不同规范对管道压力试验的要求比较VIP

第 5 1 卷第 4 期 2 0 1 4年 8月 l 匕工设蚤与管道 P R O C E S S E QU I P ME NT&P I P I N G Vl0 1 51 NO 4 Aug 2 01 4 不同规范对管道压力试验的要求比较 谢祥志 ( 中国昆仑工程公司 ，北京1 0 0 0 3 7 ) 摘要压力试验是管道 系统投运前的一个关键步骤。 求，阐述了实际工程 中执行规范的选取原则。 关键词管道压力试验；规范；比较 中图分类号：T Q 0 5 0 1 ；T H 1 8 6 文献标识码：A 压力试验是检验管道的施工质量、检查管道系 统的严密性、校核管道强度的手段之一，其 目的是 保 障管道系统长期、稳定、安全地运行 。在石油化 工类 管道 中 ，经 常采用 的管 道施 工、验 收规 范主要 有：G B 5 0 2 3 5 工业金属管道工程施工规范 、G B T 2 0 8 0 1 压力管道规范 工业管道 、S H 3 5 0 1 石油化 工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范 ， 虽然几种规范的适用范围不尽相同，但它们之间有较 多部分的交叉，而且它们都参照了美国规范 AS ME B 3 1 3( P r o c e s s P i p i n g ) ) ，对同一个项 目或工程，几个 规范可能都适用，但不同规范对管道系统压力试验的 规定存在一定差异，在规范的选用上需要根据项 目的 实际情况确定，现从以下几个方面对这几本规范进行 比较 1 5 1 。 1 试 验压 力 1 1 管道试验压力值 各规范对管道试验压力值的规定基本相同，即 气压试验时，试验压力均为设计压力的 1 1 5倍。液 压试验的设计压力按以下公式计算： P 1 5 K Pd 式 中P I试验压力 ，MP a ； 设计压力，MP a ； 温度修正系数，取管材在试验温度与 设计温度下许用应力的比值，规定 K 6 5。 1 2 试验压力的校核 要求 对于高温、高压的管道，过大的试验压力可能 对管道造成永久性的物理破坏或损伤，故规范除了规 比较 了不同的施工及验收规范对管道压力试验的要 文章编号：1 0 0 9 3 2 8 1( 2 0 1 4 )0 4 0 0 7 8 0 0 3 定温度修正系数不大于 6 5以外，还要求对在试验压 力下管道产生的应力进行校核 。各规范对试验压力 的 校核都有明确规定，校核的主要参数为管道的周向应 力和轴向应力，各规范的具体规定如下： ( 1 )G B 5 0 2 3 5规定：“ 当试验压力在试 验温度 下产生超过屈服强度的应力时，应将试验压力降至不 超过屈服强度时 的最大压力 ” 。 ( 2 )G B T 2 0 8 0 1 规定：“ 如果试验压力会产生 管道周向应力或轴向应力超过试验温度下的屈服强 度时，试验压力可减至在该温度下不会超过屈服强 度 的最大压 力 ” 。 ( 3 )S H 3 5 0 1 规定：试验压力 “ 不得使管道在试 验条件下产生的周 向应力或轴向应力超过试验温度 下材料屈服强度的 9 0 ，且不得超过 1 5倍管道组成 件的额定压力” 。 上述三个规范都要求校核在试验压力下的管道应 力，其中 G B T 2 0 8 0 1 与 S H 3 5 0 l 明确要求校核管道的 轴向应力和周向应力；G B 5 0 2 3 5 正文中没有明确需校 核的应力类型，但在其条文说明中要求校核轴向应力 和周向应力，在对应力的校核上三个规范是一致的。 在对 管道试验压力下 产生的应力值校核标 准上 ， G B T 2 0 8 0 1 与 G B 5 0 2 3 5 都要求应力值不超过屈服极 限，S H 3 5 0 1 要求应力值不超过屈服极限的 9 0 ，显 然 S H 3 5 0 1 的对于压力试验值更为保守，所以在管 收稿 日期 ：2 0 1 3 1 1 - l 1 基金项目：国家发改委批准的 “ 重庆蓬威石化公司年产 6 O 万吨 P T A工程 ” 。 作者简介 ：谢祥志 ( 1 9 6 9 一 ) ，男 ，四川省资 中人，高级工程 师。长 期主要从事石油化工工艺及管道的设计工作 。 2 0 1 4年 8月 谢祥 志 不 同规 范对管道压 力试验 的要 求比较 道压力试验 时， 确定试验压力 。 一 定要根据管道施工采用的规范合理 2 压力试 验的特殊要求 1 3 管道的周向应力计算 管道的周 向应力的计算在 G B 5 0 3 1 6 工业金属 管道设计规范有明确规定，它规定了液压或气压试 验条件下管道组成件的内压周向应力计算公式以及 校核要求： 尸 t D。 