大型LNG模块操作压力密性试验综述_丁其坤.pdf

2023年04月|1170 引言操作压力密性试验(OPLT)是模块管线整体试压结束后及低压密性试验(LPLT)完成后的调试工作，是对模块整个管线系统密性的整体测试和检验，对项目完工交付起着重要的作用。在海工工作范围内，操作压力超过 500 kPa 的模块，对工艺模块需要进行 3 个包操作压力密性试验，对公用模块，需要进行 1 个包的操作压力密性试验。目的是测试检查工艺系统内所有的节点和连接点是否泄漏，包括法兰连接点、螺纹连接点、人孔及手孔、阀盖、在线仪表件。试验前系统应达到压力试验、清洁干燥及管线恢复完成，试验前吹扫、压力试验移除的所有元件必须按照 P&ID 及 ISO 图纸复位完毕，并且所有测试的节点必须裸露，确保所有焊接和应力释放工作已经完成，所有管支架已经就位1。1 操作压力密性试验定义和要求OPLT 即在操作压力下对工艺系统内的所有节点和连接点进行泄漏检查。要求检查系统内的所有法兰节点、螺纹连接点、人孔及手孔、阀盖、在线仪表件，不参与试验的设备应使用盲板或者其他方法与管线隔开。对常压为大气压的管道/设施/设备，如放空管线、安全阀出口排空管线、排水到开放处管线不应进行实验。通常测试介质应主要为干燥且无油的空气，在大气压下露点最低为-25。以 加 拿 大 LNG 项 目 某 模 块 为 例，其 中 两 个OPLT 包为脱汞处理系统，3D 模型如图 1 所示，整个系统横跨整个模块 14 层甲板，连接 3 台设备，若干阀门、法兰、仪表等。图1 操作压力试验3D模型2 操作压力密性试验过程2.1 前期准备工作试验前系统应达到压力试验完成、清洁干燥及管线恢复完成，试验前吹扫、压力试验移除的所有元件必须按照 P&ID 及 ISO 图纸复位完毕。同时，对设备的内部件安装、清罐、封罐必须施工完成并报检释放。根据气密包图纸核实统计所有包内大型 LNG 模块操作压力密性试验综述丁其坤，丁淑达，王后伟，卢修坤(海洋石油工程(青岛)有限公司，山东 青岛 266520)摘要：大型 LNG 模块是以高压管线为主体的液化天然气生产处理模块，操作压力密性试验是模块建造和调试阶段的重要里程碑。文章通过对前期准备工作、加压设备的选择、现场准备工作，后续工作改进建议和注意事项、安全管理及风险管控等，对操作压力密性试验全过程进行了分析。关键词：LNG 模块；密性试验；加压设备；风险管控中图分类号：TE832 文献标志码：A 文章编号：1008-4800(2023)12-0117-03DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2023.12.031Review of Operating Pressure Leak Test for Large LNG ModulesDING Qi-kun,DING Shu-da,WANG Hou-wei,LU Xiu-kun(Offshore Oil Engineering(Qingdao)Co.,Ltd.,Qingdao 266520,China)Abstract:Large LNG modules are the LNG production and processing modules with high pressure pipeline as the main body.The operating pressure leak test is an important milestone in the module construction and commissioning stage.This paper introduces and analyzes the whole process of operating pressure leak test through the preliminary preparation work,the selection of pressure