天然气管道干燥置换与气密性的运用

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摘要：天然气管道是运输天然气的重要载体，是保证气体运输质量与运输安全性的重要保障。文章将以粤东LNG接收站项目为例，对天然气管道干燥置换就气密性实际运用方式进行论述。

关键词：气密性试验；氮气干燥置换；天然气管道

1工程实例

粤东LNG项目接收站工程，由于高压系统严密性试验取设计压力存在较大风险，系统气密试验采用10%的氦气(He)+90%的氮气(N2)，试验压力0.6MPa(设计压力小于0.6MPa的工艺管道仍按设计压力)进行气密性试验。同时结合本项目特点，在系统干燥前对设备、管道分别进行初步气密试验，初步气密试验采用压缩空气，试验压力0.6MPa(设计压力小于0.6MPa的工艺管道按设计压力)进行气密试验，以确保干燥系统封闭。待全场设备及管道干燥完成后，设备管道整体连通进行整体气密试验。系统气密试验采用10%的氦气(He)+90%的氮气(N2)试验压力0.6MPa(设计压力小于0.6MPa的工艺管道仍按设计压力),用压缩气体进行气密性试验。根据本项目特点，干燥分初步干燥和系统干燥两个阶段进行，其中在初步干燥中应对所有检测点的露点检测合格并确保管道和阀门不带液，方可联通系统进行总体干燥。系统气密试验至试验压力时，经检测氦气与氮气完全混合后进行保压30min，然后进行全面检查，对阀门填料函、法兰及螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等重点检查，采用氦气质谱仪进行漏点检测。

2干燥置换运用

2.1系统干燥

按照项目实际情况，主要采用电加热器、液氮汽化器联合干燥处理模式。在实施初步干燥过程中，需要对检测点展开露点检测，在检测合格之后，需要确认阀门以及管道是否存在带液状况，在确定不带液之后，才可实施总体干燥。本工程系统干燥采用的是管线、设备整体干燥模式，因此并不需要设置临时盲板，同时需要运用低温软管及法兰展开汽化器、液氮罐连接，通过对无缝钢管的运用做好加热炉到汽化器间的衔接。实施氮气注入过程中，应保证每分钟注入流量数值可以保持在一次干燥分路系统总容量的0.5倍以上，且需要将进管氮气温度控制在55℃左右。运用反复间断性吹扫模式，实施干燥处理，并要运用盲板对储罐连接口与设备等连接处展开阻隔，以防出现吹扫水汽进入到储罐或设备内部的状况。对于站场内较大的气液联动阀、手动球阀、电动球阀、单向阀、截止阀以及不能检测的死角和未设排污点的阀门，干燥时要先经业主、监理和阀门厂家的批准，核查阀门密封件的耐温值，干燥施工时用电热带对阀体进行缠绕加热，同时再用高纯氮气反复进行吹扫。电热带对阀体的加热温度不能超过阀门密封件的耐温温度，检测出口露点达到-20℃视为合格。

2.2氮气置换

实施注氮操作过程中，需要做好以下几点：(1)将预制好的注氮临时管线，与选定注氮口或法兰接头连接在一起，开启和法兰连接控制阀。(2)开启液氮气化机组，开启注氮阀上控制阀。(3)在置换过程中对管道压力、注氮压力以及累计流量等数据展开详细记录，并要按照累计流量数值，展开氮气流速计算，确定注氮具体情况。(4)在检测点对排出气体含氧量实施检查，在三次检测含氧量均没有超过2%时，可以确定置换工艺符合相应标准要求，否则需要重新展开置换施工。(5)实施氮气置换过程中，需要从氮气进气起，对设备以及阀门等工艺管线内容展开逐一置换，直至各置换点合格之后，才可进入到后续流程中。(6)对死角部位实施爆破置换处理，并在置换施工达到相应要求后，关闭工艺管线排污阀以及放空阀，对系统展开升压处理，直到系统压力达到相应标准数值要求为止。一方面需要做好设备内部检查，应保证在内部不会出现明水或杂物；另一方面运用阀门对设备口阀门管线展开切断处理，并运用盲板阻隔设备口无阀门管线，做好标记，保证设备干燥程度，确保露点温度能够达到-40℃左右。同时充氮保护需要持续性开展，且要在干燥施工完成后，连接切断管线，展开系统整体置换以及干燥处理。

