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1、石油工程建设 2 0 0 6年 4月 沈 杰 张 颖 2 ( 1 中石油第二建设公司, 甘肃兰州7 3 0 0 6 0 ; 2 甘肃瑞凯监理公司,甘肃兰州7 3 0 0 6 0 ) 摘要:通过对压力管道设计参数的物理意义、计算公式及现行规范中有关管道压力试验条款的 介绍和分析,并结合具体实例 ,说明 了压力管道强度试验压力的计算方法 ,同时对试压用盲板的 厚度选用及减薄 问题进行 了探 讨 ,为压力管道 系统试压 中关键参数 的确定提 供 了充分的理论依 据 。 关键词 :压力管道 ;强度试验 ;压力计算; 盲板选用 中图分类号 :T E 9 7 3 1 文献标识码 :B 文章编号 :1 0
2、0 1 2 2 0 6 ( 2 0 0 6 )0 2 0 0 5 4 0 4 0 引言 近年来 ,随着压力管道安装 资格认证工作 的 逐步深入 ,石化装 置中压力管道 安装后 的强度 试 验越来越受 到工程管 理各方 的重视和关注 。由于 压 力管道 一般按压 力等 级进行分 组分 系统试压 , 而且 ,设计单位在施工 图上一般 不给 出试验压 力 的数 值 ,需 要施工单 位 自己计 算 ,然后 由监理 、 甲方 、地方技术质 量监督部 门确认 。所 以,压力 管道 的试压程序 比压力容器试压要 复杂和 困难得 多 。同时 ,在试压过程 中需要使用 大量 的嵌入式 盲 板 ,将 管道与设备
3、或不 同管道 系统之 间隔断 , 若盲板厚度选择不 当 ,就会导致很 多问题 。本 文 就这方面的一些问题进行分析和探讨。 l 压力管道设计参数分析 压力管道设计参数包括设计温度( ) 、设计压 力 ( P ) 、压力等级 ( 如 :1 6 ) 、操作介质 、管子表号 ( S C H ) 、材质代号 ( 如:A1 )等方面的内容。 这些参数之 间存 在一定的数学关 系 ,如设计 压力和管子表号之间的关系用下式【2 I 表示 : P=S C H- 【 卅 1 0 0 0 ( 1 ) 式 中 S C H 管子 表号 ,表 示钢 管壁 厚 系列 。 一 般 根 据 标 准 分 为 S C H1 0
4、、 S C H 2 0 、 S C H 3 0 、 S C H4 0 、 S CH6 0、 S C H8 0 、 S CH1 0 0、 S CH1 2 0 、 S C H1 4 0、S C H1 6 0。 卅一设计温度下管材的许用应力 MP a 。 由上式 可 以看 出 ,设计 压力与管子表号 在数 值大小上 成正 比关 系。也就是 说,当给定 了设 计 压力时,管子表号越大 的管线更 为耐压。 管道壁厚可以通过下式闭 计算 : t = D 0 2( 1 - 0 1 2 5 ) 卅I +2 5 4 ( 2 ) 式 巾 D 钢管外径 mm。 将 ( 2 ) 式进行变换 , 则管道在 压力 P作用
5、下 的 应 力 : 盯= D 0 1 7 5 (t - 2 5 4 ) ( 3 ) 通过 ( 3 )式可以对选定 的钢管在任何压力下 进行应 力校 核。这 里的 P可 以是设计 压力 ,也 可 以是工作压力或试验压力。 另外 ,以上设计参 数中的压力等级 和材质代 号又构成 了管道等 级 ,在设 计手册 中通过相应 的 管道等 级表可以进 行管件 、管子 、阀门等零部 件 的选取 ,非常方便 ,省去了许 多繁杂 的计算 。如 管道 等级 为 1 6 A 5 ,表示该 管道 的公称压 力 为 1 6 MP a ,材质 为 2 0 G,则该 管道应 选用 压力等 级为 P N 1 6的管件、阀门。
