1、工程編號:中國化學工程集團公司技術創新工程工程立項建議書項 目 名 稱： 基于試壓包治理的管道施工成套技術申報 單位： 中國化學工程第七建設申報時間:填報說明一、本工程建議書內容和格式是根據國家政府有關部門要求編制.二、填寫工程建議書內各項內容,應實事求是,認真填寫,表述明確.三、封面工程編號不填.四、工程建議書及相關材料統一使用 A4紙打印,一式2份,同時提供電子文檔.填報說明五、本工程建議書內容和格式是根據國家政府有關部門要求編制.六、填寫工程建議書內各項內容,應實事求是,認真填寫,表述明確.七、封面工程編號不填.八、工程建議書及相關材料統一使用 A4紙打印,一式2份,同時提供電子目錄一、

2、工程立項理由5.二、國內外技術現狀和開展趨勢 5.三、工程前期科研工作情況 9.四、開發目標和主要開發內容 1.01. 開發目標：102. 開發內容：102.1試壓包的編制階段102.2試壓包的編制根底 1.12.3試壓包的編制原貝U 1.12.4建立試壓包 1.22.5試壓包的內容13五、核心技術和創新點 .161. 核心技術1.61.1管道施工特點161.2試壓包1.71.3試壓包的意義172. 創新點1.8六、關鍵技術和技術研究路線方案 20七、主要技術經濟考核指標 21八、工程驗收最終成果及成果形式 21九、應用前景和經濟效益預測21十、工程支撐條件可以寫單位的根底條件加上個性化的本工

3、程研究條件 22十一、與本工程有關的專利檢索及法律狀況分析 23十二、工程研究開發階段目標、進度方案 23一、工程立項理由管道安裝是大型化工裝置的重點和難點.在施工開始時,根據圖紙,合 理的編制歸納為單個的易于治理的試壓包.限制好每個試壓包的施工過 程,也就保證了整個管道工程的的施工質量和進度.該施工方法在國外 工程中已經大量使用,在國內的大型化工工程中也在積極使用.取得了很 好的效果.二、國內外技術現狀和開展趨勢國內外長輸管道清管試壓技術不盡相同,分別從管道清掃、注水、升壓 及穩壓幾個方面,介紹了目前國內外管道清掃、試壓常規的施工方法, 并對其優劣進行了比照分析,指出當前國內清管試壓技術存在

4、的缺陷, 對其開展趨勢和改良方向進行了展望隨著全世界范圍內油氣管道建設步伐的加快以及國家能源通道建設的積 極推進,中國石油天然氣管道第二工程公司作為管道施工專業公司,先 后承攬了西氣東輸一線、西氣東輸二線、泰國工程、俄羅斯遠東管道工 程、阿布扎比原油管道工程等多個大型國內外重點工程建設.施工中對 國內外管道清管試壓施工標準要求和施工方法進行了仔細研究和比照分 析,其中有很多經驗值得國內單位學習和借鑒,以不斷提升國內管道清 管試壓施工質量,降低試壓施工中的平安風險.1 .管道清掃作業國外長輸管道清掃施工方法：先將清管器裝入發球筒,再使用空壓機對 管線進行背壓直至0.3mpa ,然后發出清管器進行

5、管道清掃.在收球筒處 安裝壓力表,對管線進行排放氣體逐漸減壓,排放氣體時應保證運行的 清管器前端的氣體壓力始終維持 0.3mpa,有效限制清管器的運行穩定 性.國內管道清掃一般操作方法：將清管器裝入發球筒,直接利用空壓機將 清管器發出,進行清管作業,而不對管線進行背壓,清管器在管線中的 運行穩定性缺乏有效限制.比照分析：1管線清管時不進行背壓作業的情況下, 清管器運行到彎 頭等特殊點會停止,此時利用空壓機對清管器進行加壓,清管器在強大 推力作用下突破彎頭處的各種阻力后,才能繼續運行,但這時清管器的推力可能遠遠大于清管器正常運行時的阻力,使得清管器的加速度增加, 運行速度忽然暴增,導致清管器磨損

6、度加大,直徑變小,清管作業不徹 底,效果難以滿足要求.同時在清管器即將到達管線末端時如果遇到突 然加速、動量變大,清管器對收球筒的沖擊力增加,嚴重時會將收球筒 的封頭擊壞甚至擊飛整個收球筒,平安隱患大.2清管前對長輸管線進行背壓處理,并在收球筒處對背壓的壓力進行限制,不僅可以有效保 證清管器運行平穩,很大程度上降低清管器的磨損,提升清管質量,而 且可以大大提升清管作業的平安性,減少甚至防止平安事故的發生.2 .管道注水作業國外長輸管道注水施工方法：以阿聯酋工程施工為例,殼牌shell 監 理施工文件中要求注水前需要對管線進行背壓,背壓壓力設定必須與下 坡段的靜水壓保持一致.如下坡段的高程為 8

