短距离高压管道试压方案

攀钢集团冶金工程技术有限公司

施工组织（方案）设计

工程名称：白马铁矿精矿管道输送工程Ⅱ标段（PI939到980）约6公里管道试压施工方

案

施工单位：攀冶机电分公司第一工程项目部

项目经理：

攀钢集团冶金工程技术有限公司

机电分公司

2011年7月1日

施工组织（方案）设计会签表

PI939-980点6公里管道试压方案

1、工程概况及内容

攀钢集团攀枝花新白马矿业有限责任公司拟进一步开发白马铁矿，白马铁矿精矿管道输送工程将新白马公司生产的300万吨/年铁精矿输送至西昌市经久乡，作为攀钢西昌钒钛资源综合利用项目烧结主要原料。管道输送工程作为白马二期工程开发项目的组成部分。管道线路从白马铁矿二期选厂附近先沿着部分的尾矿公路，经过光头山、马岩山、银鹿乡、麻栗乡、黄水乡、佑君镇到达经久乡终点站过滤车间。

根据设计及规范需要，经总包分工，并由业主肯定，由攀钢集团冶金工程技术有限公司机电分公司第一项目部担任本段管线全程约97.25Km的试压工作，此次工作原定共分为6大段分别试压。为保证施工进度和该试压技术的成熟性，所以经业主、监理、设计、PSI、总包、施工方一起讨论决定，对白马铁矿精矿管道输送工程Ⅱ标段，已施工的PI939点至PI980点长约6公里已回填管线进行试压，为以后的长距离管线试压工作奠定基础。

2、编制依据

本施工技术方案的编制，除了依据甲方的技术资料外，还执行以下专业技术标准：

2.1《长距离输油矿浆输送管道测量规范》SY0055-2003；

2.2《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98；

2.3《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006-90；

2.4《石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分级》SY/T4056-93；

2.5《石油天然气钢制管道对接焊缝超声波探伤及质量分级》SY/T4065-93；

2.6《石油建设工程质量检验评定标准输油矿浆输送管道线路工程》SY/T0429-

2000；

2.7《中华人民共和国环境保护法》；《中华人民共和国安全生产法》等法律、

法规；

2.8 攀钢集团冶金工程技术有限公司QEO程序文件；

3、施工准备

技术准备：参加设计交底及图纸会审工作，一定要明确该段管线的连续施工情况，交接该段管道施工过程中质量控制过程资料，核实管道施工过程中的焊接检测、防腐、缺陷处理、检漏及返修等情况必须满足试压条件，同时监理、总包核实确定该段（PI939点至PI980）长6公里的管线无有漏检、焊口不合格或其他缺陷后，按有关要求进行试压工作。试压前必须与该段管道施工单位办理交接手续。（交接表形式见附件一）

编制并报批施工组织设计、施工方案及质量、健康、安全和环境措施。试压施工作业前进行强制性规范要求的技术交底。

人力资源准备：该段（PI939点至PI980）长6公里的管线试压，组建专门的试压队伍，由试压队队长一名，并配备专业操作员、焊工、钳工、管工、普工及巡视人员12名（每0.5Km/人），人员及分工情况见5.2.

组织主要工种的人员进行试压前的培训、特种作业人员必须考试取证，特别是焊接工人必须有符合长输管线焊接作业与之对应的焊接证书及上岗证。

机具设备准备：试压头焊缝质量、阀门连接等要进行严格的焊缝检验，能承受40Mpa以内的高压。测试头、过滤器、焊条烤箱、焊条保温桶、环形切割机、割枪、电焊机、磨光机、DDJ型电子定位接受机、聚氨酯光面泡沫清管器、聚氨酯螺旋刷泡沫清管器、电子定位发射机、收、发球装置、试压天平、压力记录仪、温度记录仪、无密封自控自吸管道泵、电机、康明斯发电机组、斯太尔发电机组、管道泵加柴油机配套、压力表的质量检查、运输、存放及保护工作等，压力表必须使用特种设备监督检验局校验合格后的产品，以便顺利的进行试压。以上各项不合格或有损坏的，要进行返工或检修维护直至达到试压要求方可使用。试压所用的设备、工机具应向监理报验相应的合格证明材料，所用的仪器仪表需有相应的校验证明。

物资准备：施工主要材料的储存要满足连续作业要求，氧气乙炔各4瓶，汽油1000L，柴油2000L，焊接时对应的各种焊条20Kg。多人帐篷4顶，做好物资采购、验证、保管工作。

