水压试验临时管道强度计算

1．一般要求管道安装完毕后，应按设计要求对管道系统进行压力试验。

按试验的目的可分为检查管道力学性能的强度试验、检查管道连接质量的严密性试验、检查管道系统真空保持性能的真空试验和基于防火安全考虑而进行的渗漏试验等。

除真空管道系统和有防火要求的管道系统外，多数管道只做强度试验和严密性试验。

管道系统的强度试验与严密性试验，一般采用水压试验，如因设计结构或其他原因，不能采用水压试验时，可采用气压试验。

（1）压力试验应符合下列规定：1 ）压力试验应以液体为试验介质。

当管道的设计压力小于或等于0.6MPa 时，也可采用气体为试验介质，但应采取有效的安全措施。

脆性材料严禁使用气体进行压力试验。

2 ）当现场条件不允许使用液体或气体进行压力试验时，经建设单位同意，可同时采用下列方法代替：A 、所有焊缝（包括附着件上的焊缝），用液体渗透法或磁粉法进行检验；B 、对接焊缝用100％射线照相进行检验。

3）当进行压力试验时，应划定禁区，无关人员不得进入。

4）压力试验完毕，不得在管道上进行修补。

5）建设单位应参加压力试验，压力试验合格后，应和施工单位一同按规范规定填写管道系统压力试验记录。

（2）压力试验前应具备的条件：1）试验范围内的管道安装工程除涂漆、绝热外，已按设计图纸全部完成，安装质量符合有关规定。

2）管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。

3）试验用压力表已校验，并在周检期内，其精度不得低于 1.5 级，表的满刻度值应为被测压力的1.5〜2倍，压力表不得少于2块。

4）符合压力试验要求的液体或气体已经备齐。

5）按试验的要求，管道已经固定。

6）对输送剧毒流体的管道及设计压力大于等于10MPa 的管道，在压力试验前，下列资料已经建设单位复查：A、管道组成件的质量证明书；B、管道组成件的检验或试验记录；C、管子加工记录；D 、焊接检验及热处理记录；E 、设计修改及材料代用文件。

7）待试管道与无关系统已用盲板或采取其他措施隔开。

锅炉水压实验前质量检查细则1.0水压试验前质量监督检查的依据1.1主要依据的规程、规范和标准（现行版）；1.2《锅炉压力容器安全监督暂行条例》和实施细则（国务院）；1.3《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（劳动人事部）；1.4《压力容器安全技术监察规程》（劳动人事部）；1.5《电力工业锅炉压力容器安全监察规定》（电安生〔1994 ）257 号）；1.6《电力工业锅炉监察规程》；1.7《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇、管道篇、火力发电厂焊接篇、火力发电厂化学篇、钢制承压管道对接焊缝射线检验篇、管道焊缝超声波检验篇、热工仪表及控制装置篇等）；1.8《火力发电厂金属技术监督规程》；1.9《电力建设工程施工技术管理制度》；1.10《锅炉压力容器焊工考试规则》（劳动人事部）；1.11《焊工技术考核规程》；1.12《火电施工质量检验及评定标准》（锅炉篇、管道篇、焊接工程篇、水处理及制氢篇、热工仪表及控制装置篇）；1.13《火力发电厂汽水管道设计规定》；1.14国家和上级颁发的有关技术文件；1.15《电力基本建设工程质量监督规定》；1.16《质量管理与质量保证》系列标准（GB/T19000 19004 - IS09000-9004 ）；2.0水压试验前应具备的技术条件2.1锅炉炉架施工结束，若是钢结构炉架，采用高强度螺栓连接者，其高强度螺栓已按图纸要求和施工程序终结完毕；采用焊接结构者，其全部焊接工作结束，并经验收签证，其柱底板二次灌浆混凝土强度已达设计值，并经验收合格；若是钢筋混凝土炉架，其混凝土强度（包括柱梁接头）达到设计值，表面消除缺陷，并经验收签证；2.2制造厂设备己按“制造标准”进行检查，发现的缺陷己消除，并有书面资料;2.3锅炉本体各受热面和承压部件安装结束（包括联箱内部检查清理、管子通球、管头封口、各部件找正和连接工作等）；2.4参加水压试验的管道和支吊架施工完毕，炉本体的空气、疏放水、取样、仪表控制、加药、排污和减温水等管道已接到一、二次门（至少接至一次门）。