7、0m,那么背壓的壓力至少達 到0.8mpa.注水過程中還應結合實時注水量與管線高程,對管線中的背壓壓力進行限制,盡而實現對水沖洗及注水清管器的限制.同時在封頭 中需加裝3個清管器,第一個清管器前注水 500m,第一個與第二個清 管器之間、第二個與第三個清管器之間分別注水500m長,以到達沖洗管道及充分排空的效果.這就要求施工時至少預制8米長的試壓封頭,可以裝入4個清管器,3個注水,1個掃水.注水后管線內的含氣量不允 許超過總容積0.2%.國內長輸管道注水常規施工方法：對管線注水時不進行背壓,制作的試 壓封頭一般只能裝入2個清管器,在第一個清管器前注水500米沖洗水, 第一個與第二個清管器間注水

8、500米隔離水.比照分析：注水前對管線進行背壓,并在注水過程中對背壓壓力進行控 制,可以有效限制注水球的運行速度,特別是當水頭運行到高程較大的 下坡段時,不會發生管線注水速度小于水壓推進清管器的速度.由于一 旦發生管線內注水速度小于水壓推進清管器的速度,極有可能出現真空 段或是進氣段,特別是國內管道注水時只加裝 2個清管器的做法.當管 線注水時的含氣量過大時,將對管線試壓質量及施工平安造成很大的影 響.3 .管道升壓及穩壓國內外管道試壓過程根本相同,但國外工程管道試壓時對含氣量有明確 的要求,不能超過總容積的0.2%.施工時利用高精度電子流量計,記錄 下每升1bar所用的水量及時間,并繪制p/

9、v 壓力/容積曲線圖,當達 到35bar時,確定含氣量是否超標,如果超標,那么馬上停止升壓,采取 處理舉措,重新進行注水及試壓；符合要求那么繼續升壓.比照分析：國內西氣東輸一線管道試壓時要求繪制 p/v曲線圖,但在西 氣東輸二線管道試壓標準中將其取消.實際上p/v是非常重要的,它能夠在升壓過程中對試壓情況進行監控,確定管段中沒有過量的殘留空氣, 保證管道到達最終實驗壓力之前材料沒有超出屈服強度.在鋼管張力超 過0.2%時,能及時停止強度試驗,防止鋼管過度變形.同時當有空氣遺 留在試壓段中時,還會帶來一系列其它問題.首先會使試壓段升壓的時間 延長,水不可壓縮,而空氣是可以壓縮的,且壓縮比很大.其

10、次浪費能 源,能量用于壓縮殘留的空氣,壓縮水和擴張管道,當殘留的空氣量很大 時,將在管道破裂時形成巨大的破壞,平安隱患大.最后掃水時有可能產生氣阻,增加掃水難度,提升掃水的本錢.更嚴重的是氣阻一旦產生, 就必須增大壓力進行掃水,施工風險加大.4.結束語隨著經濟社會開展和國家油氣資源戰略的實施, 油氣管道正進入新一輪 大開展時期.面對快速開展中制約平安施工的問題,國內長輸管道施工 公司應不斷開闊眼界,借鑒應用國外先進、成熟、科學的管道清管試壓 標準和經驗,全面提升管道清管試壓質量,采用舉措消除可能引發平安 事故的隱患.同時,轉變觀念,積極培養隊伍,以負責的精神來學習和研究 水壓試驗技術,全面掌握

11、并應用壓力容積曲線法測試管道強度等先進技 術及其原理,為管道平安施工提供支撐和保證,促進管道清管試壓作業 又好又快開展三、工程前期科研工作情況就我公司承接管道施工工程而言,試壓包的治理不確定性因素、施工環 境的復雜性、多樣性和變異性以及施工技術水平的差異性影響,使得試壓包的 治理動態不確定性和復雜性的特征,管道施工包含預制、安裝含焊接及無損 檢驗、試壓、吹掃、防腐以及絕熱的幾個工序.管道施工一般都具有材料復 雜各種的管道材料、部件、緊固件,工作量大上萬件的管道部件需要通 過焊接、螺栓連接等方式組合成為管線系統；工序繁瑣每完成一個焊口、 一個部件或者一條管線就是一個工作循環,重復頻率高；工期緊張

