体或气体,排放时应考虑反冲力作用及环保要求。
  7.
  8.
  8.6.
  8.7.
  2)拆除吹扫(清洗)用临时设施及设备。
  7.
  8.
  8.6.
  8.7.
  3)拆除临时盲板处的标志牌。
  4)经过拆除而重新复原的阀门、仪表、短管、孔板等法兰连接处应挂上牌子,待系统试运行时作为重点检查。
  2.7管道系统吹扫(清洗)应注意问题
  工艺管道吹扫过程中遇到的最大问题是由于管道口径大,容量大,不能保证流速和气量,导致管道、阀门死角积水,吹扫干燥时间长,露点难以达到要求。
  1)管路凹洼区积水
  尽管工艺管道生产过程中对内外径公差有着严格控制,但由于不同的生产厂家,如管道为正偏差、管件为负偏差,导致两弯头之间的水平管道形成凹洼区,积存大量的水。
  解决方案:
  (1)对于大口径管道(24寸及以上)管道采用人工清理。
  (2)对于中小口径管道(24寸以下)管道采用爆破并合理增加黄金焊口的方式。
  2)胀力弯处积水。
  由于管廊、管墩基础施工存在误差及管子管件正负公差的原因,造成胀力弯处、立管与水平管结合处积水,无法通过水平管上的倒淋阀排净。
  解决方案:
  (1)对于大口径管道(24寸及以上)管道采用人工清理。
  (2)对于中小口径管道(24寸以下)管道采用爆破并合理增加黄金焊口的方式。
  3)阀门积水
  由于蝶阀特殊的结构,在阀体内腔底部与阀座之间、转轴底部填料函内易积存水和杂物;球阀阀腔底部同样易积水,无法彻底吹扫干净。
  解决方案:
  (1)对于蝶阀,将蝶阀底盖(bottom cover)微开连续吹扫,直至露点合格;将检修孔(side entry hole)打开,逐台检查清理。
  (2)对于球阀,在阀门外部缠绕加热带对填料函及易存水死角进行局部加热并用干燥的热空气持续吹扫。
  3参考文献
  【1】杨宝山,大型石化EPC项目国外工程公司管道试压包的编制,石油化工建设,2007,29(3):47-48
  【2】刘志哲,谈​大​型​石​化​项​目​管​道​试​压​包​的​编​制,建筑与工程,2011,29:327-328
  【3】SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
  【4】GB50235-2010《工业金属管道工程施工及检验规范》
  【5】刘明辉,浅​谈​石​油​化​工​装​置​工​艺​管​线​试​压,中国科技博览,2006,52:47-50
  【6】白刚,压力管道吹扫、试压、气密试验、顺序和规范的探讨,科技与生活2012,12:226-228
  作者简介:张华伟(1982-),硕士学历,中级职称,主要从事LNG接收站设计及化工工艺的研究
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