石油化工裝置配管工程的后一道工序是壓力試驗(yàn)，旨在檢測(cè)管道系統(tǒng)的嚴(yán)密性和強(qiáng)度能不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。以保證工藝管道裝置質(zhì)量和正常生產(chǎn)。對(duì)于大型化工裝置來(lái)說(shuō)，管道長(zhǎng)度有十幾萬(wàn)米，且走向復(fù)雜，要想保證該項(xiàng)工作的順利進(jìn)行，就必須提早做好預(yù)備工作，選擇合理的，科學(xué)的試驗(yàn)方案是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵。
1　試壓系統(tǒng)的劃分
由于不同的壓力管道在工藝要求，操作條件等方面都有差異，所以不同的壓力管道試驗(yàn)方法也各不相同，所以測(cè)試前需要將管道分成幾十個(gè)，甚至幾百個(gè)試壓包。試壓包的劃分應(yīng)充分考慮到管道的等級(jí)，介質(zhì)，位置及工藝流程，設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，盲板安裝難易程度等諸多因素。這給試壓包的劃分帶來(lái)了難度，需要我們?nèi)婵紤]各種有關(guān)因素。
一般情況下，我們主要遵照以下準(zhǔn)則：（1）不要把公用工程管道與工藝管道劃分到同一個(gè)系統(tǒng)；（2）根據(jù)管道設(shè)計(jì)壓力，依據(jù)試驗(yàn)介質(zhì)來(lái)進(jìn)行具體劃分；（3）對(duì)于管徑小的，系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)增大，對(duì)于管徑大的，系統(tǒng)要小；（4）包含在同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的管線應(yīng)盡量避免分散。
2　試驗(yàn)介質(zhì)的選取
壓力試驗(yàn)過(guò)程中所需要的介質(zhì)一般分為兩種，一種采用液體，一種采用氣體。由于壓力試驗(yàn)介質(zhì)的選擇受各種標(biāo)準(zhǔn)影響，管道壓力測(cè)試一般選擇液體介質(zhì)來(lái)進(jìn)行。只有液壓試驗(yàn)操作確實(shí)存在困難或行不通時(shí)，才可以考慮進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。因而，在試驗(yàn)過(guò)程中，一般選取液體介質(zhì)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。
然而，由于石油化工的不斷發(fā)展，受施工環(huán)境，設(shè)計(jì)條件等多種因素影響，很多的管道壓力試驗(yàn)不適合用液體作介質(zhì)。因而，在安裝石油化工裝置時(shí)，越來(lái)越多的采用氣體作為介質(zhì)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。相比于液體介質(zhì)，氣體介質(zhì)具有臨時(shí)設(shè)施用量少，方便排放，無(wú)水跡等優(yōu)點(diǎn)，但是氣壓試驗(yàn)?zāi)軌蚺c嚴(yán)密性試驗(yàn)一起進(jìn)行，從而減少施工程序。
3　試驗(yàn)溫度與試驗(yàn)壓力的確定
（1）試驗(yàn)溫度的確定。對(duì)于不同材料的管道系統(tǒng)，對(duì)液體溫度的要求也各不相同。如果設(shè)計(jì)沒(méi)有規(guī)定溫度，一般來(lái)說(shuō)，合金鋼管道系統(tǒng)，液體溫度不能小于15 ℃，非合金鋼或低合金鋼管道系統(tǒng)，液體溫度不能小于5 ℃，且應(yīng)不小于對(duì)應(yīng)金屬材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，并且高溫度應(yīng)不超出試驗(yàn)介質(zhì)的沸點(diǎn)。高溫高壓管道隨著管壁變厚，材質(zhì)韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高，因此要依據(jù)詳細(xì)情況升高試驗(yàn)溫度。試驗(yàn)時(shí)要測(cè)試管壁溫度，保證材料試驗(yàn)溫度不會(huì)與它的韌脆轉(zhuǎn)變溫度相接近。試驗(yàn)過(guò)程中要注意防止由于裝置泄漏或者溫度突然變化使管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。
（2）試驗(yàn)壓力的確定。當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)試驗(yàn)壓力未做明確規(guī)定時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算：
Pt=KPa[δ]1/[δ]2