目录1 工程概况及工程量2 编写依据3 水压试验目的4水压试验范围及试验压力5水压试验应具备的条件6 水压试验总体要求7 水压试验临时系统8 水压试验9.水压试验合格标准10 水压试验后保养11 水压试验检查项目12水压试验组织机构13．本作业指导书执行的《工程建设标准强制性条文》条款14职业安全健康与环境保证措施15 附录1 工程概况及工程量1.1工程概况华能安源电厂“上大压小”新建工程#2机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界二次再热锅炉，锅炉是采用单炉膛、二次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢结构直流锅炉。

锅炉主要由启动系统、水冷壁系统、过热器系统、高压再热器系统、低压再热器系统、省煤器系统组成。

1.2锅炉的主要参数：锅炉容量和主要设计参数：锅炉型号：HG-1938/32.45/605/623/623-YM11.2锅炉各部件水容积（m3）：2.1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司提供的锅炉说明书及安装图纸等技术资料2.2 《电力建设安全工作规程第1 部分：火力发电厂》 DL 5009.1-20022.3 《火力发电工程质量监督检查大纲》2014版2.4 《电力建设施工技术规范第2 部分：锅炉机组》 DL5190.2-20122.5 《电力建设施工技术规范第5 部分：管道及系统》 DL 5190.5-20122.6《电力建设施工技术规范第6 部分：水处理及制氢设备和系统》DL 5190.6-20122.7《电力建设施工质量验收及评价规程第2 部分：锅炉机组》 DL/T5210.2-20092.8《火力发电厂汽水管道设计技术规定》 DL/T 5054-19962.9 《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 869-20042.10 《电力工业锅炉压力容器监察规程》 DL 612-19962.11 《电站锅炉压力容器检验规程》 DL 647-20042.12 《电力基本建设热力设备化学监督导则》 DL/T 889-20042.13 《火力发电厂水汽化学监督导则》 DL/T 561-952.14 《火力发电厂金属技术监督规程》 DL 438-20092.15 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》TSG G0001—20122.16 《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）2013 年版2.17 《国家电网公司基建安全管理规定》国家电网基建[2011]1753 号2.18 《防止电力生产重大事故的25条重点要求》2.19 华能安源电厂“上大压小”新建工程《施工组织总设计》2.20 华能安源电厂“上大压小”新建工程 #2机组《锅炉专业施工组织设计》3 水压试验目的锅炉整体水压试验的目的是在冷态下检查承压部件与焊口的强度和严密性，以确保锅炉的安全运行。

一、 管线注水的计算试压段的注水量可用管道的几何体积算出，根据计算每公里的几何体积约为1102.5m 3二、 升压用水的计算在升压过程中，需要进行两次含气量测试。

其方法是：泄放一定的压力，实际放出的水量V 1与理论放出的水量V P 比较，理想情况下：V 1/V P =1，但实际中由于水中含有一定的空气V 1/V P 大于1，印度标准中要求含气量不能高于6%，即V 1/V P 不能高于1.06理论升压用水量可以用如下公式进行计算：其中： Vp ：理论注水量(m 3)r .i ：管道内径（mm ）s ：管道壁厚（mm ）A ：水的热压缩值（可根据相关资料查得(bar -1)×106）V t ：管道总体积（m 3)ΔP ：压力变化值(bar)K ：无量纲系数直焊缝管材取1.02对于该公式，可利用Excel 进行计算。

