1、城市高壓燃氣管道吹掃試壓方案優化項目負責人：李燕同項目成員： 黃飚 姬建成 索才法 張偉峰 張濱 高其彬 “兩站一線”工程是西氣入鄭的關鍵，能否高質、快速地完成施工任務，管道的吹掃試壓是該項工程的重要一環。如何科學、合理地制定施工方案并組織施工，是擺在我們工程技術人員面前的一項嚴肅課題。一、 方案的提出燃氣管道一般采用空氣吹掃，方法有兩種，一種是將管道兩端封閉，使管道內部空氣升壓后突然放開一端，將管道內空氣快速放出。另一種方法是利用空氣儲罐或另一段管道作為容器，打入壓縮空氣，將壓縮空氣突然放入被吹掃的管道，使管道內雜物被吹出。由于空氣膨脹時，氣體分子移動的距離有限，管道內留存的臟物不易被完全吹

2、出，因此上述兩種方法不適用于管徑較大、管道較長的燃氣管線。燃氣管道的試壓一般采用空氣或水作為介質，高壓管道采用空氣時升壓時間長，并且極不安全；普通注水方式試壓時，水不能完全充滿管道，致使管道內局部變成氣壓試驗，由于試壓用的高壓水泵流量一般較小，管道內局部存氣會使升壓時間很長。試壓后管道內的水也不易排凈。常用的管道內部干燥法有：化學干燥法（甲醇去濕）、物理干燥法（熱空氣吹掃），這兩種方法干燥都較徹底，但成本很高，只有對介質純度要求很高時方采用。“兩站一線”工程工期短，要求質量高，為了保證按時完工，順利實現西氣入鄭，經過我公司技術部門多方考察和研討，結合工程的特點，決定在門站到市內高中壓調壓站間的

3、城市高壓燃氣管道施工中采取通球掃線試壓法。二、 主要施工方案“兩站一線”工程全長7020米，采用L320管線鋼螺旋縫雙面埋弧焊鋼管，鋼管規格508×9.5，設計最高工作壓力3.5MPa。其中45度彎管11個，全通徑球閥3個，等徑三通1個，異徑三通1個。通球掃線試壓的主要工作內容是：整體通聚氨脂清管器兩遍；通鋼絲刷清管器兩遍；清管器注水一遍；試壓合格后清管器掃水兩遍；通干燥清管器兩遍主要施工工序： 設備進場 首末端安裝發收球裝置 發射第一枚聚氨脂清管器 泄壓、發射第二枚聚氨酯清管器接收裝置接收清管器(首端泄壓) 用同樣方法發射兩枚鋼絲刷清管器拆除收發球裝置 在管內預先裝入兩個清管器后焊

4、接試壓封頭 通球注水，升壓、穩壓、泄壓、自然排水，試壓合格后通球掃水 拆除試壓封頭、焊接收發球筒 再次通球掃水用干燥球通球兩遍 拆除收發球裝置三、施工方法及步驟1. 鋼管全部連通和回填后，安裝收、發球裝置，確認安全、技術措施到位。先注入35噸清水，目的是潤滑和使泥土松軟，裝入三皮碗聚氨脂清管器，發球方向與設計燃氣流動方向一致，發球裝置設在趙家莊門站內0-050處，收球裝置設在中原西路6+970處。2003年9月22日16時12分開始利用壓縮空氣推動清管器自起點至終點進行第一次通球清管，18時30分通球結束。實際運行時間為2小時18分，平均速度3052米/小時。2. 2003年9月23日12時開

5、始利用壓縮空氣推動清管器自起點至重點進行第二次通球清管，13時35分通球結束。實際運行時間為1小時20分，平均速度5278米/小時。這兩次通球的目的是，使雜物被清管器本體帶出，從而清除管道內部較大雜物。3. 兩次清管結束后，從末端收球裝置中取出三皮碗聚氨脂清管器，加裝鋼絲刷輪，放入發球裝置重復上述操作，進行除銹通球清管，共兩次，清除管道內壁鐵銹。2003年9月24日8時45分進行第一次除銹清管，10時5分通球結束，實際運行時間1小時20分，平均速度5278米/小時。2003年9月24日14時15分進行第二次除銹清管，15時30分通球結束，實際運行時間1小時15分，平均速度5616米/小時。4.

6、 在起點裝入兩個清管器，兩端焊接封頭，從兩清管器之間開始注入潔凈水，水源取自趙家莊門站自備水井，取水點是趙家莊門站250立方消防水池。采用單級離心泵注入清水，以水推動第一個清管器前行至終點，至末端排氣閥出水為止，此時管道內全部充滿水，空氣已被排凈，換電動高壓柱塞泵打壓，2003年10月1日11時開始注水，10月2日16時水注滿。升壓過程按計劃升壓曲線圖進行，直至打壓至5.25MP（線路按四級地區進行試驗，門站和調壓站處表壓為5.25MP，須水河最低點計算壓力為5.69 MP）,保壓4小時,降壓至3.5Mpa，穩壓24小時合格后泄壓、放水。5. 在起點第二個清管器后端注入壓縮空氣，利用空氣推動清

