淺談液氮加壓法 氧氣管道試壓
摘要：甘肅某鋼廠綜合外網(wǎng)氧氣管道試壓，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我們采用液氮加壓的方法配合此次管道試壓并且獲得一次性成功，為工期按時完成提供了保障，取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
關(guān)鍵詞：氧氣管道;試壓;液氮加壓法
Abstract: a steel plant in gansu province comprehensive outer net oxygen pipeline pressure testing, according to the actual situation, we adopt the method of liquid nitrogen pressure fit the pipeline pressure testing and one-time success, provides the guarantee for the time limit for a project completed on time and achieved good economic and social benefits.
Key words: oxygen pipeline; Pressure testing; Liquid nitrogen pressurization method
中圖分類號：TQ116.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104(2013)
前言：由于本工程氧氣管道工作壓力為1.6Mpa，根據(jù)規(guī)范要求試驗壓力應(yīng)為1.84Mpa，現(xiàn)場老廠區(qū)或新建制氧站，干燥無油的氮氣氣源實際最高壓力只有1.5Mpa。采用普通氮氣瓶加壓，工作效率低，投入大且耗時較長，不宜采用。本文對以液氮加壓法進(jìn)行氧氣管道試壓的施工進(jìn)行論述。
一．工程概況及特點
工程概況
本工程綜合外網(wǎng)有兩根氧氣管道(Φ273、Φ426)試壓，管道全線總長約2.3km，試壓介質(zhì)考慮到清潔、干燥、無油、惰性氣體等要求，采用的是氮氣進(jìn)行試壓。此次長線距離管道試壓，面臨的******難題是提供氣源的壓力不足以滿足設(shè)計壓力的要求，綜合考慮，我們運用液氮加壓的辦法配合此次長線距離氧氣管道試壓。
工程特點
施工工期緊，必須充分做好勞動力、施工機(jī)具設(shè)備及材料的組織與協(xié)調(diào)，確保各施工工序，按計劃進(jìn)行，投入人員多、施工難度大，在施工中科學(xué)組織，認(rèn)真編制施工方案和安全技術(shù)措施，使施工正常進(jìn)行。
二．設(shè)備簡介及工作原理
1設(shè)備簡介
1.1液氮低溫液體運輸車
低溫液體通常是指液氮、液氧、液化天然氣等溫度極低的液化氣體，以液氮為例：在一個大氣壓下溫度為-196℃.由于溫度低故其保存和運輸需要采用低溫液體運輸車。
1.2往復(fù)式低溫液體泵
往復(fù)式低溫液體泵主要適用于液氧、液氮、液氬中壓工藝流程系統(tǒng)中，它將貯槽中的低溫液體增壓氣化后直接輸入管網(wǎng)，其構(gòu)造組成：主要有電機(jī)、電控柜、皮帶輪、 傳動輪、傳動箱和泵頭組成。具體參數(shù)如下：
型號：BPO-100-450/16.5 功率：5.5kw
排壓：16.5Mpa 流量：100～450L/H
轉(zhuǎn)速：110～325r/min
1.3低溫液體汽化器
低溫液體汽化器，是一種工業(yè)和民用的節(jié)能設(shè)備，作用是把液態(tài)的氣體轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的氣體。其中涉及到的氣體很多，比如說：液氧、液氮、液氬等。汽化器的主要參數(shù)如下：
型號：YCK150C工作壓力：16.5Mpa汽化流量：150m3/h
2工作原理
液氮低溫液體運輸車往復(fù)式低溫液體泵低溫液體汽化器 管道
特點：快速、高效、適合長距離管道試壓。
三．施工總體部署
前期準(zhǔn)備
1.1管道試壓應(yīng)全面檢查，核對已安裝的管子管件閥門緊固件以及支架等的質(zhì)量，必須符合設(shè)計要求及有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，同時還應(yīng)檢查管道零件是否齊全，螺栓等緊固件是否已經(jīng)緊固，以及焊縫質(zhì)量，支架安裝情況等。
1.2試壓前應(yīng)將不宜和管道一起試壓的閥門配件、儀表等，從管道上拆除，臨時裝上短管，管道上所有開口應(yīng)進(jìn)行封閉，不宜連同管道一起試壓的設(shè)備應(yīng)加盲板隔離，盲板處應(yīng)有標(biāo)記，并作記錄，以便試壓后拆除，系統(tǒng)內(nèi)的閥門應(yīng)開啟，最高處應(yīng)設(shè)置放氣閥。
1.3試壓的各種工具準(zhǔn)備齊全。
1.4試壓用的閥門、法蘭、法蘭堵板、聚四氟乙烯墊、螺栓等準(zhǔn)備齊全，臨時用的連通管酸洗脫脂完畢。
1.5對施工班組進(jìn)行試壓前的交底工作。
1.6組織相應(yīng)的通訊設(shè)備，確保試壓過程中的通訊可靠性。
1.7在氧氣管道試壓前應(yīng)將提供氮氣源的管道、氧氣管道利用連通管進(jìn)行連通，連通管上設(shè)置閥門與壓力表，壓力表等級不小于2Mpa。