12、一般都是在施工尾期,完成后業主就可以投入試車及生產,工期壓力大；人員眾多大 量的各個專業的施工作業人員參與到每個工作循環當中,需要高度的組織協調配合.四、開發目標和主要開發內容1. 開發目標：在使用試壓包治理時,各個工序根據方案圍繞試壓包進行施工是 關鍵限制點.根據一般的施工方法,各個專業工序往往各自為政, 根據自己的方案進行工作.到工程后期,往往會出現優先的管線 沒有施工完,而最后的管線具備條件,或者需要保溫的管線沒有 試壓,這樣最后的尾項移交工作就會顯得雜亂,往往就會頭痛醫 頭,腳痛醫腳,到處滅火.以試壓包治理為核心進行施工,可以 大量的減少這樣的無序工作.要保證試壓包的有序工作,就要完

13、善體系,落實責任,合理方案,配備專業的人員,從編制合理的 試壓包根底開始,有序的開展工作.2. 開發內容：2.1試壓包的編制階段試壓包的編制根據時間分可分為試壓包的編制準備和運行治理資料完善 兩個階段.在編制準備階段,工程師需要根據流程圖編制出試壓包資料表當中 的1 -8 下表二項內容,確定不參與試壓的管道部件特殊閥門和部件 并確定代替的臨時管段的規格和尺寸,標注管道試壓的盲板參加位置及規格, 便于施工準備及制作.在試壓包編制階段, 又分為試壓包建立和資料準備兩個 步驟.在運行治理資料完善階段,也就是施工階段.隨著施工的陸續開始,不 斷及時地完善資料,以到達試壓和驗收要求.2.2試壓包的編制根

14、底工程開工以后,就需要對管道施工進行試壓包編制,以便于指導治理施 工、尾項消除,以到達按期移交的目的.試壓包編制一般需要具備以下幾個條 件：A、完整的流程圖.分系統,有管線編號及壓力等級等.B、 完整的施工圖,現在一般都會提供單線圖、支架圖,如果沒有單線 圖,需要進行詳細設計出單線圖.C、管道安裝試車方案,管道投用的先后順序,作為編制試壓包優先考 慮的重點.D、有經驗的管道工程師,需要了解管道施工程序,合理劃分試壓包.2.3試壓包的編制原那么管道工程師在熟悉流程圖的原那么下編制,試壓包編制時,要考慮管線的 連續性、可斷開、合理性、有效性以及完整性.一般在編制試壓包時需要考慮到以下幾個原那么：九

15、、所有流程管線需要涵蓋；十、同一介質編制為一個試壓包；十一、同一種材質編制為一個試壓包；十二、同一種試驗壓力編制為試壓包.；十三、合理劃分試壓包,不能夠簡單的將一個系統歸納為一個試壓包, 過大會增加檢查限制難度.也不可將一張單線圖就設立一個試壓 包,這樣就失去了試壓包限制的意義.十四、編號的同一和連續.統一編號便于資料的有效治理；一般采用以 下編制方法：表1試壓包編號方法裝置號系統編號試壓包編號A/B/C/DIA/PA/LO/KO/AD/HS/HD/HT/DW/SW/LN/HN/SO/001/002/003 .舉例：A LO 001A裝置LO系統一試壓包0012.4建立試壓包在接受到完整的流程

16、圖以后,根據工藝要求、介質類型、開車順序以及現場實際,劃分試壓包,并制定出編制原那么.一般每種介質作為一個試壓系統,試壓包的編號要標準連續.在流程圖上用不同顏色的筆將已經編號的管道試壓系統作出標記,以防止重復編號或者遺漏.同時,對于各個試壓系統的分界點, 需要進行明確標記.每一個系統內,往往會有不同壓力、不同材料、不同回路區域的管線, 根據材料、壓力、回路的不同,結合現場實際,編制試壓包并進行編號.在編制試壓包時,不要簡單的根據實驗壓力進行分包.這樣會人為的增 加很多編制和治理工作.根據國外標準,管線設計首先設計出一定的管道等級,然后再進行設計,會根據管線的設計壓力圓整到最接近的上一個等級,如

