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天然气管道试压过程的弥合水击效应及其预防
作者：蒋川
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第10期
摘 要：长输天然气管道在施工安装完成后按规范及设计要求需要进行试压扫水处理，针对天然气管道的强度以及严密性进行检测分析，并且最终通过扫水干燥促使其具备理想的投产条件。在天然气管道试压扫水过程中，虽不易出现扫水导致管道爆管现象，但一旦出现就会造成较大的人员和设备损害，而该问题往往和弥合水击效应存在一定联系，本文作者通过其参与的多次山区大口径管道施工经验参照近几年发生的一些扫水事故分析，对天然气管道试压扫水及其弥合水击效应的具体表现和预防控制发表一些个人看法，希望具备参考借鉴作用。 关键词：天然气管道;试压扫水;弥合水击效应;预防 1 天然气管道试压扫水
对于天然气长输管道进行试压扫水是比较重要的一个环节，其需要结合所处环境以及管道状况等进行合理设置，促使试压扫水流程较为规范可靠，其中关键步骤如下：首先，需要针对天然气管道进行清管处理，去除内部存在的残留物;其次，针对天然气管道还需要进行测径处理，能够利用测径清管器进行检测分析，了解其在各个区域可能存在的皱痕、变形或者是凹坑问题;再次，试压是比较关键的一个步骤，其一般采用针对上水压力进行逐步提升，直到100%后稳定4小时，不出现破裂问题则证明管道的强度较高，同时观察其严密性效果;最后，针对试压后的天然气管道进行出水干燥处理，排水过程同样也需要高度关注。[1] 2 天然气管道试压扫水过程中的弥合水击效应
在天然气管道试压扫水过程中，出现管道破裂问题需要引起高度重视，如果前期安装施工质量能够得到较好控制，管道材料也能够得到严格把关，仍然在试压扫水中出现了破裂问题的话，很可能和管道内的力学问题有关，从管道内部介质分析，其影响因素非水即气，弥合水击效应就是威胁性比较大的一个因素，也是导致管道破裂的重要原因。
在天然气管道试压扫水中，管道内的压强突变，造成流量忽大忽小，管内压强不稳定，呈现波峰波谷式变化，整个管道水击现象发生。由于流体发生的振动以波的形式存在，因此试压扫水时会对管壁造成压力，产生振动，导致管道破裂问题形成。由于试压扫水过程中同样也会出现一些明显的气体，这些气体的体积变化也就会形成明显的压力，随着水流变化以及清管器的运动，如果气体出现了较为明显的被压缩现象，必然导致其压强增大，这是发生管道试压扫水弥合水击现象的主要条件。
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此外，因为地形方面的影响，导致天然气管道高低起伏较为明显，进而同样也很可能在扫水过程中的高点积聚气体，给气体压强方面的变化形成了条件，随着清管器的推进，如果速度得不到较好控制，很容易导致该部分气体被快速压缩，形成较为突出的冲击力，最终也容易表现出弥合水击效应。[2]具体形成机制如图1所示。
从天然气管道试压过程中弥合水击效应的发生时间上来看，其一般出现在排水后期，随着清管器的运动，当其运行到天然气管道的最高点后，容易形成明显的气体压缩现象，进而导致气体压强增大，超过了天然气管道的承受极限也就容易出现爆管现象。 3 天然气管道试压过程预防弥合水击效应的措施
在天然气管道试压扫水处理中重点关注弥合水击效应主要就是为了规避可能形成的管道破裂问题，基于弥合水击效应的形成机制和具体区域位置，为了提升其预防效果，可以从以下两个方面入手进行预防和控制：
一方面，从天然气管道试压扫水的流程设置入手进行规范，促使其能够体现出更强的合理性，尤其是面临着起伏比较大的区域，其试压分段必须要较为可行，避免因为分段不合理影响其试压扫水效果，造成弥合水击效应较为突出。除此之外，还需要针对天然气管道系统中的一些高点空气进行重点关注，促使其能够形成较为理想的全面排除效果，通过增大排水口的方式降低背压，保障管端附近的开口面积能够大于主管道截面积，如此也就能够降低最终可能形成的空气压缩现象，对于天然气管道形成较为理想的保护效果。[3]
另外一方面，还可以从清管器入手进行有效控制，选择更为先进的清管器设备，比如带有超速制动装置的清管器就能够在整体运行过程中有效实现自身速度的控制，避免在下坡时出现明显高速，缓解空气压缩程度。此外，还可以借助于背压控制清管器，促使其速度能够更为适宜可控，但是需要针对具体实施方案进行详细探究，难度相对较大，操作过程中容易出现一些偏差，功效相对差。 参考文献：
[1]朱圣平，栾波，陈武新.长输管道试压扫水技术方案研究[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（21）：112-115+117.
[2]王鲁君，安金平.大坡度段管道试压后扫水爆管事故原因分析及预防措施[J].石油工程建设，2015，41（01）：86-88.
[3]魏秦文，赵洪瑞，姚登樽，王鲁军，赵广慧.管道试压后扫水过程的水力学分析[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2013，15（01）：97-100. 作者简介：
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蒋川（1976- ），男，汉族，籍贯：四川省泸州市，学历：大学，职称：工程师，研究方向：石油天然气油气田地面建设。
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2023-03-13