6、 2不同情况下强度试验方法与试验压力的选取 压力管道 的强度试 验方法和试验压力的选取 , 标准13 1 有如下规定 : ( 1 )设计压力小于或等于 0 6 MP a的管道可采 用 气压试 验 ,试验压力为设计压力 的 1 1 5倍 ;真 空管道 的试验压力应为 0 2 MP a 。当管道 的设计压 力 大于 0 6 MP a时 ,必须有设计文件规定或经建设 单位同意,方可用气体进行压力试验。 ( 2 )采用液体 进行 压力试验 时 ,承受 内压 的 地 上钢管道及有色金属管道试验 压力应为设计 压 维普资讯 http:/ 第 3 2卷第 2期 沈 杰等:压力管道的强度试验压力计算及其盲板选
7、用 5 5 力的 1 5倍 ,埋地钢管道的试验压力应为设计压力 的 1 5倍 ,且不得低于 O 4 MP a 。 ( 3 ) 管道与设备作为一个系统进行液压试验 , 管道 的试验压力 等于或 小于设 备的试验 压力时 , 应按管道的试验压 力进行 试验 ;当管道试 验压力 大于设备的试 验压力 ,且设 备的试验压力不低于 管道设 计压 力的 1 1 5倍时 ,经建设单位 同意 ,可 按设备的试验压力进行试验。 ( 4 ) 管道的设计 温度高于 试验温度时 ,液压 试验压力应按下式计算 : = 1 5 P ( , 】 ( , ( 4 ) 式中 一试验压力 ( 表压) MP a ; P 一设计压力
8、 ( 表压) MP a ; I 试验温度下 , 管材的许用应力 M P a ; ( , 设计温度下 , 管材的许用应力 MP a 。 【 c r 】 z 大于 6 5时,取 6 5 。 当 在试验温度下 ,产生超过屈服强度 的应 力时 ,应将试验压力 降至不超过屈服强度时 的 最大压 。 ( 5 ) 进行液压试验的管道 ,其试验压力不得超 过管道中法兰在 2 O时的最高工作压力的 1 5倍。 从以上 5个方面 的要求 看出 ,由于气压试验 比较危险 ,只用 于设计压力 较低 ,且无 法进行水 压试 验的管道 ,比如主风 系统 的管道 ,这类管道 管径大 ,设 计压力不超过 0 6 MP a 。
9、如采用水压试 验 ,需水量大 ,不仅对 管道 本身支撑件 的稳定性 有一定危 险 ,而且加 大了为进行 水压试验进行基 础和支撑件加 固的投资 ,因此 ,可采用气压试验。 而气压试验的压力数值 为设计压力 的 1 1 5倍 ,这 点是规范 已经 规定的。对于液压试验压力数值 的 选取要考虑几个方 面 ,尤其 是 ( 4 )式及其说 明 , 包括了以下三方面的含义: ( 1 )管道液压试验压 力与设 计压力之间有两 个系数 ,一个是定值 1 5 ,一个是变量 c r 与 ( , 】 的 比值 ,这表明同种情况下 管道系统的液压试验压 力 比压力容器的要高 1 2倍 。 ( 2 ) c r 】 c
10、 r 】 : 是一 个大于或等于 1的数值 ,设 计温度越高 ,这个 比值越大,但不能超过 6 5 。 ( 3 )个别材料 当 叫 c r : 的 比值 接近 6 5时 , 会产生超过该 种材料屈 服强度的应力 ,此时 ,为 r不使管材屈服 ,产生塑性变形 ,试验压力 P 日 应 降至不超过屈服强度时的最大压力。 3实例计算 为了更清楚地说 明压力管道 液压试验 的压力 计算及其选取的步骤 ,我们结合 国 内重油催化 裂 化工程除氧水管道 系统这个具体实例进行分析 。 除氧水( B F W)管道系统设计温度为 3 0 0, 设计压力 9 4 MP a ,管道 材质 2 0 G,采用的管线 等