现场准备：在试压前需要由业主方解决如下问题：

①在试压前请业主协调当地政府向该段沿线的村民、学校等人员，以电视、公告、发宣传单的形式进行告知及注意事项（注：注意事项的内容由攀冶提供）。

②请业主协调PI939点旁边的水渠的水源及PI939点旁边20米区域土地的使用权问题。

③试压方案报监理、业主后，请业主组织一次该试压方案的专题审查会。

总包方要保证现场PI939点旁边20米区域的道路及试压泵堆放场地的平整。总包方要制定相应的应急救援预案并报当地政府部门备案。

图1临时蓄水池搭设图

水源的准备：计划在PI939点附近灌溉用渠中取水，按照图示1所示利用沙袋搭设临时性蓄水池，由业主方协调当地政府进行放水，水源要清洁，特别是在乡村取水时，很多水里融入了菜地里施肥的废水，这些废水里含有氨气等气体，这些气体会造成升压困难或升压时压力达不到试压要求，因此需要将水源取样送检（由施工单位负责）。

4、矿浆管道试压施工工艺

图2管道试压工艺流程图

4.1确定试压管路

试压管路的确定要根据设计方管线压力曲线（见附件二PSI试压曲线图）进行分段，并执行以下几个原则：

1）、水源问题

现场取水的水源水质必须请第三方取样化验，达到该管道工程技术附件对水质要求。

2）、设备问题

试压使用的自吸式管道泵的扬程为250米，在所分段的管路标高变化没有超出管道泵的扬程，PI939点试压点开设在有运输道路到达的位置，施压设备可以运输到位。

4.2 寻找水源

按要求试压介质我们选择水进行试压，水源是个重要的问题，根据我们已经选择好分段管路，首先计算出该段管路所要使用的水量，计算公式如下:

V=π×管道公称半径 r2×管长l

r2——管道公称半径（mm）

l——管长(mm)

根据计算出的用水量，同时检测确定附近水源是否满足我方要求，按照施工准备中相关内容贮备水源。

4.3管道清扫

清管扫线采用空压机1台.管道清扫器为聚氨酯泡沫清扫器该型号清扫器适合于新建且管径变化比较大的管道清扫，参数如下：速度1～2m/s;耐压强度9Mpa;起动压差0.16Mpa;通过弯度≥1.6d,一次最大清洗距离100km;收缩膨胀系数为0.95～1.1。

图4管道清扫示意图

焊接发球装置、安装空压机，并将空压机排气与管道进气口连接好，将清管器A 装入发送装置，盖上密封盖把紧螺栓（如图所示，前一个为聚氨酯泡沫钢丝刷清管器A，后一个为聚氨酯泡沫光面清管器B）。

图5发球装置制作示意图

先发送第一个清管器A第一个清管器A到达终点后，再发送第二个清管器B。清管器B携带低频信号发射仪通过电子清管器定位接收仪，判断出清管器A的运行位置。

清管后应检查清管效果，必须使管内的焊渣、水、泥土、杂物清理干净。用白布擦拭管道内壁目测白布干净为合格，停止清扫。管内清洁度与通球次数成正比。

启动空气压缩机调压至0.16MPa，沿管线利用信号接收机跟踪清管器是否动作，同时时作好进气点处入口空气排量和压力记录，当清管器A受阻时，可逐步提高压力，但最大不超过管道的设计压力。如果发现压力上升要及时与信号跟踪人员进行联系，确认是否卡堵同时严密监视入口压力表，当压力超过9Mpa时立即与信号跟踪人员联系可视为卡堵，在收球处观察排出气体的变化，若清管器A卡在管道内，通过清管器电子定位接收仪，判断出其卡堵位置，降压后切断管线后取出清管器A，重新图3 聚氨酯泡沫光面清管器

连头焊接后，再进行清扫。

4.4 管道试压

4.4.1试压准备工作

1）实施该项工作的测试组人员应具备有管线液压测试的经验，并经过由液压测试经验的，能够进行必要的压力测试计算的工程师的监督检查。不经过测试压力的部件应断开或以经同意的方式与系统隔离。对所有控制和保护性设备，包括压力限制装置、调整器、控制器、减压阀和其他安全设备都要进行测试，以便确定它们处于良好的机械状态，有足够的承担该工作的能力和可靠性。施工单位还应确保这类设备的安装合格，经过防护可防止损坏和其他不利情况，保证正常作业和在正确压力下的功能发挥。