17、果管道等級一樣,就可以使用同一試驗壓力,只要這個壓力不超過 ASME B31.3上面的許用應力的 90%.另外,每一個壓力等級都會有一條溫度-壓力曲線,即便是不同的管道 等級,如果試驗壓力不超過壓力等級的曲線上限值,也是可以一起做壓力試驗 的.國內設計一般都規定設計壓力和試驗壓力,如果簡單根據設計的試驗壓 力進行試壓包編制,就導致工作很被動,無形中增加了很多試壓包.在這種情 況下,可以考慮和設計進行溝通,在管線其他部件能夠滿足條件的情況下,進 行試壓包的合并,這樣業主和監理單位也會認可.道康寧二期工程的的117號包和119號包,為風冷器的進出口 117號包設計實驗壓力為1.39MPa. , 1

18、19 號包的設計實驗壓力為1.19MPa,經過和設計及監理溝通后,合并為一個試壓 包,減少了工作量.2.5試壓包的內容在根據圖紙進行試壓包編制后,需要進行試壓包的資料整理.在試壓包編制成冊之前,應該對所有的單線圖進行管段和焊口的標注,在這些單線圖上標注出該試壓包編號,圖紙序號,臨時管位置以及盲板位置等 等信息.質量治理系統將使用這個圖紙進行數據的錄入和統計,以提供進度質 量等有效信息.單線圖上的標注應該標準清楚,該試壓包的所有圖紙應該有聯 系號聯系起來,有的試壓包會在一張圖紙上,有是在幾張圖上,這幾張圖就需 要根據流向進行編號.有的單線圖由于閥門前后的壓力不同或者介質的不同,割開來,而不導致混

19、亂.試壓包是個資料包,應包含該試壓包單元的所有管線的施工檢驗資料,一般應有由以下資料構成：引用二表2.試壓包資料內容序號內容限制 階段備注1試壓包目錄編制2流程圖最新版本編制隨版本及時更新3單線圖,焊縫布置圖最新版 本標注焊口的單線圖編制隨修改及時更新.標注臨時管和盲板的安裝 位置4支架表編制隨修改及時更新5特殊支架圖編制隨修改及時更新6臨時管段圖及統計表編制隨修改及時更新7盲板圖及統計表編制隨修改及時更新8焊接記錄安裝9無損檢測合格報告安裝10硬度檢測合格報告安裝11PMI光譜檢測合格報告安裝12安裝施工尾項清單安裝所有焊接工作完成并記錄, 管段支架安裝完畢,檢驗實 驗工程合格,臨時管段安裝

20、 完畢,確認前方可試壓.13試壓用水水質報告試壓14試驗用壓力表檢驗報告試壓15工藝管道水壓試驗報告試壓試壓合格,可以進入吹掃復 位階段16工藝管道水沖洗,吹掃報告吹掃 復位17平安閥安裝記錄報告吹掃 復位18螺栓緊固報告吹掃 復位19墊片檢杳記錄吹掃 復位20復位檢查報告吹掃復 位所有臨時管段撤除,所有因 試壓吹掃而撤除的閥門部 件安裝完畢21管道防腐檢杳記錄防腐22管道絕熱檢查記錄絕熱23簽字認可的尾工清單所有復位后的尾項確認已 經消除24移交證書辦理移交,施工結束將這些資料組成卷,就形成了一個“試壓包,當然“試壓包中可以一條工藝管道,也可以是一組工藝管道,根據試壓包包含管線的具體情況,增

21、加和減少資料.比方：高溫高壓管道,需要增加熱處理報告,熱力管線,需要增加膨 脹節安裝檢查記錄.每一卷應當使用單獨的文件夾夾好,專人治理,以防止混 亂或者喪失,也方便查找和更新.五、核心技術和創新點1.核心技術1.1管道施工特點管道施工,是一般化工裝置的施工的重點,一般包含預制、安裝含焊接及無損檢驗、試壓、吹掃、防腐以及絕熱的幾個工序.管道施工一般都具 有材料復雜各種的管道材料、部件、緊固件,工作量大上萬件的管道部 件需要通過焊接、螺栓連接等方式組合成為管線系統；工序繁瑣每完成一 個焊口、一個部件或者一條管線就是一個工作循環,重復頻率高；工期緊張一般都是在施工尾期,完成后業主就可以投入試車及生產

22、,工期壓力大；人員眾多大量的各個專業的施工作業人員參與到每個工作循環當中,需要高度的組織協調配合.化工裝置的管道,連接各種設備,中間還有各類的限制、測量、開關裝置閥門等,流程復雜,一般俗稱管網來形容它的復雜.隨著現代化工生產 的大型化、精細化、自動化的開展趨勢,化工裝置的流程越來越復雜,需要配 設的管路越來越多,如何適應這個趨勢,安排好管道工作,是按期保質完成管 道施工的一個重要保證.管網來形容管道的復雜性,就像蜘蛛網一樣,要清理出它的頭緒,才好 組織施工.在管道的施工中,一般根據常規管道安裝完畢后進行三查四定,清 理工程尾項,試壓根據流程圖編制簡單的系統圖. 如果利用試壓包對管道施工 工作進

