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影响压力试验因素分析 摘要：对影响压力读数内部因素泄露点及外界因素温度、大气压力进行分析，得出相关结论，归纳出指导实际施工意见关键词：压力降柏努利方程式理想气体状态方程式引言科学、准确判断压力试验是否合格是确保燃气工程施工质量及管网安全运行最重要一环，按城镇燃气输配工程施工及验收规范（JJ332005）第12.4.5点及其条文说明：严密性试验稳压的持续时间为24h，每小时记录不少于次，当修正压力降小于Pa为合格，其含义是不能有压力降。现常规用的压力计为量程1Pa精度等级为.4 最小分格值0.005Pa，即5000Pa，可认为压力降大于2500 Pa能明显直观观察；影响燃气管道压力读数的内因管道有泄露点、外界因素有温度、大气压力的变化，分析如下：泄露点对管道压力降的影响假设严密性试验用空气为理想流体，流动时不产生阻力，不可压缩。柏努利方程式如下：gz1+u12/2+P1/gz+ u22/2+P/ (1)式中：z1z截面、截面中心至基准水平面的距离u1 u截面、截面流体分别在两截面处流速P1 P截面、截面流体分别在两截面处的压强流体密度，如空气密度为1.293kg/m3 1.3kg/m3 。设埋设于地下燃气管道内径为r，长度为，则管可贮存空气体积为管r2 L，存在面积为圆形泄露点，泄露点内壁面为截面，泄露点外壁面为截面，如图1所示：u2管壁u1圆形泄露点u1u2图：燃气管道泄露点示意图可认为管内气体为静止状态，即u1，两截面高度一致，即z1z，截面为外界大气层，即P（表压）则式可简化为P1/u222 (2)设圆形泄露点在时间T内泄露量为V泄 ，管内压力P1会随着泄露量的增大而变小，但若压力降不大，P1变化较小，可忽略P1变化对流量影响，可认为： V泄=ST/2 (3) 式中：P1为表压根椐质量守恒定律及理想气体状态方程式PV=nRT (4)式中：P为气体压强，单位Pa。V为气体体积，单位m3。n为气体的物质的量，单位mol，T为体系温度，单 位K。 R为比例系数，对任意理想气体而言，R是一定的，约为8.31J/(molK）。在大气压、温度恒定条件下，有P1管= PV泄+ P3管 (5)式中：P3为泄露时间后管道压力值，式（5）中压力值为绝对压力，大气压力P1.0133105 Pa105 Pa，由式(3)、式(5)得P1管P3管= PST/2 P1P3=P= PST/2管 (6)P、数值恒定，从式(6)中可得：结论：影响压力降P的因素有管内压力P1、 泄露点的大小S、泄露时间长短T、管容积大小管有关；在P1、S、T恒定情况下，管越大，则P越小，管越小，则P越大；在P1、S、管恒定情况下，时间T越大，则P越大，时间T越小，则P越小。实际施工中常遇到如下两种情况：市政管施工，工程规模较大，如管径DN300 ，长度L=2500米，经常是焊接完毕后整体试压，试验压力为表压0.46MPa；单位用气燃气引入管施工，工程规模较小 如DN100 ，长度L=100米，试验压力为表压0.46 MPa；假设其存在漏点S大小一样，S=10-7 m2 ，根椐(式5)计算如上市政管在时间T=24、48 （单位：小时），引入管在时间T=1、2（单位：小时）的压力降，计算过程如下，以市政管T=24小时为例P= PS T/2管=（10510310-7 243600）（1.31.33.140.150.152500）=2480 Pa同理可得其它计算结果表1管径DN300 长度L=2500米压力降(单位: Pa)T=24小时T=48小时24804960管径DN100 长度L=100米压力降(单位: Pa)T=1小时T= 2时2610352103表2 比较表1、表2可得：管内压力相同，泄露面积相等，容积较大燃气管在相同时间下其压力降远远小于容积较小燃气管道。大气压力变化对压力表读数影响 大气压与管道压力存在如下关系： P绝= P表+P大 （7） 结论：管内压力不变，大气压增大，表压变小，即压力表读数变小；大气压变小，表压变大，即压力表读数变大。温度变化对管道压力的影响 由理想气体状态方程式见式（4），若管内气体质量恒定，即没泄露点，则在时间点1、2时，其压力（绝对压力）P1 、P2 ，温度T1、T2 存在如下关系：P1管/ T1 = P2管/T2 (8)整理得：T2T1 P= P2 P1 P1T1 (9)计算在标准大气压力下，严密性试验压力为.46 MPa，开始温度为，温度每升高或降低 10 压力变化，结果如下:（）10P（Pa）1911955619113 结论：温度变化对压力影响明显，气密验收时需准确记录试验温度并进行计算校正。4 压力试验容易出现的问题 (1)压力试验时没进行温度及大气压检测,简单认为相隔24小时后第一次观察时间与最后一次观察时间相同,其温度及大气压力相同。(2)进行温度检测的方法错误:观看挂在室内温度计或插入地表中温度计读数作为压力试验温度读数。(3)燃气管道打上气压后放置时间不长,管内气体温度仍未与外界平衡即进行压力试验，影响压力试验准确性。 (4)不论工程规模大小，气密试验时间统一为24小时,容易出现较大规模市政管难以准确判断是否有漏点，工程量小、工期紧迫燃气引入管难以按与用户的承诺通气时间供气。 (5)气密试验过程没做到每小时记录不应小于1次，不能及时发现及解决管道存在泄露点问题。5 施工建议参照以上分析及相关计算结果，为保证气密性验收的准确性，同时满足实际施工中因场地所限或用户通气工期紧迫需要，城镇燃气管道试压可参照如下意见进行： (1)试验管道容积Vr2 L=3.140.150.152500=177 m3，严密性时间应大于24小时，为48小时或36小时；管径DN100且长度L100米，因场地所限或用户通气需要，工期紧迫，严密性时间可缩短为12小时；其它情形严密性时间为24小时。 (2)燃气管道打压后应放置12小时待温度平衡后才开始进行压力试验。 (3)若试压合格后与管道碰口通气时间大于24小时，燃气管道应御压保压，压力为0.1 MPa并书面记录，通气前再次观察压力，若压力偏差在-0.0025Mpa(考虑装拆压力表所造成气体泄露)范围内则可安全通气，否则需重新试压。 (4)压力试验中需考虑大气压力及管内温度对其影响，通过准确计算加以修正