天然气管道施工非高寒、一二级地区压力试验水压改气压的可行性

作者：冯贤静19972994869

一、强度试压介质的一般规定

（一）《油气长输管道工程施工及验收规范》50369-2014 “14管道清管测径、试压及干燥”对试压介质做了如下规定：

14.1.6试压介质的选用应符合下列规定：

1输油管道试压介质应采用水，在高寒、陡坡等特殊地段，经设计校核可采用空气作为试压介质，但管材必须满足止裂要求。试压时必须采取防爆安全措施。

2输气管道位于一、二级地区的管段宜用水作试压介质，在高寒、陡坡等特殊地段可采用空气作试压介质。

3输气管道位于三、四级地区的管段应采用水作试压介质。

4管道试压水质应使用洁净水。

（二）《城镇燃气输配工程施工及验收标准》GB/T51455-2023 规定：“表11.3.3输配管道的强度试验压力和试验介质”也规定了钢制管道设计压力大于0.8Mpa时，试验压力为1.5P，试验介质为洁净水。

可见，无论是长输天然气管道还是城镇燃气管道强度压力试验的形式一般都要求是水压试验。主要是因为水的状态相对稳定，受外界的影响较小，而且水无法被压缩。即使管道破裂，高压液体释放后体积几乎没有变化，不存在爆炸之类的安全风险。而气体的压缩性很大，与压力成正比，压力突然释放时，体积可能会膨胀几百倍（与压缩时的压力有关），产生爆炸的效果，所以比液压更危险。

但是，冬季施工时，很多地区在地区划分时属于三四级地区，冬季在施工时，温度常常低于0摄氏度以下，但从气候划分上又不属于高寒地区，水压试验在保温措施失效的情形下，水压会被冻管，那么就只能选择空气试压。

二、强度试验介质选择空气的可行性

（一）《城镇燃气输配工程施工及验收标准》GB/T51455-2023 规定了“11.3.3……设计压力大于0.8MPa的管道，当敷设在一、二级地区且在高寒地区时，可采用空气作为试验介质，试验压力应为1.25倍设计压力，……”，工程所在地地处三级、四级地区，且不属于高寒地区施工就不能作为依据。

（二）《输气管道工程设计规范》GB50251-2015“11.2.33 输气管道强度试验应符合下列规定：……当具备表11.2.3全部各项条件时，三、四级地区的线路管段以及输气站和阀室内的工艺管道可采用空气作为强度试验介质。”

表11.2.3 三、四级地区的管段及输气站和阀室内的工艺管道空气试压条件
现场最大试验压力 产生的环向应力		最大操作压力不超过现场最大试验压力的80 %	所试验的是新管子并且焊缝系数为1.0
三级地区	四级地区
<50%σ,	<40%σ
注：表中σ, 为钢管标准规定的最小屈服强度(MPa)。

（1）强度试验压力产生的环向应力计算：

式中P—试验压力5.0(MPa)

d—为管道内径(mm)

δ ——钢管壁厚（mm）

以下以新建管道工程L360N(GB/T 9711-2017 PSL2)钢管，管径323.9mm管道为例，分7.1mm，11mm两种壁厚，设计压力4MPa，运行压力≤3.1MPa的燃气管道，焊接工艺满足规范要求，为例计算：

序号	壁厚mm	内径mm	试验压力MPa	计算环向应力	备注
1	7.1	309.7	5.0	109.049
2	11	301.9	5.0	68.61

（2）L360N(GB/T 9711-2017 PSL2)钢管的最小屈服强度不小于360 MPa。

应力核验：

壁厚为7.1mm时，最大试验压力5MPa试压产生的环向应力109.49＜50%σ（180）；

壁厚为11mm时，最大试验压力5MPa试压产生的环向应力68.61＜50%σ（180）；

因此，应力核验满足。

(3)管道运行压力≤3.1MPa，即最大操作压力为3.1MPa，当试验压力为设计压力1.25倍时，即为5MPa，3.1MPa＜5*0.8=4.0MPa，满足。

（4）本工程是新建工程，管材采用L360M双面螺旋埋弧焊接钢管和L360N无缝钢管，制造工艺执行《石油天然气工业管线输送系统用钢管》 (GB/T9711-2017)PSL2级的要求。满足新管道，焊缝系数为1的要求，且管道采用100%RT,100%UT检测。

（5）结论：

根据《输气管道工程设计规范》GB50251-2015规定，现有工况下，满足强度试验介质采用空气的要求，且强度试验压力确认为1.25倍设计压力，即5MPa，稳压时间4小时。

试验压力可根据实际的运行压力进行调整，具体可由建设单位同设计单位协商，按照1.5倍压力计算仍满足要求。

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