7、管器至終點。（此即第六次通球，目的是將管內試壓用的水推出）。2003年10月6日13時42分進行第一次通球掃水，17時44分通球結束，實際運行時間4小時零2分鐘，平均速度1755米/小時。6. 在起點安裝發球裝置，裝入二個清管器，利用壓縮空氣推動清管器，第二次通球掃水，目的是將管內的殘余水推掃干凈。2003年10月7日8時30分進行第二次通球掃水，10時45分通球結束，實際運行時間2小時15分鐘，平均速度3120米/小時。7. 清管掃水后，管道內可能會殘留少量水分，而天然氣屬于干氣，水分的存在會影響到天然氣的質量，并且會給管道造成內腐蝕，因此還需要對管道進行干燥。管道干燥用干燥清管器，操作方法

8、同通球掃線。考慮到該段管線較長，管徑較大，采用兩個聚胺脂泡沫清管器同時進行通球干燥。 2003年10月7日11時40分進行通球干燥，13時通球結束，實際運行時間1小時20分，平均速度5400米/小時。8. 拆除試壓通球設備，待管道與門站、調壓站內管道連通后，將全線用壓縮空氣打壓至1 Mpa，保壓至燃氣置換。試驗結束。上述試驗共通球九次，通球掃線兩遍、通鋼絲刷球除銹兩遍，掃水兩遍，干燥兩遍。四、試驗的技術措施：1.清管器：通球清管時上述各種清管器均為尾部帶發射裝置的三皮碗聚氨脂清管器，除銹清管器為三皮碗聚氨脂清管器前加裝鋼絲刷輪轂。球的直徑過盈量應為管內徑的5%8%。通一遍后應檢查皮碗，有破損或

9、劃痕深度大于1毫米的應予以更換方可用于下次通球。球數量不得少于2個，并有皮碗若干以備更換。皮碗尺寸：外徑514mm，帶折邊，過盈量5.1%，有效密封長度710毫米，總長870毫米，最小可通過曲率半徑1.5D的彎頭，重67千克。2.發球裝置：發球裝置為自制臨時裝置，采用一段D630鋼管加裝封頭、法蘭、壓力表、閥門、D630×508變徑管制成，如下圖，左端為帶法蘭可拆卸的封頭端，右端帶坡口，安裝時與起始端鋼管焊接，試驗全部完畢后再割除。封頭上設置進氣口，上部（兩球間）設壓力表接口和另一進氣（水）口，閥門均為球閥，管徑DN65（端部與空壓機匹配），所有開口接管均為騎座式，管子不得插入D50

10、8管內。3.收球裝置：如下圖三通處由于清管器運行速度較快，且清管器長度超過三通支管圓滑過渡段的長度，所以氣流或水流在三通處仍會推動第一個皮碗，使清管器不會被卡在三通處。球速控制：用閥門連通空壓機與508鋼管，將壓縮空氣直接打入508鋼管，通球速度過快則三皮碗聚安酯清管器易磨損，管道易發生振動，一般應在26Km h 之間，最高時速不超過10 Km h運行距離測算：清管器的運行距離可用電子定位接受機（有效探測深度不小于6M，接受半徑不小于10M）定位，計算測算需要對進入清管器后管道內的壓縮空氣進行計量，計算公式如下：L=4PoTVoZ/(d2PTo)L_清管器的運行距離；T_環境溫度293+25K

11、；Po_大氣壓 0.1033 MpaVo _發球后累計進氣體積（0.1033 Mpa 293開爾文）m3 實際運行時估算空氣壓縮機排氣量，結合起始端壓力表讀數即可算出清管器運行的距離。 壓差范圍：當清管器與收球裝置間壓力為大氣壓時，清管器與發球裝置間壓力大于0.06 Mpa即可推進清管器前行。清管器與發球裝置間壓力持續升高則表示有卡阻，應分析原因。清管器正常推進時清管器與發球裝置間壓力應保持在0.2 Mpa左右。當球速過快時，可調節空氣壓縮機出口閥控制管道進氣量，或調節收球端排氣閥，均可達到控制球速的目的。4.水壓試驗升壓曲線圖：升壓速度（斜率）每分鐘小于1kg/cm2(0.1MPa/min)

12、.5、排水：排水應引至排水溝內并征得當地相關部門同意。總水量約1370M3，清水球發射前應先泄壓，將水自然排出后再發射清管器掃水。6.卡阻處理方案：通球卡阻時，應按下列優先順序處理：（1）找出卡阻位置，分析原因。（2）加壓（不超過設計壓力）。（3）若出口出氣量與進口進氣量大致相等時，表明前后串氣，此時再加泡沫封堵球推動被卡阻清管器。（4）反向加壓后再正向加壓推球。（5）切管取球，連通后再正向推球 。平面布置圖：五、實施效果與常規強度試驗及氣密性試驗相比，“兩站一線”工程所采取的通球掃線、試壓、干燥施工工藝具有以下優勢：1. 清除管道內部雜質利用壓縮空氣推動三皮碗聚氨脂清管器自起點至終點，用清管器將雜物帶出，從而清除管道內部雜物。2. 清除管道內壁浮銹三皮碗聚氨脂清管器加裝鋼絲刷輪，利用壓縮空氣推動除銹清管器自起點至終點，清除管道內壁浮銹。3. 水壓試驗注水時排凈空氣在起點加入兩個三皮碗聚氨脂清管器，從兩個清管器之間注入潔凈水，以水推動第一個清管器前行至終點，至末端排氣閥出水為止，可以使水注滿試壓管道，排凈空氣。換電動柱塞泵打壓，縮短了升壓時間，保證了強度試驗的安全性。4. 排盡試壓水在起點第二個清管器后端注入壓縮空氣，利用空氣推動清管器