CN110608952B - 一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法，包括试验管道，所述试验管道的一端接通注水管道，其另一端接通第一排气管道，试验管道与注水管道和第一排气管道的连接处均采用盲板密封，所述注水管道和第一排气管道上均设置有阀门和用压力表，所述注水管道的一端连接试压泵，在注水管道上，试压泵与压力表之间接通水源接管，所述试验管道的最高点处接通有第二排气管道，所述试验管道的最低点处接通有排水管道。本发明通过改进水压试验系统的结构及布置方式，克服了因管道压力密集而给试验带来的困难，有效解决了水压试验中出现的试验准备时间过长、试压试验成本过高、试压试验检测数据不准确等问题。

Description

一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法

技术领域

本发明涉及大管径管道安装技术领域，特别涉及一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法。

背景技术

长距离大管径管道输送业务在国内方兴未艾，由于其有节能环保、损耗低、均衡稳定等优势受到了越来越多的资源业主的欢迎。管道运输是目前国家积极推广的节能减排和环保项目，符合国家的可持续发展要求，是国家产业政策支持的项目。管道输送费用比公路运输费用大幅度降低，除管道运输系统的自身运营成本费用外，不产生其他费用，可以有效提高企业经济效益、降低费用成本的重要举措。

在长距离大管径输送管道系统中，管道的安全性尤为重要，根据国家有关规范，在压力管道焊接完成经外观检测合格及无损检测合格后，每段野外管道应进行压力试验以保证其承压强度，传统的试压方法是在试验管道上设置排气管道和排水管道，通过向试验管道内注水加压，然后通过观察压力降值来判断是否合格。然而对于复杂地形长距离大管径输送管道，其管道系统具有地形复杂、起伏较大、U形管路较多、高扬程、高压等特点，采用传统的水压试验进行测试时，由于传统水压试验并未注重排气管道和排水管道的设置位置，试验过程中出现试验时间持续长、管道压力密集、管道内的气体无法全部排出、注水加压困难等问题，导致在管道高压密集之处因水压试验过程注水压力过大而出现管道爆管的事故，因此，采用现有的试压方法进行压力试验时必须采取安全措施，这就导致了试验准备时间过长、试压试验成本过高、试压试验检测数据不准确等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法，旨在针对复杂地形长距离大管径输送系统中存在的管道水压试验难于操作的难题，通过改进水压试验系统的结构及布置方式，克服因管道压力密集而给试验带来的困难，有效解决水压试验中出现的试验准备时间过长、试压试验成本过高、试压试验检测数据不准确等问题。

本发明采用的技术方案如下：一种应用于大管径输送管道水压试验系统，包括试验管道，其特征在于，所述试验管道的一端接通注水管道，其另一端接通第一排气管道，试验管道与注水管道和第一排气管道的连接处均采用盲板密封，所述注水管道和第一排气管道上均设置有用于通断管道的阀门和用于检测管道压力的压力表，所述注水管道的一端连接用于提供压力的试压泵，在注水管道上，试压泵与压力表之间接通水源接管，沿试验管道的长度方向，所述试验管道的最高点处接通有第二排气管道，所述试验管道的最低点处接通有排水管道，所述第二排气管道和排水管道上均设置有用于通断管道的阀门。

在上述结构中，第二排气管道和排水管道的设置非常重要，由于管道存在起伏较大、U形管路较多的特点，在注水排气时，管道内的气体易集中在管道的最高点处形成高压，导致管道内注水困难，即使在高压注水的情况下，管道内依然不能注满水，由此出现试压试验检测数据不准确的问题，而且在高压注水情况下，导致管道最高点处高压集中，易出现爆管的事故，为此，通过在最高点处设置第二排气管道，通过第二排气管道对最高点处进行排气泄压，可将管道内不易排出的空气排出，由此使注水过程顺利进行，管道最高点处也能被注水，解决了管道不能排尽管内空气、管道注水困难、试压试验易爆管的问题，同时，由于第二排气管的存在，在检测管道内是否注满水时，可通过观察第二排气管是否喷射出水来判断，其相对于设置在管道其他位置的排气管道的方式，由于本发明的第二排气管道设置在试验管道的最高点，当第二排气管喷射出水时，则表明管道已经被注满水，显然，位于试验管道其他位置的排气管并不能达到此目的。进一步，由于管道弯折起伏，将排水管道设置在试验管道尾端的传统方式并不能有效地将试验管道内的水排尽，通过将排水管道设置在试验管道的最低点处的方式，可以有效地排出试验管道内的水，特别是位于管道低处积集的水，排尽效果好，缩短了排水时间。

