Испытание на прочность и проверка на герметичность

Трубопроводы должны испытываться в соответствии о проектом (рабочим проектом) гидравлическим (водой, незамерзающими жидкостями), пневматическим (природным газом, воздухом) или комбинированным (воздухом и водой или газом и водой) способами. Нефтепроводы следует испытывать, как правило, гидравлическим способом. Все способы испытания равноценны и применимы для трубопроводов любого назначения. Испытание трубопровода на прочность и проверку на герметичность следует производить после полной готовности участка или всего трубопровода:

1. полной засыпки, обвалования или крепления на опорах;

2. установки арматуры и приборов, катодных выводов;

3. удаления персонала и вывозки техники из опасной зоны;

4. обеспечения постоянной или временной связи.

До выполнения указанных работ в комиссию по испытанию трубопровода должна быть представлена исполнительная документация на испытываемый объект.

Способы, параметры и схемы проведения испытания, в которых указаны места забора и слива воды, согласованные с заинтересованными организациями, а также пункты подачи газа и обустройство временных коммуникаций устанавливается рабочим проектом Протяженность испытываемых участков не ограничивается, за исключением случаев гидравлического и комбинированного испытания, когда протяженность участков назначается с учетом гидростатического давления. Параметры испытания на прочность магистральных трубопроводов, независимо от их назначения и способа испытания, принимаются в соответствии с обязательным прил. 2. Параметры испытания на прочность промысловых трубопроводов регламентированы Инструкцией («Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация» )

Проверку на герметичность участка или трубопровода в целом производят после испытания на прочность и снижения испытательного давления до проектного рабочего в течение времени, необходимого для осмотра трассы (но не менее 12 ч). Трубопровод считается выдержавшим испытание на прочность и проверку на герметичность, если за время испытания трубопровода на прочность труба не разрушилась, а при проверке на герметичность давление остается неизменным и не будут обнаружены утечки. При разрыве, обнаружении утечек визуально, по звуку, запаху или с помощью приборов участок трубопровода подлежит ремонту и повторному испытанию на прочность и проверке на герметичность. При многониточной прокладке промысловых трубопроводов допускается одновременное их испытание гидравлическим или пневматическим способом.

Гидравлическое испытание

Для проведения гидравлического испытания давление внутри трубопроводов создают водой или жидкостями с пониженной температурой замерзания, предусмотренными проектом. В качестве источников воды для гидравлического испытания следует использовать естественные или искусственные водоемы (реки, озера, водохранилища, каналы и т.п.), пересекаемые строящимся трубопроводом или расположенные вблизи него. Объем воды в источниках должен быть достаточным для проведения испытания, а уровень (несмотря на наличие фильтра по п. 2.4) - обеспечивать подачу ее в трубопровод чистой (без механических примесей). В состав основных работ по гидравлическому испытанию трубопровода входят:

1. подготовка к испытанию;

2. наполнение трубопровода водой;

3. подъем давления до испытательного;

4. испытание на прочность;

5. сброс давления до проектного рабочего;

6. проверка на герметичность;

7. сброс давления до 0,1-0.2 МПа (1-2 кгс/см²).

При необходимости выполняются работы, связанные с выявлением и ликвидацией дефектов. Для гидравлического испытания трубопровод при Необходимости следует разделить на участки, протяженность которых ограничивают с учетом разности высотных отметок по трассе и испытательных давлений, установленных проектом. Гидравлическое испытание на прочность необходимо производить для: 1) трубопроводов (кроме магистральных нефте - и нефтепродуктопроводов) - на давление 1,1 Р_раб в верхней точке и не более гарантированного заводом испытательного давления (Рза_в) в нижней точке (рис. 9); 2) нефтепроводов, нефтепродуктопроводов - на гарантированное заводом испытательное давление в нижней точке и не менее 1,1 Р_раб в верхней точке (рис. 10). Время выдержки под испытательным давлением должно составлять 24 ч. При подготовке к испытанию каждого участка необходимо в соответствии с принятой схемой испытания выполнить следующие операции:

1. отключить испытываемый участок от смежных участков сферическими заглушками или линейной арматурой (если перепад давления на арматуре не превысит паспортной характеристики);

2. смонтировать и испытать обвязочные трубопроводы наполнительных и опрессовочных агрегатов и шлейф подсоединения к трубопроводу.