11、级为 1 6 A 5,选用钢管规格如表 1所示 。 表 1 钢 管规 格 公称直径 ram 规格尺 寸 mm 管子衰号 DN 2 0 D2 7 5 5 S CH1 6 0 D 2 5 D3 4 6 5 S CH1 6 0 DN 8 0 D8 99 S CH I 2 O DN 1 0 0 D1 1 4 1 1 S CH1 2 O DN 1 5 0 Dl 6 8 1 4 S CH1 2 O DN 2 0 0 D21 9 1 8 S CHl 2 O DN 3 5 0 D3 5 6 2 4 S CH1 o o DN 5 0 0 5 0 8 3 2 S CH1 o o 首先将 该管道系统 与设 备及其
12、他不同设计压 力 、不同材质 的管道系统用盲板 隔开 ,然后进行 如下液压试验的压力计算和选取。 3 1 确定计算的优先对象 从表 1中可 以看 出 ,管子表号 随着钢管直径 的增大而减小 ,根据 ( 1 )式计算 ,可 以得出小 管 径钢管的承压 能力 远大于大管径钢 管 ,因此 ,应 以大管径钢管 D 5 0 8 mm3 2 m m作为计算对象。 3 2 计算试验压力 由标准 1 1 查 出当 2 0 G钢管壁厚为 1 7 4 0i n l l l 时 , or l =1 3 7 MP a , or 2 =9 5 MP a 。 则试验压力 P 自 =1 5 P or f ( , z = 1
13、 5 94 l 3 7 95 = 2 0 3 3 ( MP a ) 计算出的试验压力 比设计压力高 2 1 6倍 。 3 - 3 对计算 出的试验压力值进行校核 将试验压力值 、D 5 0 8 mm3 2 mm钢管的规格 尺寸代人 ( 3 )式得 : o r =D0 P 1 7 5( t 一2 5 4 ) = 5 0 82 0 3 3 1 7 5( 3 22 5 4 ) = 2 0 0 3 ( MP a ) 2 0 G钢管壁厚为 1 74 0m m时的屈服应力 or , = 23 5 MPa 。 则 : or , ,校核安全。 3 4 对其他规格的钢管进行枝核 选取 中间规 格 D1 6 8
14、mm1 4 m m 和最 小规 格 维普资讯 http:/ 5 6 石油工程建设 2 0 0 6年 4月 D 2 7 m m5 5 m m的钢管进行校核。 由于 2 0 G钢管壁厚 1 6 m m,则 =2 4 5 MP a 。 同样用 ( 3 )式分别进行计算得 出: D1 6 8 m m1 4 n q n l 钢管 的 o r =1 7 0 3 MP a = 2 4 5 MP a D2 7 mm5 5 m m 钢管 的 o r =1 0 6 MP ao s 2 4 5 M P a 因此,其他规格的钢管更为安全。 3 5 对管路上法兰及 阀门的考虑 管道 系统 中法 兰和 阀门是最多 的 ,
15、也是必不 可少的,所以在试压 中避免不 了和管道一起试压 , 因此应考 虑其承压能力。由于该管道等级为 1 6 A 5 , 即公称压力为 1 6 MP a ,设计所采用 的法 兰和阀门 的公称压力均为 l 6 MP a 。阀门在 出厂或安装前进 行 了 1 5倍公称压力 的单体试 压。公称压力为 1 6 MP a阀门单体试压压力 为 2 4 MP a ,大于计算 出的 管道系统 的试验压力值 ,阀门应该是 安全 的。对 于法兰 ,设计手册规定 ,管道系统试 验压力不得 超过法兰 2 0时最高允许操作压力的 1 5倍 ,2 0 G 的法兰 2 0时最高允许操作压力为 1 9 MP a ,因此 比
