浅谈液氮加压法 氧气管道试压
摘要：甘肃某钢厂综合外网氧气管道试压，根据现场实际情况，我们采用液氮加压的方法配合此次管道试压并且获得一次性成功，为工期按时完成提供了保障，取得了良好的经济与社会效益。
关键词：氧气管道;试压;液氮加压法
Abstract: a steel plant in gansu province comprehensive outer net oxygen pipeline pressure testing, according to the actual situation, we adopt the method of liquid nitrogen pressure fit the pipeline pressure testing and one-time success, provides the guarantee for the time limit for a project completed on time and achieved good economic and social benefits.
Key words: oxygen pipeline; Pressure testing; Liquid nitrogen pressurization method
中图分类号：TQ116.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013)
前言：由于本工程氧气管道工作压力为1.6Mpa，根据规范要求试验压力应为1.84Mpa，现场老厂区或新建制氧站，干燥无油的氮气气源实际最高压力只有1.5Mpa。采用普通氮气瓶加压，工作效率低，投入大且耗时较长，不宜采用。本文对以液氮加压法进行氧气管道试压的施工进行论述。
一．工程概况及特点
工程概况
本工程综合外网有两根氧气管道(Φ273、Φ426)试压，管道全线总长约2.3km，试压介质考虑到清洁、干燥、无油、惰性气体等要求，采用的是氮气进行试压。此次长线距离管道试压，面临的最大难题是提供气源的压力不足以满足设计压力的要求，综合考虑，我们运用液氮加压的办法配合此次长线距离氧气管道试压。
工程特点
施工工期紧，必须充分做好劳动力、施工机具设备及材料的组织与协调，确保各施工工序，按计划进行，投入人员多、施工难度大，在施工中科学组织，认真编制施工方案和安全技术措施，使施工正常进行。
二．设备简介及工作原理
1设备简介
1.1液氮低温液体运输车
低温液体通常是指液氮、液氧、液化天然气等温度极低的液化气体，以液氮为例：在一个大气压下温度为-196℃.由于温度低故其保存和运输需要采用低温液体运输车。
1.2往复式低温液体泵
往复式低温液体泵主要适用于液氧、液氮、液氩中压工艺流程系统中，它将贮槽中的低温液体增压气化后直接输入管网，其构造组成：主要有电机、电控柜、皮带轮、 传动轮、传动箱和泵头组成。具体参数如下：
型号：BPO-100-450/16.5 功率：5.5kw
排压：16.5Mpa 流量：100～450L/H
转速：110～325r/min
1.3低温液体汽化器
低温液体汽化器，是一种工业和民用的节能设备，作用是把液态的气体转化为气态的气体。其中涉及到的气体很多，比如说：液氧、液氮、液氩等。汽化器的主要参数如下：
型号：YCK150C工作压力：16.5Mpa汽化流量：150m3/h
2工作原理
液氮低温液体运输车往复式低温液体泵低温液体汽化器 管道
特点：快速、高效、适合长距离管道试压。
三．施工总体部署
前期准备
1.1管道试压应全面检查，核对已安装的管子管件阀门紧固件以及支架等的质量，必须符合设计要求及有关技术规范的规定，同时还应检查管道零件是否齐全，螺栓等紧固件是否已经紧固，以及焊缝质量，支架安装情况等。
1.2试压前应将不宜和管道一起试压的阀门配件、仪表等，从管道上拆除，临时装上短管，管道上所有开口应进行封闭，不宜连同管道一起试压的设备应加盲板隔离，盲板处应有标记，并作记录，以便试压后拆除，系统内的阀门应开启，最高处应设置放气阀。
1.3试压的各种工具准备齐全。
1.4试压用的阀门、法兰、法兰堵板、聚四氟乙烯垫、螺栓等准备齐全，临时用的连通管酸洗脱脂完毕。
1.5对施工班组进行试压前的交底工作。
1.6组织相应的通讯设备，确保试压过程中的通讯可靠性。
1.7在氧气管道试压前应将提供氮气源的管道、氧气管道利用连通管进行连通，连通管上设置阀门与压力表，压力表等级不小于2Mpa。
工艺流程
3．主要施工工艺及技术措施