进一步，考虑到水压试验系统需要经常拆卸，试压泵通过活接头与注水管道的端部连接，以方便经常拆卸，注水管道上的阀门用于控制试压泵向注水管路的加压过程。

进一步，为了保护压力表，所述压力表与用于通断管道的阀门串联后再与管道连接。

进一步，所述试验管道的两端均与盲板焊接密封，所述注水管道和第一排气管道通过与盲板密封焊接实现与试验管道的连接。在本发明中，不选择闸阀而选择盲板的理由在于，大管径输送管道的工作压力较大，而试验压力一般是其工作压力的1.5倍，因此试验压力更大，如果使用闸阀，闸阀的承压能力较弱，一般承受不了试验压力而直接损坏，由此破坏管道连接处的连接强度和密封性，在试验中容易引发安全问题，而采用盲板则能有效克服闸阀所存在的问题，进一步，注水管道和第一排气管道需要通过与盲板密封焊接实现与试验管道的连接，如果将注水管道和第一排气管道直接焊接在试验管道上，则容易造成管道损坏，破坏试验管道的本身强度。

进一步，所述试验管道与盲板连接时，试验管道的端的内口打单面剖口然后进行满焊，焊后进行着色或渗透检测，合格后在试验管道端部与盲板焊接处的外侧增设十字加强板加固。

本发明还包括一种应用于大管径输送管道水压试验系统的试验方法，包括以下步骤：

步骤1、选取某一段输送管道作为试验管道，然后在该试验管道上布置水压试验系统；

步骤2、布置完成后，打开第一排气管道和第二排气管道的阀门，关闭排水管道上的阀门，然后打开水源接管的阀门，使水源通过注水管道输送至试验管道内；

步骤3、当试验管道内注满水后，关闭水源接管上的阀门，在不大于管道的工作压力下进行充分浸泡；

步骤4、浸泡完成后，打开水源接管的阀门，利用试压泵加压注水，然后通过压力表观察管道的压力，当第二排气管道有连续水流喷射而出时，关闭第一排气管道和第二排气管道的阀门，然后继续加压注水，并且按照加压的技术要求使试验管道内的水压达到试验压力；

步骤5、试验管道内的水压达到试验压力后，停止注水并稳压一段时间，稳压一段时间后，若试验管道内的压力降值不超过允许的压力降值时，打开第一排气管道和第二排气管道的阀门，将试验管道内的水压降至工作压力并进行充分稳压；

步骤6、稳压完成后，进行外观检查，若无流水现象和压力下降现象，则水压试验合格，反之，则不合格，需要重新进行以上步骤和排查问题；

步骤7、试验管道试压合格后，先进行泄压排放，后拆除水压试验系统，试验方法结束。

在上述方法的步骤3中，对管道进行注水浸泡比较重要，其会直接影响最终水压试验的数据准确性，原因在于，各类材质的管道对水都会有吸收，例如常用的球墨铸铁管道的水泥内衬就要吸水，同时还会有气体，经过注水浸泡后，管道吸水达到饱和，气体也会排出，这样就能减少后期稳压过程中压力的波动，保证水压试验数据的准确性，而且，浸泡的时候还能预先检查管道是否渗漏，可用于提前检查管道的密封性。

进一步，在步骤4中，试验管道内的升压过程分三段进行，首先先将管道内的水压升至试验压力的1/3，稳压一定时间后，再升压至试验压力的2/3，再稳压一定时间后，最后升至试验压力。

进一步，在步骤4中，升压过程和稳压过程均要检查接头处和连接处有无泄漏，如果出现异常则需要排除异常后再继续升压。

进一步，在步骤7中，在泄压排放时，先打开第二排气阀的阀门，然后再打开排水管道的阀门进行排水，以保证管道内的水能够顺利排出。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法，旨在解决复杂地形长距离大管径输送系统中存在的管道水压试验难于操作的难题，通过改进水压试验系统的结构及布置方式，以克服因管道压力密集而给试验带来的困难，有效解决了水压试验中出现的试验准备时间过长、试压试验成本过高、试压试验检测数据不准确等问题，能够有效监测长距离大管径输送管道的强度及严密性，保证了输送管道水压试验的安全性，防止了爆管事故的发生。