2）检查管道、试压设备(水压泵满足400 bar及以上试压要求)、阀门、压力表、温度计及试压作业有关的设备仪器是否完好，压力表（机械天平量程为0～350 bar）、温度计是否经过检定合格。并准备两块检定合格的压力表，供监理工程师专用。仪表要求如下：静重测试仪：0-400bar 范围的量规，允许读出范围0.1%管线测试压力的0.1bar 的测量精确度。压力测试仪：0-350bar 范围的量规，24 小时旋转，机械驱动，8 天的压缩空气（气流），0.15%的精确度，单传感器带单一墨水笔系统。温度记录器：5℃-50℃的范围，24 小时运转，机械驱动，8 天的压缩空气（气流），±0.15%的精确度，双传感器带双墨水笔系统。流量仪：流量仪必须精确到0.001m3。温度计／热电偶：a、用于测量埋设管道的管壁温度（范围：-10℃~50℃；精确度±0. 5℃）；b、用于测量周围空气温度（范围：-10℃~50℃；精确度±0.5℃）；c、用于测量外露管道的管壁温度（范围：-10℃～60℃；精确度±0.5℃）；d、用于测量注水温度（范围：-5℃~40℃；精确度±0.5℃）；用于记录仪的墨水颜色如下：a、压力：蓝色；b、管壁温度或水温：红色；c、地面温度：绿色。距离每个测试结束区域大约0.5 公里的地方安装一个温度计。

3）最小测试压力是最大内部设计工作压力的1.1倍。最大测试压力应超过测试区段中任何管道规定的最小抗屈服强度的90%。编制有关每个管线测试区段的液压测试图和压力测试计算。（此部分由设计方完成）。

4）头尾部分试压装置的制作

图6头尾部分试压装置的制作示意图

头尾部试压装置的制作（如图4所示）制作时严格安装压力容器制作验收规范执行，使用材料要严格进行计算按照额定压力40MPa进行材料选择和焊接,焊接要求按照管道焊接标准执行，筒体采用X65管线钢焊接，管皮厚度为14.27mm，盲板厚度按照下列公式计算，制作完成后焊缝要进行检验和试压。

带加强肋平盖盲板计算：

在选用过程中主要需要计算盲板厚度和肋板高度，根据GB50316—2000工业金属管道设计规范可以用以下公式进行计算。

盲板厚度计算：

带加强肋平盖盲板应符合构造要求：底板厚度不小于8mm，支撑加强肋应等间隔对称布置，肋板厚度不小于10mm，肋板高度H应满足下式要求：

图7几种带加强肋平盖盲板的最大有效内切圆形式

注:查表的Q235的焊缝许用应力为210 MPa

4.4.2试压

图8管道试压工艺原理图

首先将橡胶隔离球放头部试压装置内，将制作好的头、尾部试压装置焊接到待试压管线头部和尾部（如图虚线位置和B、C位置）进行探伤合格待用（要求如上），如图连接好试压天平、管道泵、试压泵、发电机等仪器仪表设备，准备试压。

打开首尾部排气阀门，启动管道泵推动清扫球充水等待头部排气阀将管内残余气体排出，有水喷出后关闭头部排气阀，启动所有检测仪器、仪表设备。

一直保持连续注水，注意水源必须充足，严密监控管道泵吸入口千万不得吸空，进入空气，使专人监护发现水源不足时立即停泵，带水源补足后再重新启动。

利用水流推动橡胶隔离球将管内气体全部由尾部排气口排出，等到尾部排气阀有水喷出时视为管内已全部充满水，可以停止管道泵。

启动试压泵试压开始，启动所有检测仪器、仪表设备，按照设计方提供的试压

曲线图和规定实验压力进行试压。

水压试验应符合现行国家标准《液体石油管道压力试验》GB/T 16805的有关规定。分段水压试验时的压力值、稳压时间及合格标准见设计方PSI的压力曲线图。

4.4.3 增压要求

所有安装在测试歧管上，但不用于增压或测量仪表的阀门应安装堵头法兰，堵头或加盖，并保持在打开位置。增压应以不超过2bar/min 的稳定速率进行：增压到认可的测试压力的75%。保持该压力半小时;增压到认可的测试压力的90%。保持该压力半小时;增压到认可的测试压力的100%。

当达到测试压力时（该段测试压力由PSI设计方提供），应进行排水试验以便通过计算确定通过管线的空气量。如果计算的水量与实际排水量之间的差小于6%，则可以进行测试。如果该差异大于6%，承包方应采取必要措施以清除过量空气。在液压测试的增压阶段，与时间对比进行的压力，水量和温度的测量应在下述增量下进行：达到测试压力的80%每增加5bar时；每在测试压力80%~90%之间增加2bar时；在测试压力90%~100%之间每增加1bar时。当增压完成时，应关闭压力泵并检查安装在测试段上的所有闭合的注水阀门和管接头，看是否有泄漏。