16、起阀门,法兰更安全。 综上 ,该管道 系统液 压试验 的压力 = 2 0 3 3 MP a 是安全的。 4 盲板的选用 4 1 常规选用方法及弊端 试压前 ,各施工单 位所选取的盲板规格 一般 按照 H G 2 1 5 4 7 9 3“ 管道用钢制插板 、垫环 、8字 盲板”标准选用 ,但 是厚度一般较大 ,尤其 是大 口径管路 的盲板 ,厚度往往达到 6 01 0 0 m m,实 际上 ,对 于试压 过程 ,如此选用 盲板不 尽合理 , 原 因如下 : ( 1 )H G 2 1 5 4 7 - 9 3“ 管道用钢制插板、垫环 、8 字盲板 ”标 准适用 于装置开工过程 中各管道 系统 之 间
17、的临时隔断 ,考 虑到操作状态 的应力情况 比 较复杂 ,如交变应力 、疲劳极 限 、腐蚀速率等 因 素 ,所 以在厚度计算 时用许用应力 进行校核 ,厚 度值 比较保守。 ( 2 )试压过程 是常温下短时间 比较稳定 的 + 个过程 ,尤其是液压试验 ,液体体 积压缩率很小 , 相对气压试验非常安全 ,选用 H G 2 1 5 4 7 9 3标准制 作试 压临时用的盲板会造成材料浪 费 ,如嵌入式 盲板 ,设计时未考虑试压加盲板的 问题 ,螺栓长 度 只按一对 法兰厚度 、一对螺母厚度( 有 时有缩 紧螺母 )再加 少许 余晕考虑 ,当加入 的盲板 厚度 过厚 时需另 配更 长的螺栓 ,而对
18、于厚钢板 的大量 使用本身也是一种浪费。 4 2 实际厚度计算及选取的考虑 管道施工实用手册给出了盲板厚度的计算 公 式 : s ( 5 ) 式 中 平板式封头厚度 ,即盲板厚度if l l m; 一一 条件系数 ,此处取 0 4 ; D 盲板直径 ram; 内压力 MP a ; 卅材料许用应力 MP a 。 根据前 文所述 的在进行 液压强度试验 时产生 的应 力不 应超过材 料本 身 的屈 服强度 这一要 求 , 则公式( 5 )中的材料许用应力换成材料屈服强度 后 ,计算出 的盲板厚度能满 足液压强度试 验时 的安全要求 ,其盲板 厚度值 比用材料许用应力计 算的结果有所减薄 ,减薄量
19、为: 一 同样 以重催 工程除氧水管道 系统这个具体实 例进行分析 计算 ,若在 D5 0 8 m m3 2 m m 的管道 上加盲板 ,则采用屈服强度计算 的盲板厚度 比采 用许 用应力计算 的盲板厚度减薄 了 2 3 ,也就是 说 ,该减薄量只与材质有关 。实 际使用 中 ,试压 肓板厚度一般 比用屈服强度计算 的盲板厚度稍稍 厚一些 ,以保证试压更为安全。 依 据 以上 的分 析 ,在管道液压试验 过程 中盲 板厚度 的适 当减薄既可 以保证试压 的安全 ,又减 少辅材 的使用 ,从而降低 了施工 费用 。这就是实 际施工 过程 中为什么会 出现虽然未按标 准选 用盲 板厚度 ,却仍然能
20、保证液压强度试验正 常进 行的 主要原 因 。 5 结 论 ( 1 )压力管道强度 试验压力需要施 工单位 自 行确定 ,考虑的因素应周全 ,以保证试 压既满足 规范和标准的要求叉安全 、可靠。 ( 2 )在液压 试验压 力计算过程 中 ,应 以低级 别的管子表号作为计算和校核的对象。 ( 3 )只有 明确管道等级 ,才能正确选择阀门 、 维普资讯 http:/ 第 3 2卷第 2期 石油工程建没 5 7 斗 斗e台斗 苏丹穆格菜德漓藏童产 - -骧 晦孽艇索 蘩爝写发索 审 审蕾 斗辜斗e斗e斗 斗e 斗e斗 设施项目工程 赔 萎 基 萎 恙 x 覃 方 净_ 【 0 方 审-tt b K
21、0 声 疗 方 ¥ 唐燕青 ( 中国石油工程建设 ( 集团) 公司, 北京1 0 0 0 1 I ) 摘 要:索赔与反索赔不仅是工程管理的一部分,而且是承 包商经营管理的一部分 ,只有积极有 效地进行索赔与反索赔,承包商的利益才能得到保障。文章结合苏丹穆格 莱德油田生产设施项 目 工程 ,介绍 了工程索赔与反索赔的内容、特点、要求、编制方法 ,以及在索赔与反索赔过程中的 注意事项。这些经验对国际工程项 目的索赔与反索赔工作有借鉴作用。 关键词:国际工程 ;索赔 ;反索赔 ;特点:注意事项 中图分类号:F 7 4 6 1 8 文献标识码 :C 文章编号 :1 0 0 1 2 2 0 6( 2 0
