一.   工程概况

陕京输气管道北京段西起房山区琉璃河分输站，途经丰台区，止于石景山区衙门口（亦即管道的末站），总长为41. 5 km。由于该段管道位于三类和四类地区，根据GB 50251-94《输气管道工程设计规范》（以下简称“规范”）有关“三、四类地区干线截断阀室的设计间距不得大于8 km”的规定，在炒米店、王村和吕村之间十多公里长的管段上设计安装了3个线路截断阀室^〔1〕，分布情况见图 1。阀室的安装结构如图 2所示，原设计在⑤的位置安装两只压力表，后考虑阀室无人值守，而阀室又处于居民区，为防止发生意外，更改为待试压完毕后把两处封死。

图  1  陕京输气管道北京段阀室分布示意图

1—琉璃河分输站；2—炒米店阀室；3—王村阀室；4—吕村阀室；5—北京末站

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图  2  阀室安装结构简图

1-手动球阀, DN25 Class400; 2-球阀, DN203 Class400; 3-电动球阀, DN203 PN64; 4-球阀, DN650 Class400; 5-压力表座

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根据“规范”和SYJ4001-90《长输管道施工及验收规范》的有关规定，这3个阀室要单独进行试压、清扫，又因其处于三、四类地区，故采用水作为试压介质, 试压合格后整体吊装与干线焊接^{〔1, 2〕}。

3个阀室的试压时间为1997年9月10~25日，历时15天。

二.   试压方案

1   试压设备的安装

考虑到阀室干线管很短，为减少开孔点和焊缝，决定使用同一阀门（DN50 PN10闸板阀）注水和试压。阀门竖直安装于ϕ660 mm管子底部正下方，既能保证始终自下而上注水，使管内不留下任何空气，又能简化试压工艺，降低工程费用。

经目测，管内无任何杂物，故省略试压前的管内清扫工作而直接用ϕ660×16 mm椭圆封头把两端封死进行水压试验。

将试压用精密压力表（YB-150型）安装于阀室原设计压力表座的其中一处，另一处安装DN15 PN16针形阀，用于阀室的泄压。

使用阀室系统最高点DN25 Class400球阀排放空气，不仅减少了开孔点，还节省了不必要的购置、安装空气排放设施所需的费用。

2   试压用水源

经过计算可得阀室所需水量约为3. 05 m³, 水量虽少，但3个阀室皆处于缺水的丰台区，解决试压用水有一定的困难。根据现场情况采取了不同的解决方法。

（1）炒米店阀室  距阀室50 m左右有一密闭蓄水池，其中所蓄水水质符合试压用水要求，并且水量充足，使用1台IS 50-32-200型清水泵给阀室注水, 注满阀室仅用了15 min。

（2）王村和吕村阀室  两阀室附近无任何可用水源，考虑到所用水量不大，但注水时需要一定的压力，故使用了一台国产3036型消防车运水，其满载时储水量为3. 5 m³左右，压力最高可达0. 98 MPa, 圆满地解决了试压用水的问题。

待阀室注满水后，把DN50 PN10闸板阀下方的法兰更换为试压用法兰，使用4DSY-16型试压泵进行试压。

3   试压方案

阀室试压与管道分段试压要求相同，分为强度试验和严密性试验两个阶段。强度试验压力为8.0 MPa, 稳压0. 5 h；严密性试验压力为6. 4 MPa, 稳压24 h。阀室试压时的升压曲线如图 3所示。

图  3  阀室试压时的升压曲线

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待阀室的强度试压合格后，降压至6.4 MPa进行严密性试验。由于试压的时间是在9月中下旬，此时正是华北地区一年当中昼夜温差变化最大的季节, 而且阀室又是露天放置，故阀室在严密性试验压力下进行24 h稳压试验时，其系统的压力随环境温度的变化而发生了变化。以吕村阀室为例，此阀室开始试压是在1997年9月20日18时，于19时18分开始进行严密性稳压试验，至9月21日19时18分结束, 在进行稳压试验时的24 h之内实测得到的阀室系统压力变化曲线和温度变化曲线分别见图 4和图 5。