4.4.4 压力测试

完成增压以及关闭／堵塞所有管件接头之后，在开始压力保持期之前，必须使压力稳定至少8h。应记录以下测量：打压天秤上显示的初始测试压力读出；打压天秤上的每小时测试压力；记录器上显示的连续测试压力／时间的读出；至少每2h 的管道或地面温度／时间的读出；压力／温度（周围）记录器的记录。

如果压力的上升高于在测试区任何点所允许的最大数值，则应边放水边准确地测量水量。各点的测试压力按照设计方出具的压力试验曲线为准。

4.4.5 测试的验收

测试的验收根据以下标准进行：根据本说明书，在不添加任何测试介质的情况下，将测试压力保持最少连续8h 高于规定的测试压力并作记录。在该连续8h 期间的任何压力变化都是可以解释的（如温度波动）。

4.4.6 卸压、排水

管道内的试压水须要经过第三方检测后方可往外排放，以每分钟不超过3bar 的速率缓慢释放压力，直至压力不低于大气压力。测试完成之后，并不完全排空管道内的水，在开始排水之前，所有排放线路和测试歧管应牢固并固定以防移动。放水时要小心，不要造成过大的冲刷。

4.4.7 液压测试结果

表明成功和失败的液压测试结果应编辑成文。该文件作为打压测试（文件）包的一份附件签发。各个测试区段，仪表组或水跨接部分的液压测试完成之后，应将下面测试文件提交监理批准：清管和测量记录；注水记录；排水测试数据；来自所有温度记录仪上的温度分布图；来自所有压力记录仪上的压力分布图；测试初始和最终增压阶段的压力／水量记录；显示测试加压阶段压力／容积的曲线图； 8小时泄漏测试期间的压力／时间记录；说明开始和结束时间以及水处置地点的排水记录；故障报告（若需要）；描述从开始到结束的所有活动的汇总表。

装配制作完成之后，应对测试头／歧管进行检验和测试（包括全X 射线照相或人工超声波测试，染色渗透试验和液压测试）以确保管线液压测试期间的安全。非标部件不得用于测试头装置。所有测试歧管应标有系列号，并保存它们使用的记录。

4.4.8 压力均衡／温度稳定

在均衡／稳定期间，压力应介乎于测试压力的1/8 至1/4 之间。在这期间应进行以下测量：压力的连续监控和记录；管道温度／地面温度最少每1 小时测量一次。

4.4.9试压失败处理预案

1）故障现象

试压时出现压降

2）可能出现泄露的地方

a、法兰连接处

b、仪器仪个接头

c、焊口有问题

d、阀门连接处

3）处理方法

●找到焊口有问题的地方，泄压，排水，重新进行焊接。

●仪器仪表和阀门连接处出现问题时，紧固螺栓，必要时，更换垫片和密封材料。

●管道出现故障，要找到位置和确定故障的原因。在拆除泄漏钢管前，故障位置要彻底拍照。

●如果泄漏出现在制管焊缝上，则出现泄漏的整根钢管要从管线上切除。

●其它位置的故障，至少要从故障点每侧1米处切除。切下的钢管上要标明它在管道上的位置和故障点的原组装焊接时的记录单上的桩号位置，然后重新注水进行水压试验。

4）清扫球堵塞有以下几种情况

●管道安装时里面有大量泥沙或沙石情况。

●管道弯度太大。

5）试验压力不上升

●试验压力不上升有以下几种情况：

●有泄漏。

●管道在通水过程中进入大量空气（一般来说大于6%空气进入管道则试压失败）

5、施工人员及施工机具

5.1 组织机构如图9所示：

图9 组织机构示意图

5.2 人员配备

人员配备表

注：现场由项目经理带队，负责总指挥协调工作。

5.3 施工机具

施工机具表

6、质量技术措施

技术人员应熟悉图纸及相关技术资料，并组织施工人员熟悉工程内容及结合现场工程特点编制好施工作业方案，并进行技术交底。焊接工序及特殊工种持证上岗，施工资质证、岗位合格证等需报相关部门备案。焊工施焊部位必须打好钢印，做好原始记录。严格按前述作业步骤及方法实施，当出现设计问题时应会同甲方及设计部门在现场协商解决并留存书面变更通知单。开工前检查所用设备、量具、仪器仪表应处于完好状态。计量器具应在检定有效期内。保证不合格工序不转下道工序，并对自己岗位的工序质量负责，对现场的管材试验或检验要及时、准确地提供试验或检测报告。