工藝流程
3．主要施工工藝及技術(shù)措施
此次試壓氣體介質(zhì)采用新制氧站生產(chǎn)的1.5Mpa氮氣進(jìn)行試壓工作，將氧氣管道壓力沖至1.5Mpa，因強(qiáng)度試驗壓力要求為1.84Mpa，此壓力不足，無法滿足規(guī)范要求。考慮到普通氮氣瓶加壓，耗時長、成本高，我們采用液氮加壓法 氧氣管道試壓的方法進(jìn)行此次試壓。
試壓步驟及檢驗辦法
1 試壓時，緩慢升至試驗壓力50%，后進(jìn)行檢漏，用肥皂水仔細(xì)檢查所有閥門、法蘭連接處及管道焊接口位置，如無泄漏及異?，F(xiàn)象，繼續(xù)以試驗壓力10%逐級試壓，每級穩(wěn)壓3分鐘直至1.5Mpa；如有泄漏，不得帶壓處理，按如下辦法及時消除缺陷，再重新進(jìn)行試壓：
1.1如果是閥門、法蘭連接處泄漏，應(yīng)采用緊固螺栓的辦法進(jìn)行處理，前提是不得帶壓進(jìn)行操作。
1.2如果是管道焊接口位置出現(xiàn)泄漏，應(yīng)打開事先準(zhǔn)備好的放散閥將壓力卸至零為止，開始采取補(bǔ)焊措施，直至補(bǔ)焊工作結(jié)束。
2.如果出現(xiàn)1.2情況，檢查完畢，按步驟 1 重新開始緩慢升壓，待檢漏無任何問題，繼續(xù)升壓直至1.5Mpa，引用準(zhǔn)備好的低溫液體運輸車進(jìn)行液氮加壓法繼續(xù)試壓。
具體準(zhǔn)備工作及操作步驟：
1）制作臨時試壓管路并進(jìn)行酸洗鈍化，把管路的各個區(qū)域用臨時管路進(jìn)行連通，臨時管路的充氣口處安裝兩只DN25的截止閥（一只用來控制制氧站氮氣源，一只用來控制液氮加壓設(shè)備提供的氮氣源）以方便隨時關(guān)閉系統(tǒng)回路，在回路中適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b壓力表，壓力表量程0～4.0Mpa,壓力表需經(jīng)鍋爐壓力檢測中心檢驗合格貼有合格標(biāo)志。
回路連接完成后，仔細(xì)檢查所有短接部位，盲板、接頭處確保沒有易損壞的一起表及設(shè)備等。具體如下圖所示：
2）當(dāng)試驗管路充氣壓力達(dá)到1.5Mpa，此時試驗管路壓力與制氧站氮氣源壓力持平，斷開原有氣源，并關(guān)閉主閥，使用液氮加壓法設(shè)備通過試壓系統(tǒng)管路上事先預(yù)留的充氣接口對試驗管路進(jìn)行充氣。
3）用液氮加壓法繼續(xù)緩慢升壓，升壓時按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3min，升至試驗壓力1.84Mpa后，穩(wěn)壓10分鐘，再將壓力降至設(shè)計壓力1.6Mpa，停壓30分鐘，以壓力不降、肥皂水檢測無泄漏，目測無變形為合格。
4）卸壓排放
卸壓排放主要是利用放散閥控制管道試壓的壓力值，排放點選擇空曠室外，排放區(qū)域設(shè)置專人監(jiān)護(hù)，對足夠安全距離設(shè)置警戒繩和警戒標(biāo)志，禁止人員進(jìn)入警戒區(qū)域。
管道嚴(yán)密性試壓
壓力試驗完成后，需對管道進(jìn)行嚴(yán)密性試驗。對氧氣管道進(jìn)行24小時的嚴(yán)密性試驗，泄漏率≤0.5%
泄漏率A按式（1）和式（2）計算
當(dāng)管道公稱直徑DN≤0.3m時
A（%）=[1-(273＋t1)P2∕(273＋t2)P1] ×100∕24……………(1)
當(dāng)管道公稱直徑DN≥0.3m時
A（%）=[1-(273＋t1)P2∕(273＋t2)P1]×100∕24×DN∕0.3…………(2)
式中：
P1－試驗開始時的絕對壓力，單位為Mpa
P2－試驗終了時的而對壓力，單位為Mpa
t1－試驗開始時的溫度，單位為℃
t2－試驗終了時的溫度，單位為℃
DN為管道公稱直徑，單位m
2.嚴(yán)密性試驗過程中安裝的溫度計不得在原氧氣管道上開孔，應(yīng)增加一段臨時短管，用于試驗使用。
3.泄漏性試驗重點檢查閥門、法蘭或螺紋連接處、放空閥，以肥皂水檢查不泄露為合格。
4.嚴(yán)密性試驗在強(qiáng)度試驗合格后進(jìn)行，試驗時，緩慢升壓至規(guī)定壓力后，斷開試驗氣源，并關(guān)閉主閥，在達(dá)到管路運行壓力后持續(xù)24小時，以肥皂水檢驗不泄露為合格。
四．氧氣管道試壓示意圖
根據(jù)現(xiàn)場實際條件，選擇煉鋼主車間里的一座平臺作為本次試壓的地點，主要是考慮到試壓過程中方便操作，容易控制。具體如下圖所示：
五．效益分析
液氮加壓法對長距離氧氣管道試壓領(lǐng)域是一個創(chuàng)新和突破，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效率和社會效益。在本工程綜合外網(wǎng)氧氣管道試壓一次成功，本施工方法在保證施工質(zhì)量的前提下，降低了施工成本，縮短了工期，為后期的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
結(jié)論
液氮加壓法 氧氣管道試壓在試壓過程中的成功應(yīng)用，實踐證明此方法是成功的，并取得了很好的效益，該項施工方法是值得推廣的，它的應(yīng)用成功的解決了長線管道試壓過程中因氣源壓力不夠的難題，提高了工作效率與質(zhì)量，希望本文對類似長距離管線氧氣管道的試壓具有參考價值。
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