此次试压气体介质采用新制氧站生产的1.5Mpa氮气进行试压工作，将氧气管道压力冲至1.5Mpa，因强度试验压力要求为1.84Mpa，此压力不足，无法满足规范要求。考虑到普通氮气瓶加压，耗时长、成本高，我们采用液氮加压法 氧气管道试压的方法进行此次试压。
试压步骤及检验办法
1 试压时，缓慢升至试验压力50%，后进行检漏，用肥皂水仔细检查所有阀门、法兰连接处及管道焊接口位置，如无泄漏及异常现象，继续以试验压力10%逐级试压，每级稳压3分钟直至1.5Mpa；如有泄漏，不得带压处理，按如下办法及时消除缺陷，再重新进行试压：
1.1如果是阀门、法兰连接处泄漏，应采用紧固螺栓的办法进行处理，前提是不得带压进行操作。
1.2如果是管道焊接口位置出现泄漏，应打开事先准备好的放散阀将压力卸至零为止，开始采取补焊措施，直至补焊工作结束。
2.如果出现1.2情况，检查完毕，按步骤 1 重新开始缓慢升压，待检漏无任何问题，继续升压直至1.5Mpa，引用准备好的低温液体运输车进行液氮加压法继续试压。
具体准备工作及操作步骤：
1）制作临时试压管路并进行酸洗钝化，把管路的各个区域用临时管路进行连通，临时管路的充气口处安装两只DN25的截止阀（一只用来控制制氧站氮气源，一只用来控制液氮加压设备提供的氮气源）以方便随时关闭系统回路，在回路中适当的地方安装压力表，压力表量程0～4.0Mpa,压力表需经锅炉压力检测中心检验合格贴有合格标志。
回路连接完成后，仔细检查所有短接部位，盲板、接头处确保没有易损坏的一起表及设备等。具体如下图所示：
2）当试验管路充气压力达到1.5Mpa，此时试验管路压力与制氧站氮气源压力持平，断开原有气源，并关闭主阀，使用液氮加压法设备通过试压系统管路上事先预留的充气接口对试验管路进行充气。
3）用液氮加压法继续缓慢升压，升压时按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3min，升至试验压力1.84Mpa后，稳压10分钟，再将压力降至设计压力1.6Mpa，停压30分钟，以压力不降、肥皂水检测无泄漏，目测无变形为合格。
4）卸压排放
卸压排放主要是利用放散阀控制管道试压的压力值，排放点选择空旷室外，排放区域设置专人监护，对足够安全距离设置警戒绳和警戒标志，禁止人员进入警戒区域。
管道严密性试压
压力试验完成后，需对管道进行严密性试验。对氧气管道进行24小时的严密性试验，泄漏率≤0.5%
泄漏率A按式（1）和式（2）计算
当管道公称直径DN≤0.3m时
A（%）=[1-(273＋t1)P2∕(273＋t2)P1] ×100∕24……………(1)
当管道公称直径DN≥0.3m时
A（%）=[1-(273＋t1)P2∕(273＋t2)P1]×100∕24×DN∕0.3…………(2)
式中：
P1－试验开始时的绝对压力，单位为Mpa
P2－试验终了时的而对压力，单位为Mpa
t1－试验开始时的温度，单位为℃
t2－试验终了时的温度，单位为℃
DN为管道公称直径，单位m
2.严密性试验过程中安装的温度计不得在原氧气管道上开孔，应增加一段临时短管，用于试验使用。
3.泄漏性试验重点检查阀门、法兰或螺纹连接处、放空阀，以肥皂水检查不泄露为合格。
4.严密性试验在强度试验合格后进行，试验时，缓慢升压至规定压力后，断开试验气源，并关闭主阀，在达到管路运行压力后持续24小时，以肥皂水检验不泄露为合格。
四．氧气管道试压示意图
根据现场实际条件，选择炼钢主车间里的一座平台作为本次试压的地点，主要是考虑到试压过程中方便操作，容易控制。具体如下图所示：
五．效益分析
液氮加压法对长距离氧气管道试压领域是一个创新和突破，具有广泛的推广应用价值，具有显著的经济效率和社会效益。在本工程综合外网氧气管道试压一次成功，本施工方法在保证施工质量的前提下，降低了施工成本，缩短了工期，为后期的工作打下了坚实的基础。
结论
液氮加压法 氧气管道试压在试压过程中的成功应用，实践证明此方法是成功的，并取得了很好的效益，该项施工方法是值得推广的，它的应用成功的解决了长线管道试压过程中因气源压力不够的难题，提高了工作效率与质量，希望本文对类似长距离管线氧气管道的试压具有参考价值。
参考文献
[1]《工业金属管道施工及验收规范》——GB50235-97；
[2]《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》——GB50236-98；
[3]《工业金属管道质量检验评定标准》——GB50184-93;
[4]《氧气、高纯气体、稀有气体管道施工说明》 艺施-0-1