式中，Pt 為試驗(yàn)壓力，MPa ；Pa 為設(shè)計(jì)壓力，MPa ；[δ]1 ：試驗(yàn)溫度下材質(zhì)的許用應(yīng)力，MPa ；[δ]2 ：設(shè)計(jì)溫度下材質(zhì)的許用應(yīng)力，MPa ；K 為系數(shù)，液體壓力試驗(yàn)時(shí)K取1.5；氣體壓力試驗(yàn)時(shí)K取1.15；[δ]1/[δ]2：溫度修正系數(shù)，如果設(shè)計(jì)溫度低于200 OC 時(shí)值取1，如果[δ]1/[δ]2 大于6.5 時(shí)，取6.5。
如果將設(shè)備和管道作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)備試驗(yàn)壓力大于管道試驗(yàn)壓力時(shí)，依照管道試驗(yàn)壓力來(lái)測(cè)試。
當(dāng)管道系統(tǒng)設(shè)備的試驗(yàn)壓力低于系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力，但不低于管道設(shè)計(jì)壓力的1.15 倍時(shí)，經(jīng)過(guò)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位的批準(zhǔn)，依照設(shè)備的試驗(yàn)壓力進(jìn)行測(cè)試。
4　壓力試驗(yàn)方法
通常情況下，管道安裝之后都應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行系統(tǒng)壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)方法的選取直接影響著試驗(yàn)速度與勞動(dòng)強(qiáng)度。因而試驗(yàn)方法的選擇合適與否顯得非常重要。具體的常用方法有如下幾種。
（1）逐項(xiàng)試驗(yàn)法。此法為了確保強(qiáng)度試驗(yàn)合格，應(yīng)該按照系統(tǒng)劃分首先進(jìn)行強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)查看焊接情況，然后開(kāi)始嚴(yán)密性試驗(yàn)，主要對(duì)法蘭密封面的連接狀況進(jìn)行檢查。這種方法能夠分階段實(shí)現(xiàn)壓力試驗(yàn)的工作，簡(jiǎn)化了施工程序并且減少了泄漏點(diǎn)。
（2）設(shè)備與管道聯(lián)合試驗(yàn)法。就是將設(shè)備與管道系統(tǒng)串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn)的方法，這個(gè)方法經(jīng)常應(yīng)用于管道與設(shè)備焊接在一起，不能插入盲板來(lái)隔離或者盲板數(shù)量多，拆裝難度大時(shí)。除此之外，當(dāng)設(shè)備之間連接沒(méi)有導(dǎo)淋，分支，單個(gè)設(shè)備的盲腸管和放空的管線時(shí)考慮用此方法進(jìn)行試驗(yàn)。
（3）系統(tǒng)串聯(lián)試驗(yàn)法。即將壓力、位置相近的試壓系統(tǒng)串聯(lián)起來(lái)，按照系統(tǒng)大小和試驗(yàn)壓力不同分別按規(guī)范要求安裝壓力表和控制閥，同時(shí)開(kāi)始?jí)毫?shí)驗(yàn)的方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每一個(gè)控制閥處必須有專(zhuān)人操作，并且保證與總控制閥處溝通方便，以便于及時(shí)控制各點(diǎn)壓力值。
（4）單條管線試驗(yàn)法。即將單條管線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法，此法經(jīng)常應(yīng)用于管道較長(zhǎng)，直徑較大的管道或不方便帶人進(jìn)行試驗(yàn)的管道，都可以將單*條管線成立一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，但是這種方法效率不高。
在計(jì)劃每年60 萬(wàn)噸乙烯裝置，30 萬(wàn)噸合成氨裝置中，都應(yīng)用上述方法來(lái)確定壓力試驗(yàn)方法，都取得了顯著的效果，各裝置一直穩(wěn)定運(yùn)行。由此看出，上述壓力試驗(yàn)的方法是可行的。
5　壓力試驗(yàn)的步驟
（1）液壓試驗(yàn)。液壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照“低點(diǎn)進(jìn)水，高點(diǎn)排氣”的準(zhǔn)則，要先把各管段高點(diǎn)的閥門(mén)，法蘭，排凝口，排氣口等開(kāi)關(guān)打開(kāi)，在向管道系統(tǒng)注水前，將管道系統(tǒng)內(nèi)的氣體排放干凈。等到管道系統(tǒng)內(nèi)水足夠時(shí)，關(guān)閉所有臨時(shí)排氣孔，然后對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行緩緩逐級(jí)升壓，先升壓到實(shí)驗(yàn)壓力的30%，穩(wěn)壓5 min，管道不變形，無(wú)泄漏，不降低壓力。