摘要：在石化装置工艺管线的安装中，管道压力试验是一个非常关键的环节。首先，工艺管线中通常都是易燃、易爆或高温、有毒的介质，一旦泄露，后果将不可设想;其次，工艺管线接口多，分布广，材质复杂，工作量大，极易出现疏忽和错误，使管线泄露风险大大增加。所以，管道系统压力试验作为全面检验管道安装质量的最后一道关卡，应该被格外重视。同时，一套新建装置中管道系统压力试验工作量繁重，试验的效率和质量直接决定了项目整体进展速度。

关键词：石油化工;工艺管道;

1.压力试验介质选取

1.1分析管道失效模式

在管道的应力测试中，大部分的事故是由于焊缝的焊接缺陷，导致焊缝和热影响区的破裂。结果发现，造成管线失效的原因有两个：第一，工艺管线的材料强度和弯曲极限不能适应目前的管内膜应力，管线受到多种因素的影响，导致管材的塑性和韧性断裂。这种损伤通常只会在管道上产生裂缝，裂缝的大小取决于试验介质蓄积的多少，通常这种损伤的危险性并不大。第二，则是管道出现脆性断裂，也就是所谓的“低应力脆断”，将会造成巨大的破坏。

1.2选择试验介质步骤

首先应进行强度检验，它与管道的计算壁厚δ和实际壁厚 t有很大关系。在检验时，如果δ< t，表示钢管的实际强度较高，没有出现塑性断裂或韧性断裂，所选试验介质可行。如果δ> t，说明管线的设计强度太高，管线实际壁厚发生了很大变化，这时应减小试验压力或者更换试验介质。其次是进行韧性检验。假设压力管线中有裂缝潜伏，这时进行应力测试会引起裂缝的扩大，因此在施工中应选用韧性较好的管材。另外，如果管线在进行压力试验时发生破裂，必须进行泄漏判断，分析是否是脆性破裂。当管道的材质和韧性符合要求时，必须选用安全、科学的介质，否则会出现腐蚀、蠕变、疲劳等问题。在没有准确的试验数据的情况下，应采用液体作为试验介质，可以有效防止危险事件发生。

1.3确定试验介质

由于压力试验的试验压力要比最高工作压力高，所以应该考虑到压力管道在压力试验时有破裂的可能性。由于相同体积、相同压力的气体爆炸时所释放出的能量要比液体大得多，为减轻压力管道在耐压试验时破裂所造成的危害，对于除设计文件规定进行气压试验的管道外，管道系统的压力试验介质通常选用液体。鉴于水的来源和使用都比较方便，又具有作耐压试验所需的各种性能，所以常用水作为耐压试验的介质，故耐压试验也常称为水压试验。但是，对于一些特殊的管道，比如LDPE/EVA装置中的高压管道，专利商对试压后的吹扫工序要求非常严格，为了防止试压后管道内部生锈，增加吹扫工作量，通常选用乙二醇和水的混合液作为试压液。

而液压试验确有困难时，经设计单位和建设单位同意，可用气压试验代替，但试验压力不宜大于1.6MPa，并应符合下列条件：

a） 管道系统内施工焊接接头已按规范检测合格;

b） 试验系统应设置压力泄放装置，其设定压力不得高于试验压力加上0.345 MPa 和1.1 倍试验压力两者中的较小者;

c） 试压方案中应有切实的安全措施，经施工单位安全部门和技术部门审核，并经技术负责人批准。

d）脆性材料严禁使用气体进行耐压试验。

2确定试验温度

在压力试验时，适当的温度也是试验成功的重要因素。当温度下降时，所有材料均会表现出塑性下降，脆性上升的现象。对于特定材料，尤其是铁素体钢材，当温度下降到某一区间时，钢材的强度会发生突变性的下降。为了防止管道的温度低于其脆性转变温度，导致管道的脆性断裂，压力试验时应根据实际情况适当提高试验温度;同时，液压试验时，试验温度必须低于试验介质的沸点。在测定温度时，可以通过对管道或设备表面的测量来确定。