2.3工艺实施注意事项

在实施工艺过程中，需要做好以下几点问题控制：(1)设置警戒线以及警示标示，避免非作业人员进入到施工现场。(2)严格遵照施工方案内容，展开工艺操作施工，防止出现违规操作行为，且在具体操作时，不可出现随意敲击或乱动管线、设备的状况。(3)加强对管线严密性检查的关注力度，遵照液氮注入操作规则，逐一展开各项操作施工。(4)在施工之前，确认风向，确保在出现泄漏问题时，人员可以快速向上风口方向进行撤离。(5)人员在施工时需要穿戴专业防护用品，并要接受专业安全教育，以防出现人员伤亡事故。

3气密性试验

3.1试验具体操作

初步气密试验时，应逐级缓慢升压，当压力升至试验压力的50%时，稳压进行全面检查，未发现异状或泄漏，继续按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3min，直至试验压力。初步试验压力升至试验压力时，稳压10min后，进行全面检查，对阀门填料函、法兰及螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等重点检查，涂刷中性发泡剂进行检验，不泄漏为合格。系统气密试验时，应逐级缓慢升压，当压力升至试验压力的50%(0.3MPa)时进行稳压，用发泡水喷洒各检测点进行全面检查，未发现异状或泄露时，暂停氮气注入，启动氦气注入设备，依据《GB/T14070—1993气体分析校准用混合气体的制备压力法》标准中的道尔顿分压定律的原理进行配气，用氦气升压0.06MPa，然后停止氦气注入，继续注入氮气，按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3min，直至试验压力。系统气密试验至试验压力时，经检测氦气与氮气完全混合后进行保压30min，然后进行全面检查，对阀门填料函、法兰及螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等重点检查，采用氦气质谱仪进行漏点检测。在实施气密试验时需注意，系统气密试验和初步气密试验两种试验开展方式并不相同，两者之间的差异，主要体现在两个方面：第一，系统气密试验是针对设备管道整体的实验检验，而初步实验是对管道设备展开的分别气密试验；第二，两种试验介质并不同，运用冲氦检漏技术实施检验，一旦发生泄漏，待使待定系统的本底值连续数天偏离正常水平，延长试验时间和试验次数，严重影响试验的准确性。为了保证系统的氦气本底值减少试验次数，首先用空气进行初步气密试验，这样既节约了成本，又保证了试验的准确性。

3.2试验质量控制措施

在实施试验过程中，需要做好以下几点控制：(1)所有试验操作需要按照相关规范逐步展开，不可随意发生改动。(2)构建责任部门负责试验所有工作，保证工作稳步进行。(3)做好安全防护措施，穿戴专业防护用品，禁止发生敲击试验容器设备等不当操作行为，严禁实施带压整改操作，且要在整改施工完成后，立即展开气密检测。(4)按照全系统检查需要，确定气压严密性停压时间，通常建议停压时间要保持在24h以上，且要保证在此过程中不会出现降压或泄露等问题。

4结语

由于本次所论述案例，在施工工艺要求以及标准要求等方面，和其他工程均存在一定差异，所以在实施工艺应用过程中，技术人员需要按照天然气管道施工具体情况，结合氮气置换工艺特点，科学展开工艺应用，确保该项置换工艺可以在管道干燥处理以及置换操作中发挥出更大的作用，进而为天然气安全、高质量运输创造出更加有利的环境，以为天然气运用提供可靠支持与保障。

参考文献：

[1]金金，杜洁，刘延强.注氮参数对输气管道氮气置换的影响及其数值分析[J].辽宁化工，2019(5):457-459.

[2]杨志炜，张琼飞，蔡婷，等.天然气管道不停输带压封堵施工创新技术[J].天然气工业，2012,032(002):95-97.

作者：刘旺兵 单位：海油粤东液化天然气有限责任公司