一 ( f s n C) 2 ( C) 液压试验时 ： 0 9 E 气压试验时： 0 8 巨 式中 在 试 验 条 件 下 组 成 件 的 周 向应 力， M P a； 尸 f 试验压力，MP a ； E焊接接头系数 ； 材料标准常温屈服点，MP a ； 管道外径，m l T l ； 管道名义厚度，mm； c 一所有厚度附加量之和，1 1 2 1 1 。 G B 5 0 3 1 6 不仅要求对管道液压试验、气压试验 按 管道材料屈服极限的 0 9 倍、0 8 倍分别校核，同 时还考虑了管道焊接接头系数的影响，与 S H 3 5 0 1 相 比，其试验压力更加保守。在实际工程中，G B 5 0 3 1 6 和G B 5 0 2 3 5 一般分别作为设计和施工规范配套使用， 当试验压力的校核标准不一致时，设计人员应该在设 计文件中加以说明和约定，推荐按 G B 5 0 3 1 6的要求 执行 。 1 4 管道 的轴 向应 力计算 G B 5 0 3 1 6和 AS ME B 3 1 3均未给出管道轴向应 力的计算方法，可参照 G B T 2 0 8 0 1 中给出持续荷载 条件下管道轴向应力计算公式： D M 4 Z 式中 管道组成件的轴向应力 ，MP a ； P试验压力，MP a ； D管外径，m i l l ； 管道有效厚度，MP a ； 荷载组合工况下产生的弯矩，N mm； z 管道抗弯截面模量，mm 。 实际工作中，轴向应力靠手工计算有一定难度， 可通过应力计算软件 C AE S A R 来模拟完成。 2 1 气压试验特殊要求 规范中均推荐首选液压试验，当确有 困难时， 可以采用气压试验，但 由于气压试验的危险性较大， 所以各规范对气压试验均有特殊规定： ( 1 )S H 3 5 0 1 规定 用气压试验代替液压时，“ 试 验压力不宜大于 1 6 MP a ”同时要求： 管道系统内现场施工焊接接头无损检测合格； 脆性材料管道组成件经液压试验合格； 试压方案中应有切实的安全措施，经施工单 位技术总负责人批准。 ( 2 )G B 5 0 2 3 5 规定：当管道 的设计 压力大于 0 6 MP a ， 设计和建设单位认为液压试验不切实际时， 可采用气压试验来代替液压试验。 ( 3 )G B T 2 0 8 0 1 对气压试 验压力值没有限制， 但对气压试验的适用条件及安全措施，同 G B 5 0 2 3 5 一 样做了详细的规定。 可见 ，S H 3 5 0 1 对气压试验压力值上限要求为 1 6 MP a ，其余 2 个规范对气压试验压力值没有限制， 但均规定了明确的安全措施。 2 2 压力试 验的免除 当管道系统进行液压试验或气压试验均不切实 际时，可以免除压力试验，在免除压力试验 的条件 上，三个规范的要求其本一致，三者均采纳了 AS ME B 3 1 3中的有关规定，即： ( 1 )环向、纵向以及螺旋焊焊接接头经 1 0 0 的 射线或超声波检测合格。 ( 2 )支管连接接头、角焊焊接接头经 1 0 0 表面 无损检测合格。 ( 3 )管道系统按规定进行柔性分析。 ( 4 )管道系统通过敏感泄漏试验。 3 试验介质要求 ( 1 )G B T 2 0 8 0 1 规定：奥氏体不锈钢管道水压 试验时，水中氯离子含量不得超过 0 0 0 5 。当采用 可燃液体介质进行试验时，其闪点不得低于 4 9， 且应考虑到试验周围的环境。 ( 2 )G B 5 0 2 3 5 规定 ：对不锈钢、镍及镍合金管道 进行试验时，水中氯离子含量不得超过 2 5 1 0 一m g L 。 也可采用其他无毒液体进行液压试验。当采用可燃液 体介质进行试验时，其闪点不得低于 5 0，并应采 取安全防护措施 。 8 0 化工设置与誓遵 第 5 1 卷第 4期 ( 3 )S H 3 5 0 1 规定：不锈钢管道用水试验时，水 中的氯离子含量不得超过 5 0 mg L。 上述三个规范中，S H 3 5 0 1 对采用除水以外的其 他液体试验没做具体规定； G B T 2 0 8 0 1 完全照搬了 A S ME B 3 1 _ 3的要求 ，规定了试验用可燃液体闪点不 低于 4 9；G B 5 0 2 3 5 规定试验用可燃液体的闪点不 低于 5 0，与 G B T2 0 8 0 1中规定的闪点 4 9等同。 在不 锈钢 管道试 验 的水 质要 求上，独有 G B 5 0 2 3 5 要求氯离子含量不超过 2 5 P g g ，其余两个规 范限制值为 5 0 g g g 。此点在 A S ME B 3 1 - 3中无具体 规定，G B 5 0 2 3 5的条文说明解释为：“ 水中氯离子含 量不得超过2 5 1 0 mg L ” 的规定是通过试验做 出的， 考虑到现场的施工保护条件限制 ( 如阀门或管道试 压后可能有死角存在，很难做到彻底地将水渍擦干； 或管道试压后放置很长时间不使用 ) ，以及残留水分 蒸发、浓缩等因素，故规范规定了较为苛刻的氯离子 含量控制值。 