3确定试验压力

通常情况下，设计单位会在管道表中给出每条管线的试验压力，此种情况，只要对其进行整理、复核，确认无误后，参照执行即可。否则，应按以下规定计算试验压力，报监理单位和业主审批后，方可执行。

a） 液体压力试验的压力不应小于设计压力的1.5 倍;

b） 气体压力试验的试验压力为设计压力的1.15 倍;

c） 承受外压的管道，液压试验压力为设计内外压差的1.5 倍，且应不小于0.2MPa。

d）当管道系统的设计温度高于试验温度时，管道的液压试验压力应按以下公式计算，计算后的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的屈服强度，且不得超过1.5 倍管道组成件的额定压力。否则应将试验压力降低，以满足液体压力试验时管道组成件应力值在安全范围内的要求。

Pt=1.5P0[σ]1/[σ]2

式中：

Pt——试验压力，MPa;

P0——设计压力，MPa;

[σ]1——试验温度下材料的许用应力，MPa;

[σ]2——设计温度下材料的许用应力，MPa。

当[σ]1/[σ]2大于6.5时取6.5。

4压力试验方法

4.1试压包划分

在管道压力试验之前，应进行试压包划分。根据P&ID工艺流程图，按照管道材质、压力等级、试压参数和试压介质要求等因素基本相同，同时考虑试压介质引入和放出的方便以及分界明确、便于检查等因素，将装置工艺系统的管道划分为若干个试压单元，一个试压单元即为一个“试压包”。

为了减少拆装试压盲板的次数，提高试压速度，同时又保证试压质量，试压包的划分应遵循以下原则：

（1）同类材质原则：碳钢和合金钢可一起试压，不锈钢单独试压。

（2）同介质、试验压力相同或相近原则。试压系统以相连管线、相同介质、相同试验压力而确定，相连管线如试验压力相差不超过0.5MP，可并入一个系统，以较高的试验压力定为整个系统的试验压力，但试验压力不能大于本系统阀门及其他管道组成件公称压力的1.5倍。

（3）便于试压原则。单个管道系统比较大时，可以将它分成两个以上的试压包分别进行试压;而当单个系统比较小时，也可以将具有相同试压条件的两个或两个以上系统用临时管线串连在一起组成一个大的“试压系统”进行试压。

（4）部分管径比较大且盲板无法安装的管道，经建设单位和设计单位批准可采用所有焊缝100%无损检测的方法替代，并在系统气密试验时逐条焊缝检查。

（5）设备原则上不参与管道试压。当管道连同设备作为一个系统进行试压时，必须经设计和建设单位同意，并符合以下规定：

a） 管道的试验压力小于或等于设备的试验压力时，应按管道的试验压力进行试验;

b） 管道试验压力大于设备的试验压力，且设备无法隔离，设备的试验压力等于或大于管道试验压力的77% 时，可按设备的试验压力进行试验。

4.2试压盲板的选择与设置

（1）试压盲板厚度应根据管径、试验压力及参照相关规范和标准选择。

（2）每一个试压包应附一份临时盲板、8字盲板、插板/垫环使用一览表，包括数量、规格、厚度、位置、插板/垫环的孔位或盲位、安装时间、安装人、拆除时间、拆除人、检查人等。

（3）试压包的分界原则上需采用盲板，不推荐采用阀门的关闭代替“盲板”的方式。如必须使用阀门代替“盲板”使用，其系统试验压力不得超过阀门的严密性试验压力。

4.3压力表的选用

试压用的压力表不应少于两块，压力表的量程应为最大试验压力的1.5～2.0倍，精度等级不得低于1.6 级，并在有效检定（校准）期内。

结语

石化装置工艺管道压力试验以检验管道安装质量，保证装置安全运行为目的，所以在试验方案设计时，首先应考虑方案的安全性，以此为前提，再去进行优化和创新。随着科技的发展，越来越多的新材料、新设备应用于石油化工建设行业，越来越高效的管道试压新技术、新方案也随之涌现。通过一代代工程人的探索和实践，管道试压成本将会越来越低，效率定能越来越高。

参考文献

[1]田军元.试析石油化工工艺管道的安装技术要素[J].中国标准化，2019（22）：168-169.

[2]《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》SH/T 3501-2021.