附图说明

图1是本发明的一种应用于大管径输送管道水压试验系统结构示意图。图中标记：1为试验管道，2为注水管道，3为第一排气管道，4为盲板，5为第一阀门，6为第一压力表，7为第二阀门，8为第二压力表，9为试压泵，10为水源接管，11为第二排气管道，12为排水管道，13为第三阀门，14为第四阀门，15为第五阀门，16为活接头，17为第六阀门，18为。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种应用于大管径输送管道水压试验系统，包括试验管道1，所述试验管道1的一端接通注水管道2，其另一端接通第一排气管道3，试验管道1与注水管道2和第一排气管道3的连接处均采用盲板4密封，所述注水管道2和第一排气管道3上均设置有用于通断管道的阀门和用于检测管道压力的压力表，在图1中，所述注水管道2上的阀门和压力表分别命名为第一阀门5和第一压力表6，所述第一排气管道3上的阀门和压力表分别命名为第二阀门7和第二压力表8，所述注水管道3的一端连接用于提供压力的试压泵9，在注水管道2上，试压泵9与第一压力表6之间接通水源接管10，水源接管10上设置有用于通断管道的阀门，其命名为第五阀门15，沿试验管道1的长度方向，所述试验管道1的最高点处接通有第二排气管道11，所述试验管道的最低点处接通有排水管道12，所述第二排气管道11和排水管道12上均设置有用于通断管道的阀门，其分别命名为第三阀门13和第四阀门14。

在本发明的一些实施例中，考虑到水压试验系统需要经常拆卸，试压泵9通过活接头16与注水管道2的端部连接，以方便经常拆卸，第一阀门5注设置在活接头16与水源接管10之间，其用于控制试压泵9向注水管路2的加压过程。

进一步地，为了保护第一压力表5和第二压力表8，所述第一压力表5和第二压力表8与用于通断管道的阀门串联后再与管道连接，即第一压力表5和第二压力表8均在接管出设置有第六阀门17。

在本发明的一些实施例中，所述试验管道1的两端均与盲板4焊接密封，所述注水管道2和第一排气管道3通过与盲板4密封焊接实现与试验管道1的连接。进一步，所述试验管道1与盲板4连接时，试验管道1的端口内口单面剖口然后进行满焊，焊后进行着色或渗透检测，合格后在试验管道端部与盲板焊接处的外侧增设十字加强板加固。

进一步地，本发明还包括一种应用于大管径输送管道水压试验系统的试验方法，其包括以下步骤：

步骤1、准备工作水压试验的野外管道长度不易大于35km，然后在大管径输送管道上选取某一段输送管道作为试验管道1，然后在该试验管道1上布置水压试验系统；其中，在布置水压试验系统时，根据试验管道1的规格参数选取盲板4等部件对应的规格参数，选取的参数值应符合国家有关规范，例如，盲板应采用管道同材质的盲板，这些均可根据现有技术手册得到，属于本领域技术人员的普通技术知识，在此不在赘述；

步骤2、布置完成后，打开第一排气管道3的第二阀门7和第二排气管道11的第三阀门13，关闭排水管道12上的第四阀门14，然后打开水源接管10的第五阀门15，使水源通过注水管道2输送至试验管道1内，同时通过注水来排出试验管道1内的空气；

步骤3、当试验管道1内注满水后，关闭水源接管10上的第五阀门15，在不大于实验管道1的工作压力下进行充分浸泡；其中，试验管道1的工作压力即为该管道工作时的压力，工作压力由不同管径材质、管径大小、输送介质、允许工作压力等因素决定，因此，在此不再列举具体数值，但应该理解，工作压力不同于常压，其一般要高于常压，进一步，管道浸泡时，其一定要进行充分浸泡，浸泡时间根据管径大小、管径材质等因素来决定，一般浸泡时间为24h；

步骤4、浸泡完成后，当采用自然注水(即未通过试压泵9进行加压注水时)无法注入的时候，打开水源接管10的第五阀门15，利用试压泵9加压注水，然后通过第一压力表6观察试验管道1内的压力变化，当第二排气管道11有连续水流喷射而出时，关闭第一排气管道3和第二排气管道11的第二阀门7和第三阀门13，然后继续加压注水，并且按照加压的技术要求使试验管道内的水压达到试验压力；其中，所述试验压力根据实际技术要求来设定，其一般为管道工作压力的1.5倍；

步骤5、试验管道1内的水压达到试验压力后，停止注水并稳压一段时间，稳压一段时间后，若试验管道1内的压力降值不超过允许的压力降值时，打开第一排气管道3和第二排气管道11的第二阀门7和第三阀门13，然后将试验管道1内的水压降至工作压力时，进行充分稳压；其中，允许的压力降值按实际设计要求来确定，其一般受管径材质、管径大小、输送介质、允许工作压力等因素影响，停止注水并稳压一段时间时，其稳压时间一定要充分，否则最终得到的压力降值会不准确，容易产生误判，在实际操作时，一般稳压时间为4h为宜，进一步，水压降至工作压力时的充分稳压时间一般为24h，时间过短则会影响最终判定，时间过长则会延长试验的时间周期；