22、 0 6 )0 2 0 0 5 7 0 4 0 引言 苏丹穆格莱德 油 f H 生产设施 项 目工程 ,地处 苏丹 南部炎热的沼泽雨林 地带 ,由中国石油天然 气集团公 司 、马来西亚皮特罗纳有限公司 、加拿 大斯大特石油公司和苏丹苏达帕特有限公司组成 联合体 ( 业主 )投资 ,由中国石油工程建没 ( 集 团)公司 ( C P E C C)总承包 ,自 1 9 9 8年 1 l = 开始建设 。在项 目实施 过程 中 ,由于种种 原因 , 业 主行使合 同赋予的权力 ,从工程设计 阶段 ,到 工程施工 阶段 ,再到工程试运投产 阶段 ,一 次叉 一 次 的指令变更或追加额外 1 = 作 。其
23、 中 :按来 源 分为两类 ,即对基础设 计的变更 和对供 货范围的 变更 ;按施工类别分 为土建变更 、工艺设备变更 、 电气 仪表变更等。使项 目部增加 了很 大的成本开 支。另外 ,还出现了一 设备 材料供应 商在供货 的质量 、数量和工期方 面未严格履行 双方签 订 的 合同条款 ,运输分包商在运输过程 中将货物丢失 、 法兰及其他一些管件进行液压 试验 时的参数 ,保 证管道系统的安全。 ( 4 )在液压试验进行过程 中 ,盲板厚度 可适 当减 薄 ,但其产生的应 力不 能超过 盲板材料 本身 的屈服强度。 参考文献: 【 1 J GB 1 5 0 - 1 9 9 8 。 钢制压力容
24、器【 s 1 I 2 1 张德姜 , _ =】 三 怀 义, 刘 绍叶 石油化工装 置工艺管道安装 漫计手册 碰伤损坏 、翻车事故等情况 ,均对项 目部造 成了 不 同程度的绎济损失 。为 r挽 同这些损失 ,项 目 部专 门成立 了以合 同部 、控制部 为主导 的索 赔管 理领导小组 ,由合同部负责索赔定性 问题 ,控 制 部负责索赔定吊问题 , 力争通过加强索赔管理 ,将 C P E C C的损失减少到最低限度,确保项 H部在本 L 程上获取更大的经济效益。现就如何 丌展索 赔与 反索赔的1 二 作 ,阐述 如下注意事项 ,以求对 同行 在今后的国际: 程中起到一定的借鉴作用 。 1 索赔
25、 1 1 对索赔的充分认识 索赔是指在经济合 同实施 过程 l f 1 ,合 同一 一 方 因刘 方不履 行或未 能正确履 行合 同所舰定 的义务 而受到损失 ,致使一方 向对方提 出赔偿要求 。在 承包工程中 , 一 般H要不是 承包 商的责任 ,而是 由于外界干扰 造成工 期延 K和成本增加 ,都有 可 能提出索赔。 驴 驴、 t : 护、 驴 【 M】 一E 京: 中国石化出版社 , 1 9 9 4 : 1 6 I 3 1 G B 5 0 2 3 5 - 9 7 , 工 l眦金属管道工程施 _= = 及验收规范【 s J _ l 4 l 张志贤 , 徐 予清 , 蓝天 , 等 管道施上实 用 册l m1 j E 京 : 中嘲建 筑上 业出版礼 , 1 9 9 8 : 6 5 作者 简介 :沈杰 ( 1 9 7 0 一 ) ,男,上海 崇明人 ,高级 工程 师 , 1 9 9 2年 毕业于石油 大学 ( 华 东)化 工设备 与机械 专业 ,工 学学士 ,现主要 从事工程项 目管理 工作 。 收稿 13期:2 0 0 5 - 0 4 1 5 维普资讯 http:/
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