equipment,the site preparation work,the subsequent improvement suggestions and precautions,safety management and risk control,etc.Keywords:LNG module;leak test;pressure equipment;risk control设备运维118|2023年04月的法兰节点、螺纹连接点、人孔及手孔、阀盖、在线仪表件，并核实现场施工状态，优先恢复安装。试验前吹扫、压力试验移除的所有元件按照P&ID 及 ISO 图纸复位，根据系统尾项清单抽调人力组成专门的施工班组，将所有尾项分类倒排计划并实时反馈及时解决遇到的问题。试验开始前所有法兰节点使用了正确的螺栓、垫片、润滑油等，参考法兰管理程序，法兰节点必须用正确的工具打到正确的扭矩值。由于气密包涉及到多专业(机械、电仪讯、脚手架)的同步施工，需要协调沟通机械专业优先塔内件的安装和清罐、封罐的移交工作，需要电仪讯恢复安装包内所有在线仪表件，需要脚手架安排专人对需要修改搭设的作业点第一时间完成。本文涉及的气密包内大于 DN900 的法兰节点共计 23 处，原要求拉伸法兰管理改为液压法兰管理，增加了施工难度和施工时间。法兰管理施工空间狭窄难以同时施工，根据现场情况合理地将人员分配到各施工点避免同时间段的交叉作业。不符合要求的节点需更换滤器盖垫片，在滤器盖打开后发现法兰面水纹线浅不能满足项目要求，需要将 DN1450 的滤器垫片更换，法兰水纹线修复，重新调平，清洁封罐报检，必须重新做法兰管理。现场法兰面修复案例如图 2 所示。图2 现场法兰面修复2.2 加压设备选择根据 OPLT 高压密性试验程序，体积在 10 m3以下的，常规使用氮气瓶组；体积在 10 m3以上的，使用增压机组。具体操作流程图如图 3 和图 4 所示。图3 加压设备操作流程(10 m3)使用增压机组的现场专业操作人员应了解设备原理和操作流程，要求设备厂家对操作人员进行设备操作培训，取得设备操作个人资质(如：帽签、胸卡)。设备操作培训应重点讲解设备操作风险和注意事项：(1)防止操作人员触电；(2)避免操作人员被夹伤、挤伤等机械伤害；(3)减少高压泄漏后可能造成伤害，应做好设备检查，做好 OPLT 隔离，注意操作人员站位，禁止带压操作。2.3 试验步骤(1)试验前要检查管线系统并记录重要事项，当所有部门核实状态满足释放条件后才能开始试验。(2)对预操作压力密性试验，一步加压到预操作压力密性试验压力值(170 kPa)并保压 5 min。如果发现泄漏，应彻底卸压然后进行修复，如果没有泄漏继续加压。(3)初始管线系统压力缓慢增加到大约试验压力的 25%并保压 5 min，在压力达到 600 kPa 后应稳压并检测系统是否泄漏，如不泄漏继续增大到大约试验压力的 50%并保压 5 min。试验压力应维持密性包中规定的最短时间，但不得少于下述时间：达到试验压力后最少保压 60 min 或绕整个系统检查泄漏所需的时间。泄压同样遵循此歩骤：第一步泄压到大约试验压力的 75%保压 5 min；第二步泄压到大约试验压力的 50%保压 5 min，然后依次泄压直至 02。(4)当达到试验压力后稳压 60 min 或者至检查和记录完毕所需时间，取较大值。用泄漏检测液体检查所有节点及连接处，用肉眼观察有无泄漏。尺寸 DN150 的法兰连接处用胶带封住，并预留小孔。若有气泡产生，则有泄漏。(5)有任何因泄漏产生的气泡都被认为不合格。在气密试验中有任何的修复都要在密性包管线完全泄压后才能进行。修理后按照同样的程序再次检查。被修理的区域按照同样的标准验收。(6)慢慢卸压，以大约 25%试验压力的幅度递减到 170 kPa，直到最后完全泄压到 0 kPa。泄压应缓慢进行避免压力波3。(7)试验系统应泄压至安全位置直到大气压力。确保止回阀上没有压力残留。