繼續(xù)緩慢升壓到強(qiáng)度試驗(yàn)壓力的60%，穩(wěn)壓5 min，管道不變形，無(wú)泄漏，不降低壓力。繼續(xù)慢慢升壓到試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓10 min，這時(shí)專(zhuān)業(yè)人員可以對(duì)管道系統(tǒng)開(kāi)始詳細(xì)排查，如果管道沒(méi)有泄漏，變形，壓力降低等異?，F(xiàn)象，表明強(qiáng)度試驗(yàn)符合要求，而后將壓力逐步降低到設(shè)計(jì)壓力開(kāi)始嚴(yán)密性試驗(yàn)，停壓0.5 h，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員再次對(duì)試壓管道系統(tǒng)開(kāi)始詳細(xì)排查，如果管道沒(méi)有泄漏，變形，壓力降低等異?，F(xiàn)象，表明嚴(yán)密性試驗(yàn)符合要求。
（2）氣壓試驗(yàn)。在進(jìn)行氣體壓力實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，預(yù)試驗(yàn)壓力應(yīng)大于等于0.2 MPa，預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如果不存在任何異?，F(xiàn)象方可開(kāi)始正式的氣壓測(cè)試。氣體壓力測(cè)試前，要準(zhǔn)備好發(fā)泡劑，用來(lái)進(jìn)行泄漏檢測(cè)。在氣體壓力實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該緩慢逐步使壓力升高，當(dāng)壓力增加到試驗(yàn)壓力的一半時(shí)，檢查人員對(duì)系統(tǒng)開(kāi)始全面檢測(cè)，若無(wú)任何異狀或泄漏現(xiàn)象時(shí)，接著按實(shí)驗(yàn)壓力的10% 逐級(jí)增加壓力，每級(jí)穩(wěn)壓3 min，并進(jìn)行全面檢查，直到增加至試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓10 min，如果沒(méi)有異?，F(xiàn)象，將壓力逐漸減少至設(shè)計(jì)壓力，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員再次對(duì)試壓管道系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，確認(rèn)管道，無(wú)任何異常現(xiàn)象，表明強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)符合要求。
6　試壓過(guò)程中的注意事項(xiàng)
試壓是一項(xiàng)具有危險(xiǎn)性的工作，在試壓現(xiàn)場(chǎng)5 m 范圍內(nèi)，都屬于危險(xiǎn)區(qū)域。需要提前懸掛警示標(biāo)志，無(wú)關(guān)人員嚴(yán)禁進(jìn)入試壓區(qū)域及周?chē)?。?duì)于已經(jīng)拆卸下來(lái)的螺栓，應(yīng)該按照規(guī)格做好分類(lèi)擺放，并使用SO2 做好涂刷。
用防雨布進(jìn)行遮蓋，并對(duì)法蘭面進(jìn)行清理，避免螺栓銹蝕，損壞。不管是氣壓或者液壓試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，不允許帶壓進(jìn)行修補(bǔ)，消除隱患后從新開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
液壓試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)緩慢將壓力降下來(lái)。管道設(shè)備要排放液體時(shí)，要首先把放空閥打開(kāi)，把管道內(nèi)的試驗(yàn)用水排放干凈，排放前要充分考慮安全環(huán)保方面的要求。壓力試驗(yàn)完畢后，不允許在管道上修理或者增加物件。
7　結(jié)語(yǔ)
管道試壓是驗(yàn)收管道工程施工及裝置質(zhì)量的后一道工序，由此可見(jiàn)，管道試壓是一項(xiàng)特別重要且*的工作。大型石油化工裝置工藝管道具有系統(tǒng)規(guī)模大并且數(shù)量多，走向復(fù)雜的特點(diǎn)，試驗(yàn)前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，才能提高試驗(yàn)效率，保證試驗(yàn)平穩(wěn)有序的進(jìn)行。石油管道的安全性尤為重要，會(huì)對(duì)生產(chǎn)的安全性產(chǎn)生直接影響，因此試壓時(shí)要加強(qiáng)對(duì)試壓管道的系統(tǒng)檢查，通過(guò)試壓技術(shù)的合理應(yīng)用，保證管道的運(yùn)行質(zhì)量，試壓完畢后要及時(shí)恢復(fù)試壓管道系統(tǒng)。