4 结论 上述规范中关于管道压力试验的主体 内容基本 相似，但在许多细节上仍存在不少差别，本文仅选 取了和设计关系较为密切的几项进行对 比。其中， G B T 2 0 8 0 1 大部分内容参考了AS ME B 3 1 3 ，但由于 其现有版本为 2 0 0 6年版，而 AS ME B 3 1 - 3已更新到 2 0 1 2 年版，所以 G B T 2 0 8 0 1 亟待修订，而且，笔者 认为 G B T 2 0 8 0 1 与国内其他规范之间的关联较少， 需统一协调之处较多。G B 5 0 2 3 5 和 S H 3 5 0 1由于版 本较新，且兼具国家和行业 自身特色，实用性较强， 但规定偏于保守。由于我国规范体系繁杂， 多头管理， 各 自为政，却又相互引用，规范之间不统一甚至相互 矛盾的情况时有发生， 所以， 对不同规范的动态掌握、 合理选取和灵活应用在工程建设中极为重要。实际工 作中，应遵循以设计文件为依据的原则，严格按照设 计文件要求的标准执行。如果设计文件提出了若干个 内容相 同或相近的标准，其间又存在相互不一致时， 应以最严者为准。 参 考 文 献 1 GB 5 0 2 3 5 -2 0 1 0 ，工业金属管道工程施工规范 s 【 2 】 G B T 2 0 8 0 1 -2 0 0 6 ，压力管道规范 工业管道 【 s 】 3 S H 3 5 0 1 2 0 1 l ，石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施 工及验收规范 s 4 AS ME B3 1 3 2 0 1 2，P r o c e s s P i p i n g s 【 5 】 G B 5 0 3 l 6 2 0 o O ，工业金属管道设计规范 ( 2 0 0 8 版) s 】 Co mpa r i s o n o f Re qu i r e m e nt s i n Di f f e r e nt Co de s f o r Pi pi ng Pr e s s ur e Te s t XI E Xi a ng z h i ( Ch i n a Ku n l u n Co n t r a c t i n g En g i n e e r i n g Co r po r a t i o n ， Be o i n g 1 0 0 0 3 7 ， Ch i n a) Abs t r a c t ： P r e s s u r e t e s t i s t h e k e y p r o c e d u r e b e f o r e p i p i n g s y s t e m i s p u t i n t o o p e r a t i o n Th e r e q u i r e me n t s f o r p r e s s u r e t e s t i n d i ffe r e n t c o n s t r u c t i o n a n d a c c e p t a n c e c o d e s we r e c o mp a r e d i n t h i s a r t i c l e ， a n d t h e p r i n c i p l e o f s e l e c t i n g the c o r r e c t c o d e i n e n g i n e e r i n g wa s s t a t e d Ke y wo r d s ：p i p i n g p r e s s u r e t e s t ；c o d e ；c o mp a r i s o n ( 上接 第7 7 页) Di s c us s i o n o f S t r e ng t h Ca l c ul a t i o n fo r Re a r Pl a t e i n La r g e J a c ke t e d Pi pe L I U Y 0 n 西u n ，Z HONG Qi n g ，T AO Ro n g ( C h i n a C o n s t r u c t i o n I n s t a l l a t i o n E n g i n e e r i n gI n c P e t r o c h e mi c a l E n g i n e e r i n gDe s i g n I n s t i t u t e , N a n j i n g 2 1 0 0 4 9 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T