Рис. 9. График изменения давления при гидравлическом испытании трубопроводов (кроне магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов):

1 - заполнение трубопровода водой; 2 - подъем давления до Р_исп (а - в нижней точке трубопровода Р_исп Р_дав; б - в верхней точке трубопровода Р_исп = 1,1 Р_раб); 3 - испытание на прочность; 4 - снижение давления;

5 - проверка на герметичность

Рис. 10. График изменения давления при гидравлическом испытании магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов:

1 - заполнение трубопровода водой; 2 - подъем давления до Р_исп (а - в нижней точке трубопровода Р_исп = Р_зав; б - в верхней точке трубопровода Р_исп 1,1 Р_раб); 3 - испытание на прочность; 4 - снижение давления; 5 - проверка на прочность.

3. смонтировать (при необходимости) узлы пуска и приема поршней;

4. установить контрольно-измерительные приборы;

5. смонтировать (при необходимости) воздухоспускные и сливные краны.

При заполнении трубопровода водой для гидравлического испытания из него необходимо удалить воздух. Удаление воздуха из трубопровода следует осуществлять с помощью поршней-разделителей или через воздухоспускные краны, предназначенные для целей эксплуатации или установленные на концах участка трубопровода. Диаметр воздухоспускных кранов следует выбирать в зависимости от суммарной производительности наполнительных агрегатов и диаметра испытываемого трубопровода. Для трубопроводов диаметром до 500 мм и суммарной производительности агрегатов 300 м³/ч устанавливают воздухоспускные краны диаметром 25-32 мм, при диаметрах трубопроводов более 500 мм и большей суммарной производительности агрегатов - воздухоспускные краны диаметром 50-100 мм. На концах испытываемых участков следует устанавливать воздухоспускные краны диаметром не менее 50 мм. Наполнение трубопровода без пропуска поршня-разделителя необходимо осуществлять при открытых воздухоспускных кранах, которые закрывают, как только через них перестанет выходить воздух и потечет плотная струя воды. Наполнение трубопровода с пропуском поршня-разделителя производится при полностью закрытых воздухоспускных кранах и открытой линейной запорной арматуре. На трубопроводах, очищаемых промывкой (поршни-разделители перемещаются под давлением воды), процесс вытеснения воздуха объединяют с процессом очистки полости трубопровода (см. рис. 1). Время наполнения трубопровода водой может быть определено по номограмме рекомендуемого прил. 1. После выхода поршня-разделителя через сливной патрубок закрывают запорную арматуру, срезают патрубок и устанавливают сферическую заглушку на конце трубопровода. Затем поднимается давление в трубопроводе наполнительными агрегатами до давления, максимально возможного по их техническим характеристикам, а далее - опрессовочными агрегатами - до давления испытания.

Пневматическое испытание

Для проведения пневматического испытания давление внутри газопроводов, нефте - и нефтепродуктопроводов создают воздухом или природным газом. В качестве источников сжатого воздуха используют передвижные компрессорные установки, которые в зависимости от объема полости испытываемого участка и величины испытательного давления применяют по одной или объединяют в группы. Время наполнения трубопровода воздухом может быть определено по номограмме рекомендуемого прил. 1. Природный газ для испытания трубопроводов следует подавать от скважины (только для промысловых трубопроводов) или от действующих газопроводов, пересекающих строящийся объект или проходящих непосредственно около него. Давление при пневматическом испытании на прочность трубопровода в целом на последнем этапе должно быть равно 1,1 Р_раб, а продолжительность выдержки под этим давлением - 12 ч. График изменения давления в трубопроводе при пневматическом испытании приведен на рис.11. Заполнение трубопровода воздухом или природным газом производится с осмотром трассы при давлении, равном 0,3 от испытательного на прочность, но не выше 2 МПа (20 кгс/см²). В процессе закачки в природный газ или воздух следует добавлять одорант, что облегчает последующий поиск утечек в трубопроводе. Для этого на узлах подключения к источникам газа или воздуха необходимо монтировать установки для дозирования одоранта. Рекомендуемая норма одоризации этилмеркаптаном 50-80 г на 1000 м³ газа или воздуха. Если при осмотре трассы или в процессе подъема давления будет обнаружена утечка, то подачу воздуха или газа в трубопровод следует немедленно прекратить, после чего должна быть установлена возможность и целесообразность дальнейшего проведения испытаний или необходимость перепуска воздуха или газа в соседний участок.