23、行限制,特別是在施工收尾階段的限制,將能更好的保證管道施工的順 利進行.1.2試壓包試壓包是最開始是為了管道工程施工掃尾、試壓和交工驗收的而編制的 一套管道資料,它包括管道施工的過程及檢驗資料,作為管道的施工收尾階段 的治理依據和治理手段,在管道工程施工掃尾、試壓和交工驗收中作為重要控 制手段.現在已經開始應用到整個管道施工當中,對管道施工的施工進度、人 員組織、質量限制以及材料供給等起到重要作用.1.3試壓包的意義試壓包可以把我們看似繁復無序的管路簡單格式化為一個個相對清楚簡 單的管路單元,就好比把一個堆滿各種物品的庫房進行分類整理存放,更加便 于我們檢查、限制、治理.其根本原理如下列圖：管

24、道流程示意圖X2XX管道試壓包示意圖X3系統1試壓包1 1試壓包1 2試壓包1 3系統2試壓包2 1試壓包2 2試壓包1 3系統3試壓包3 1試壓包3 2試壓包3 3系統4試壓包4 1系統5試壓包5 1試壓包5 2試壓包5 3系統6試壓包6 1試壓包6 2試壓包6 32.創新點2.1.編制試壓包,就可以將繁雜的管線劃分為一個個相對獨立的單元,便于我們更好的方案組織安排治理.2.2現在已經開始應用到整個管道施工當中, 對管道施工的施工進度、人 員組織、質量限制以及材料供給等起到重要作用.2.3如果利用試壓包對管道施工工作進行限制,特別是在施工收尾階段的 限制,將能更好的保證管道施工的順利進行.2

25、.4解決了化工裝置的管道,連接各種設備,中間還有各類的限制、測 量、開關裝置閥門等,復雜的流程2.5通過系統化的試壓包的治理提升了工作效率和經濟效益關鍵技術和技術研究路線方案比選文獻資料法研究實際相關工程資料調查：根據研究 對象及主要問題,針對性設計調查路線 和相關問題題.調查數據進行統計、分析：對相關效度、信度檢驗工程完成情況及數據資料進行分析、統 計、篩選.利用文獻資料法、專家訪談法和 數據分析法,對掌握的數據資料 進行梳理.預期論文結論： 通過資料查閱、分卷的統 計和整理,對公司相關工程案例資料進行 統計、比擬、分析,對相關專家進行咨詢, 詳細闡述試壓包治理的管道施工成套技術七、主要技術

26、經濟考核指標在使用試壓包治理時,各個工序根據方案圍繞試壓包進行施工是關鍵控 制點.根據一般的施工方法,各個專業工序往往各自為政,根據自己的 方案進行工作.到工程后期,往往會出現優先的管線沒有施工完,而最 后的管線具備條件,或者需要保溫的管線沒有試壓,這樣最后的尾項移 交工作就會顯得雜亂,往往就會頭痛醫頭,腳痛醫腳,到處滅火.以試 壓包治理為核心進行施工,可以大量的減少這樣的無序工作.要保證試 壓包的有序工作,就要完善體系,落實責任,合理方案,配備專業的人 員,從編制合理的試壓包根底開始,有序的開展工作.提升工作效率, 節約了人員機具的開支和使用.八、工程驗收最終成果及成果形式1、國內外管道施工

27、技術,與我司研究的試壓包治理系統相結合能較大的 降低有關的作業平安風險,提升繁瑣復雜的施工工序,降低施工本錢,提升我 公司技術和經濟競爭力.2、完成論文?基于試壓包治理的管道施工技術?.九、應用前景和經濟效益預測從和國際工程公司合作開始,我公司已經在很多工程開始應用基于試壓 包治理的管道施工方法,如南京揚巴一期工程、上海拜爾工程、常熟大 金工程,張家港道康寧一期二期工程,都成功運用,取得很好的施工效道康寧二期主體裝置管線長度約 31000米,有低溫鋼、不銹鋼、碳鋼、 鍍鋅鋼管的材質,共計101000DN.根據介質共分為31個系統,編制成 457個試壓包.前期由于預制工作拖后材料短缺等原因,整個工期嚴重 滯后.從10