步骤6、稳压完成后，进行外观检查，若无流水现象和压力下降现象，则水压试验合格，反之，则不合格，需要重新进行以上步骤和排查问题；

步骤7、试验管道试压合格后，先进行泄压排放，后拆除水压试验系统，试验方法结束。

在上述方法的步骤1中，为了提高盲板4与试验管道1的连接强度和密封性，试验管道1与盲板4连接时，试验管道1的端口内口单面剖口然后进行满焊，焊后进行着色或渗透检测，合格后在试验管道1端部与盲板4焊接处的外侧增设十字加强板加固。进一步，选取压力表时，要求压力表的量程应为试验压力的1.5－2.0倍，其精度不得低于1.6级。

在本发明的一些实施例中，在上述方法的步骤4中，试验管道1内的升压过程分三段进行，即，先将试验管道1内的水压升至试验压力的1/3，然后关闭第一阀门5和第五阀门15，稳压一定时间(一般为30min)，检查接头处和连接处有无泄漏，如果出现异常则需要排除异常后再继续，然后再打开第一阀门5和第五阀门15，将试验管道1内的水压升至试验压力的2/3，再关闭第一阀门5和第五阀门15，稳压一定时间(一般为30min)，继续检查接头处和连接处有无泄漏，最后再打开第一阀门5和第五阀门15，试验管道1内的水压升至试验压力，再关闭第一阀门5和第五阀门15。

进一步，在步骤7中，在泄压排放时，先打开第二排气阀11的第三阀门13，然后再打开排水管道12的第四阀门14进行排水，以保证管道内的水能够顺利排出。

本发明的一种应用于大管径输送管道水压试验系统及试验方法，旨在解决复杂地形长距离大管径输送系统中存在的管道水压试验难于操作的难题，通过改进水压试验系统的结构及布置方式，以克服因管道压力密集而给试验带来的困难，有效解决了水压试验中出现的试验准备时间过长、试压试验成本过高、试压试验检测数据不准确等问题，能够有效监测长距离大管径输送管道的强度及严密性，保证了输送管道水压试验的安全性，防止了爆管事故的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于大管径输送管道水压试验系统的试验方法，包括试验管道，其特征在于，所述试验管道的一端接通注水管道，其另一端接通第一排气管道，试验管道与注水管道和第一排气管道的连接处均采用盲板密封，所述注水管道和第一排气管道上均设置有用于通断管道的阀门和用于检测管道压力的压力表，所述注水管道的一端连接用于提供压力的试压泵，在注水管道上，试压泵与压力表之间接通水源接管，沿试验管道的长度方向，所述试验管道的最高点处接通有第二排气管道，所述试验管道的最低点处接通有排水管道，所述第二排气管道和排水管道上均设置有用于通断管道的阀门；

所述试验方法包括以下步骤：

步骤1、选取某一段输送管道作为试验管道，然后在该试验管道上布置水压试验系统；

步骤2、布置完成后，打开第一排气管道和第二排气管道的阀门，关闭排水管道上的阀门，然后打开水源接管的阀门，利用试压泵使水源通过注水管道输送至试验管道内；

步骤3、当试验管道内注满水后，关闭水源接管上的阀门，在不大于管道的工作压力下进行充分浸泡；

步骤4、浸泡完成后，打开水源接管的阀门，利用试压泵加压注水，然后通过压力表观察管道的压力，当排气管道有连续水流喷射而出时，关闭第一排气管道和第二排气管道的阀门，然后继续加压注水，并且按照加压的技术要求使试验管道内的水压达到试验压力；其中，试验管道内的升压过程分三段进行，首先先将管道内的水压升至试验压力的1/3，稳压一定时间后，再升压至试验压力的2/3，再稳压一定时间后，最后升至试验压力；升压过程和稳压过程均要检查接头处和连接处有无泄漏，如果出现异常则需要排除异常后再继续升压；

步骤5、试验管道内的水压达到试验压力后，停止注水并稳压一段时间，稳压一段时间后，若试验管道内的压力降值不超过允许的压力降值时，打开第一排气管道和第二排气管道的阀门，将试验管道内的水压降至工作压力并进行充分稳压；

步骤6、稳压完成后，进行外观检查，若无流水现象和压力下降现象，则水压试验合格，反之，则不合格，需要重新进行以上步骤和排查问题；

步骤7、试验管道试压合格后，先进行泄压排放，后拆除水压试验系统，试验方法结束；其中，在泄压排放时，先打开第二排气阀的阀门，然后再打开排水管道的阀门进行排水。

2.如权利要求1所述的试验方法，其特征在于，试压泵通过活接头与注水管道的端部连接，注水管道上的阀门用于控制试压泵的加压过程。

3.如权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述压力表与用于通断管道的阀门串联后再与管道连接。

4.如权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述试验管道的两端均与盲板焊接密封，所述注水管道和第一排气管道通过与盲板密封焊接实现与试验管道的连接。

5.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，所述试验管道与盲板连接时，放进管子内口打单面剖口进行满焊，焊后进行着色或渗透检测，在其外侧增设十字加强板加固。