专利名称：一种一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法
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:I)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Pi；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Pis&若所述管道低点试压压力Pig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
权利要求
1.一种一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法，其特征在于，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PffiM若所述管道低点试压压力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。
2.根据权利要求1所述的试压方法，其特征在于:所述管道高点最大试压压力P1计算公式为
3.根据权利要求2所述的试压方法，其特征在于:所述管道低点最大试压压力P2计算公式为 P2 = 1.1P1 式中P1为所述管道高点最大试压压力。
4.根据权利要求2所述的试压方法，其特征在于:所述管道低点试压压力Pig计算公式为
5.根据权利要求1所述的试压方法，其特征在于，所述正常情况下的升压停止条件为:管道高点试压压力达到所述的管道高点最大试压压力P1且管线低点试压压力不大于所述的管道低点最大试压压力P2,且压力-容积图曲线保持线性上升；若管道高点试压压力尚未达到所述的管道高点最大试压压力P1，但实际压力-容积图曲线偏离其线性段，且其偏离量对应的不可逆管道容积增量为0.2%管道容量，此时停止升压，降压维修管道，然后再次升压，直至达到正常情况下的升压停止条件。
全文摘要
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，根据管材力学性能统计数据，在99%可靠度下，确定管道高点最大试压压力，并根据实物屈服强度和管材小试样屈服强度之间的关系，确定管道低点最大试压压力;试压进程采用压力-容积图曲线控制，当压力-容积图曲线横坐标出现0.2%管容的残余变形时，为保证管道安全，停止试压，否则一直升压至规定的试压压力。本发明提供的一种一级地区高钢级输气管道高强度水压试验方法，可在允许的风险范围内尽可能提升管道试压压力，为管道投产后的安全运行和管道提压运行提供保证，有效提高企业社会效益和经济效益。
文档编号G01N3/12GK103245565SQ201310110999
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者闵希华, 罗金恒, 黄忠胜, 杨锋平, 王琴 申请人:中国石油天然气股份有限公司