Рис. 11. График изменения давления в трубопроводе при пневматическом испытании:

1 - подъем давления; 2 - осмотр трубопровода; 3 - испытание на прочность; 4 - сброс давления; 5 - проверка на герметичность.

Осмотр трассы при увеличении давления от 0,3 Р_исп до Р_исп и течение времени испытания на прочность запрещается. После окончания испытания трубопровода на прочность явление необходимо снизить до проектного рабочего и только после этого выполнить контрольный осмотр трассы для проверки на герметичность. Воздух или газ при сбросе давления следует по возможности перепустить в соседние участки. Учитывая, что при пневматическом испытании процессы наполнения трубопровода природным газом и воздухом до испытательного давления занимают значительное время, необходимо особое внимание обращать на рациональное использование накопленной в трубопроводе энергии путем многократного перепуска и перекачивания природного газа или воздуха и. испытанных участков в участки, подлежащие испытанию. Для предотвращения потерь газа или воздуха при разрывах заполнение трубопровода напорной средой и подъем давления до испытательного необходимо производить по байпасным линиям при закрытых линейных кранах.

Комбинированное испытание

При комбинированном испытании давление внутри трубопровода создают двумя средами - природным газом воздухом и жидкостью (водой или антифризами). Испытываемый участок заполняют природным газом от скважины (действующего газопровода) или сжатым воздухом от компрессорных установок в порядке, принятом для пневмоиспытания до создания в нем давления, равного давлению в действующем газопроводе или максимальному давлению нагнетания компрессора.

Рис. 12. График изменения давления в трубопроводе при комбинированном испытании:

1 - подъем давления до Р_исп; 2 - осмотр трубопровода (В - вода; Г - газ; в верхней точке Р_исп 1,1 Р_раб; в нижней точке Р_исп 1,1 Р_дав); 3 - испытание на прочность; 4 - сброс давления; 5 - проверка на герметичность

После заполнения участка газом или воздухом подъем давления в нем до испытательного следует производить опрессовочными агрегатами, закачивая в трубопровод жидкость. Давление при комбинированном испытании на прочность должно быть равно в верхней точке 1,1 Р_раб, а нижней точке - не превышать заводского испытательного давления труб. Продолжительность выдержки участка под этим давлением 12 ч. График изменения давления в трубопроводе при комбинированном испытании приведен на рис. 12.

Предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры

Предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры может производиться по согласованию заказчика с подрядчиком на основании «Правил о договорах подряда на капитальное строительство», утвержденных постановлением Совета Министров СССР от 26 декабря 1980 г. № 1550. Предварительное испытание крановых узлов производится с целью выявления дефектов и определения герметичности этого узла до испытания в составе линейной части трубопровода. Предварительное испытание крановых узлов следует выполнять гидравлическим (вода, незамерзающие жидкости) или пневматическим (воздух, природный газ) способом в соответствии с рекомендуемым прил. 3. Предварительное испытание крановых узлов газопроводов диаметром от 530 до 1420 мм должно производиться непосредственно на трассе - на месте проектного расположения каждого узла. Предварительное испытание крановых узлов диаметром от 159 до 426 мм следует производить либо на трассе, либо вне трассы, вблизи источника воды, соединяя несколько узлов в общую группу. После испытания группу крановых узлов разъединяют на отдельные узлы, которые транспортируют к месту монтажа на трассе. При производстве работ на газопроводах в энергетических коридорах предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры следует производить природным газом. Крановый узел в этом случае следует испытывать совместно с участком газопровода и перемычками между параллельными нитками трубопроводов. На отдельно строящихся трубопроводах предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры следует производить пневматическим (воздухом) или гидравлическим способами.