[发明专利]一种一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道强度试压方法，特别涉及一种一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法。

背景技术

输气管道的母材和焊缝中不可避免地存在着一些缺陷，管道试压（水压或气压）的直接目的是发现并修复这些缺陷，以避免这些缺陷在管道运行过程中发生断裂破坏。管道试压压力的高低对缺陷的暴露率有重要影响，试压压力越高，缺陷暴露率越高。提高试压强度的有利之处还在于：在高强度试压压力的基础上，管道投产运行的压力相对试压压力较低，因此运行更安全，且具有一定的潜力提高运行压力，从而提高输量。随着大口径输气管道的大规模建设和高钢级管材的使用，在保证管道安全运行的前提下，提高运行压力有极高的社会效益和经济效益。

国外，加拿大CSA Z662-2007《油气管道系统》中规定，一级地区，对于X80及以下钢级的管道，水压试验的压力对应110%管材最小要求屈服强度，X80以上钢级的管道，水压试验的压力对应107%管材最小要求屈服强度。美国的输气管道设计规范ASME B31.8-2007《输气和配气管道系统》中则规定，水压试验最低压力为100%管材最小要求屈服强度。国内，现行规范（GB50251-2003《输气管道工程设计规范》、GB50369-2006《油气长输管道工程施工及验收规范》等）规定：一级地区，强度试验压力不得小于设计压力的1.1倍（设计系数0.72），在高差较明显的试压段，需要核算管道低点试压时所承受的环向应力，其值一般不应大于管材最低屈服强度的0.9倍；对特殊经设计允许，其值最大不得大于0.95倍（目的是为了增加试压段的高差）。试压过程中，主要监测压力值来控制试压进程。

由上述资料可知，与国外试压压力相比，我国在这方面还偏于保守，管道强度试压压力还有改进提升空间。随着大口径（1219mm），高钢级（X80）管道的大规模铺设，试压压力的提升显得更为迫切。但试压压力的提高对试压过程以及对管道本身而言，具有更高的风险，通过何种方法确定试压压力、采用多高的试压压力，国内一直没有该方面的详细研究和报道。进一步，采用较高试压压力后，相应的试压方法是否需要修正，如是否需要采用压力-容积图曲线控制试压进程，如何控制，研究均缺少明确结论。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能最大限度提升试压压力、保证管道安全的一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法，包括：

1)根据管材屈服强度统计数据和99%的概率可靠度，确定管道高点最大试压压力P₁；

2)根据实物屈服强度和管材小试样屈服强度之间关系,确定管道低点最大试压压力P₂；

3)根据试压段高差和所述管道高点最大试压压力P₁，确定管道低点试压压力P_低点，若所述管道低点试压压力P_低点小于或等于所述管道低点最大试压压力P₂，以高点试压压力达到所述高点最大试压压力P₁组织试压，否则以低点试压压力达到所述低点最大试压压力P₂组织试压；

4)给管道注水试压，利用压力-容积图曲线控制升压进程，至正常情况下的升压停止条件；

5)管道试压达到正常情况下的升压停止条件后，进行稳压和严密性试验。

进一步地，所述管道高点最大试压压力P₁计算公式为

式中，μ为该管道的钢管样本的屈服强度均值，MPa；σ_屈为样本标准方差，MPa；δ为管道壁厚，mm；D为管道外径，mm。

进一步地，所述管道低点最大试压压力P₂计算公式为

P₂＝1.1P₁

进一步地，所述管道低点试压压力P_低点计算公式为

式中，h为试压段高差，m；ρ_水为水的密度，kg/m³；g为重力加速度，取为10m/s²。