8、安全环保消防措施

8.1 施工安全措施

8.1.1内部措施

⑴树立警告标志和路障，未经许可人员禁止入内。试压开始前，应当在通往施工作业带的所有进口道设置警告标志，“警告–管道在进行高压试验” “切勿靠近”管道内压力解除后再撤去标志。水压试验区域50米之内，为警戒区域，采用隔离网或警示带，只限参与试压的工作人员进入，未经允许，无关人员不得进入，更不能滞留在试压区内。

⑵清管器采用收、发球筒装取，拆卸清管器时应待管道内的压力排空后进行，试压时以管线为中心，50米内为禁区并派专人巡线警戒，升压过程中在管线裸露的首末段设警示标志，设专人值班，严禁无关人员进入。通球试压过程中随时注意压力表的压力变化，发现异常情况是，立即查明原因，采取措施。

⑶在试压前通知公众和当地的执法机构和应急快速反应机构。对水压试验工序要进行减轻危害分析，具体重点在试压头处。升压及稳压期间要加强巡视，严禁在试压管段周围进行各种作业。

⑷试压头尽量远离人口稠密区，可以保证一定的实际安全距离,在试压作业期间需提供和维护可靠的通讯系统，以便所有参与试压的工作人员能够相互通报在试压期间的试压状态和出现的问题。在所有的试压现场要备有当地医疗和应急反应机构的电话号码。

⑸在管道进行试压加压时，所有不需要直接参与试压操作人员（检漏，拧紧垫圈，操作泵，记录数据等等）的行动要加以限制，尽可能不要进入试压作业区。

⑹施工现场的燃料采取现需现运的方式，运油采用专用的油罐车，设备加油时在下面设接油盘。如出现以外将油泄露在地面上，立即将油污染的地面清除。

⑺检查所有吸气软管，焊接、管件、接头和阀门的正确压力等级。

⑻软管，不论承受压力等级如何，都不得用于连接高压泵和试压头。

⑼控制和保护注排水管和软管的安全。由检测承包商检测水压试验的所有临时焊口。

⑽在水边施工注意水土保持，废水要经过处理后才能排入河流内，尽量保持工地原有水系的畅通。试压水排放时采用钢管联通至河流内、不要冲蚀地面。

⑾施工人员实在河流边施工时要穿戴好安全背心。

⑿在松软地面上吊运、搬运试压设备时，在吊装机械下铺垫防沉钢板。

⒀焊接、切割和安装时，施工人员严格遵守本工种的操作规程及HSE有关规定。施工时，穿戴齐全劳保用品。

⒁注意收听、收看天气预报，下雨前及时采取预防措施，雨天施工及雨后作业更要加强安全保障措施，如防止塌方等。

⒂试压人员实行8小时工作制，三班倒，试压工作24小时不停，施工现场配备移动电话作为通讯设备、吃住在现场。

⒃夜间工地设置足够的照明，开夜车前往较远的目的地要走熟悉的道路，要有人拌行，禁止疲劳驾驶，车辆要慢行。

⒄24小时设备运转要尽量远离居民区，对由于特殊原因临近邻近居民区时，采取措施，施工设备加装消声器，禁止人员大声喧哗。

⒅施工现场保持清洁，施工垃圾分类处理，工地设置临时办公室，供应食品和水。

⒆施工现场配备经过培训的医疗人员，急救药箱，医疗救助设备。并提前与当地医院进行联系，以便在出现人身伤害是紧急抢救。试压过程中如果出现爆管，应立即启动应急计划，首先确定有无人员及财产损失并上报业主及监理，然后采用开挖倒流渠及泵排等措施将试压水放入计划确定的排水的地点。按7.6中的规定进操作及重新试压。

⒇试压开始项目部技术负责人向试压单位管理人员及各班组长进行详细的技术、质量、HSE交底。试压技术人员向参加试压的施工人员进行交底和技术培训，做到人人知道自己的工作范围、操作规程、注意事项以及遇到紧急情况是的应急处理措施。

8.2 安全应急措施

当突发安全事故时应积极向总包部、业主方及时通报，同时上报当地政府部门，做好伤员救治工作。并按照管道试压应急救援预案（由总承包方制定）进行组织抢救。

机电公司管道试压应急抢险联系表

附件1

管道试压专项工序交接确认表

工程名称：试压段PI点：距离：（公里）

Pipeline Systems Incorporated

附件2

攀钢集团

白马铁矿精矿管道输送工程

详细工程设计

越野管道水压测试打压图

PSI DOCUMENT NO.: C0082-S-P-020

B 04/01/11 业主审查薛天铸JMH 薛天铸YGC

A 10/24/08 内部审查YGC JMH/TZX 薛天铸YGC ------