图  4  阀室严密性试验稳压时的压力变化曲线

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图  5  阀室严密性试验稳压时的温度变化曲线

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对于定容积的水而言, 其压力与温度之间有如下的关系式^{〔3, 4〕}：

式中  p——压力，Pa；

T——热力学温度，K；

α₀——体膨胀系数，；

β₀——等温压缩系数，。

由上式不难得出随温度的变化，阀室系统压力发生变化的原因所在。

由实测的压力变化曲线(见图 4)可得：在24 h稳压期间，随温度的升高，阀室最高压力值升为6.8 MPa, 并未超出强度试验压力值8. 0 MPa, 应该是允许的。

4   阀室吹扫

阀室南试压合格后，用YW9/7型空压机做气源从系统最高点以0. 7 MPa压力的压缩空气直接把试压水吹扫出阀室，反复吹扫数遍，直至把水吹扫干净为止。一定要注意管子盲区部分的吹扫及清理。割掉两端封头后，用人工清扫ϕ660 mm管子内部。

三.   存在问题及解决方法

(1) 由于使用闸板阀，在技术要求上允许有3% 的渗漏量，因此在进行严密性稳压试验时，在6.4 MPa的压力下，闸板阀有滴水现象，平均每6 s左右一滴，对于体积为3 m³大小的阀室而言，试压过程中阀室系统内任何细微的水渗漏都会造成系统压力的下降，从而使严密性稳压试验失败。换成球阀又使得工程造价大大提高，也不能保证做到100%不渗漏，于是在闸板阀下安装了一个DN15 PD16针形阀，解决了闸板阀的渗漏问题，应该注意，要确信针形阀与闸板阀之间的空间内已无空气并且充满了试压水。

(2) 在对3个阀室的试压过程中发现阀门的法兰连接处均发生了不同程度的渗漏，究其原因主要是，一对法兰的紧固螺栓达12套之多，在螺栓紧固过程中存在用力不够或用力不均的情况，在系统内的水压力升到一定值后，水便会从紧固力小的部位渗出。

解决方法是把系统压力降至0.1 MPa, 按技术要求把发生渗漏的法兰螺栓全部紧固一遍，再升压检査，直至无任何渗漏为止。切记不要将压力降至0, 否则外界空气会进入系统中。

(3) 在炒米店阀室试压中，检查紧固后的阀门的连接法兰已无任何渗漏，但在强度试验压力(8.0 MPa)下的稳压期间发现阀门系统压力仍有所下降，判断系统仍有渗漏点，仔细检査发现有一国产DN200 PN10法兰的凸台部位有裂纹, 裂纹长度大约10 mm。后经生产厂家确认并负责更换了一片新法兰，重新进行试压。

四.   建议

(1) 由于阀室系统内的阀门均以法兰连接，不象管道主体部分，可以利用射线探伤等检验手段对焊缝进行检査，而且陕京线又是国内第一条距离最长、工作压力最高的输气管道阀室又大多处于居民区附近，因此必须严格按照有关的施工规范对阀室进行试压，以检査其合格程度，确保管道正常运行时的安全性。

经过试压检验，确实发现阀室均有不同程度的渗漏，一般都是在阀门的法兰连接部分，有的阀室经过几次试压才合格，可见现场的施工管理仍有待于进一步加强。

(2) 对阀室进行试压，应尽量利用阀室本身工艺结构中的一些设施，既能保证系统本身的完整性和设计强度，又能简化试压工艺，节省时间，并能减少不必要的工程费用。

(3) 阀室试压与管道分段试压不同，管道分段试压是在管道已下沟并回填完毕，故其温度几乎不受环境温度的影响。阀室系统是露天放置，在耳稳压过程中系统的压力势必会因太阳辐射、环境温度等的影响而发生变化，因此在对阀室试压时应采取一定的措施如遮盖、包裹等，尽量使其温度亦即压力的变化降至最小，使试压尽量满足施工规范要求的条件，试压结果才更具说服力。

(4) 由于炒米店阀室连接法兰本身有裂纹而发生了渗漏，这在工程施工中是绝对不允许的，应进一步加强企业的产品质量管理，提高员工素质，完善质量检验手段，严防不合格产品流入市场，尤其是流入施工现场，以防后患。