2023年04月|1192.4 现场安全管理及风险分析现场应按照项目的技术要求和安全要求，做好充分准备工作：(1)按照 OPLT 方案和对应 PID 流程图，做好打压设备和系统的连接工作，联合业主进行查线，消除现场留的尾项。(2)现场做好 OPLT 区域的警戒隔离，安排人员做好监护，提前准备好作业许可(PTW)。安全员和现场施工人员应做好作业安全分析(JSA)。确保现场每个操作人员佩戴合适的 PPE。对设备阀门做好隔离锁定挂牌，检查好作业环境，避免交叉作业，作业区域脚手架做好检验，隔离警告做好圈围。操作人员清楚了解逃生路线，确保现场使用正确供气管和连接头，只要系统有压力，就要安排专人在压力仪表处监督试压工作4。(3)现场开始向系统内注入压缩空气，直至系统开始起压(升压)，按照 OPLT 方案程序开始逐步升压稳压，隔离区域在升压过程或降压时人员不得进入。压力稳定后对监测点进行测试检查/连接点进行泄漏检查的人员可以特殊批准进入，合格专门人员可以操作空气压缩设备，操作时在设备附近，远离带压的气管、接头、法兰处，避免意外漏气受伤，若发现泄漏需泄压后再进行紧固处理，严禁带压作业。(4)系统压力升至要求的最高压时，不能超过系统压力，现场开始进行查线，查线人员应做好安全防护，绝不能站在正对压力释放方向，保证现场良好照明，手持防爆盾牌，使用肥皂水对法兰节点、仪表件、阀门压盖、罐体人孔等位置测漏，若发现泄漏，则将压力排放到 0 kPa，然后修复泄漏点。不要在压力增大的情况下修复泄漏，如果发生法兰泄漏，应采用适当的法兰紧固方法和扭矩值。法兰泄漏应由合格人员进行操作。(5)系统在规定稳压时间内若无泄漏，则开始按照 OPLT 技术方案逐步进行泄压，在减压过程中，通过适当的软管管汇来固定软管，防止其在出口处发生无规律移动。在加压前应考虑软管的连接点，不建议在系统加压时连接软管，选择减压点在高点或指向安全的位置。操作人员佩戴好耳塞，注意人员站位，缓慢开启阀门直至系统压力显示为 0，关闭放气点，移除连接软管，关闭 PTW，将所有的工具/设备都放回适合的储存区域，做到文明施工。3 操作压力密性试验工作的改进建议(1)设备能力的选择至关重要，本项目选择增压机设备方案，该方案升压速度可调控，上述气密包系统体积是 330 m3，6.95 MPa，仅使用 12 h，没有对第二天白天作业造成影响，这是设备保障能力的结果。(2)建议使用智能表进行远程监测压力，可避免现场人员监控过程的危险。(3)警戒隔离可改为红外线，有人误入隔离区域，可第一时间报警驱逐，保证人员安全。(4)选取合适的进气点。目前进气高压软管为DN32 和 DN25 的，提前对图纸进行识别，提前找到合适大小的口进行机加工，避免进气点尺寸较小而降低升压速率，建议系统由单一进口改成多处进口，以避免产生气阻。(5)加压设备连续作业，柴油消耗需要提前准备，如提前储备好柴油罐、柴油保障车。(6)法兰管理严格控制。现场管线要特别注意临时法兰的法兰管理的质量，如果出现法兰泄漏，就需要泄压重新进行。(7)仪表控制阀开启方案提前确定，使用仪表气驱动仪表阀，准备好接头和驱动气软管。工艺管线过程中间的仪表阀属于失败关阀门的，需要开启。目前，一般选择使用干燥空气临时接入的方式开启。(8)各专业配合。密性试验是在恢复之后，涉及到机械(容器)、仪表(仪表阀)、配管各专业，以配管为主，建立良好的沟通协调机制，使各专业围绕密性试验统一行动。4 结语操作压力密性试验(OPLT)是 LNG 模块工艺管线建造和调试的重要节点，本文通过对 OPLT 的定义和要求，前期准备工作，加压设备选择，试验步骤，现场风险管控等方面详细进行分析，阐述了 OPLT 的操作步骤及注意事项。并结合建造调试工作的现场实践，对目前该类型的密性试验提出了改进建议，提高操作压力密性试验高效、安全的施工水平。参考文献：1 刘清涛,冯杰,杨亚楠.浅谈提高高压管道气密一次合格率J.石油化工设计,2021,43(S2):167-169.2 刘超,沈召斌,李伟,等.简述管道高压气密试验关键节点控制