（参考附件《利比亚工程使用的计算方法》）三、 温度变化对压力的影响在稳压过程中，温度有可能会对压力变化产生影响。

印度工程要求温度对压力的影响变化不能超过0.3bar ，温度变化引起的压力变化可由下面公式计算得出：其中：ΔP ：压力变化值(bar)ΔT ：温度变化值(℃)r.t ：管道内径（mm ）t ：管道壁厚（mm ）A ：水的等温压缩值（可根据相关资料查得(bar -1)×106）B ：水膨胀系数和钢材线形膨胀系数的差值（可根据相关资料查得(℃-1) ×106）四、 P/V 图的制作（参考利比亚和广东LNG 工程中制作使用的P/V 图）1、什么是P/V 线？1）此线反映了向100%注满水管道注水，压力随注水量增加而出现增加的情况。

2）受压管道的应力和应变情况类似于两端受拉的钢棒。

K P 10A 884.0V 6⋅∆⋅⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=-t i V s r p T A tr 884.0B P i ∆+⋅=∆屈服图原理2%最大初始偏差弹性结束点0.2％最大值注水后体积增加值2、为什么说P/V线非常重要？1）它能够在加压过程中对试压进行监控，确定管段中没有过量的残留空气。

附件根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）要求，输配水管道安装完成后，应根据以下要求进行水压试验：1 长距离管道试压应分段进行，分段长度不宜大于1000m。

2 试验段管道灌满水后，应在不大于工作压力条件下浸泡，金属管和塑料管的浸泡时间不少于24h，混凝土管及其有水泥沙浆衬里金属管的浸泡时间不少于48h。

3 试验压力应不低于本规范表6.0.7中规定的设计内水压力；当水压升到试验压力时，保持恒压10min，检查接口、管身无破损及渗漏现象，实测渗水量不大于表10.4.5规定的允许渗水量时，可认为管道安装合格。

表10.4.5 严密性试验允许渗水量 单位：L/（min·km）钢管和塑料管球墨铸铁管混凝土管管道内径（mm）≤1000.280.70 1.401250.350.90 1.561500.42 1.05 1.722000.56 1.40 1.982500.70 1.55 2.223000.85 1.70 2.423500.90 1.80 2.62400 1.00 1.95 2.80450 1.05 2.10 2.96500 1.10 2.20 3.14600 1.20 2.40 3.44附：给水管道水压试验记录填写说明1.设计最大工作压力（Mpa）：由设计出；2.试验压力（Mpa）：查表7.3.15；3.10分降压值（Mpa）：实测观察；一般2小时内不大于0.05Mpa；4.允许渗水量L/(min)·(km)：查表7.3.16；5.注水法（1）达到试验压力的时间（t1）：观察记录；（2）恒压结束时间(t2)：观察记录；（3）恒压时间内注入的水量W（L）：观测记录；（4）渗水量q（L/min）：计算，q=W/（T1-T2）；（5）折合平均渗水量L/(min)·(km)：计算 渗水量×1000/试验段长度；实例：某工程管道长度为155m，管径为Φ100mm，管材为PE，接口种类为热熔连，设计最大工作压力0.4Mpa。

长输管道水压试验中几个重要公式计算赵传海(大庆油田建设集团管道工程公司)1 前言随着西气东输管道工程的施工,国外长输管道的先进施工技术和施工方法引入国内长输管道市场,引领了国内长输管道施工技术的革命,使国内长输管道施工技术达到了与国外接轨,同时也给国内长输管道施工企业带来了一个巨大的挑战。

长输管道的水压试验作为长输管道施工过程中的重要工序,其施工技术和施工方法在这次技术革命中也有了巨大的改善,从原来单纯用2块压力表作为检测仪表的试验方法发展到目前的用2块压力表、2支自动压力记录仪和1台压力天平(活塞压力计)作为检测仪表的试验方法,并辅以差压流量计和自动温度记录仪进行注水量和注水温度的测量来验证水压试验的试验结果,进一步保证了试验结果的真实性和可靠性。

在目前的长输管道水压试验施工方法中,有七个重要的公式计算对水压试验的施工起着重要的指导作用,下面就对这七个重要的公式计算进行简要的介绍。

2 长输管道水压试验重要公式计算2 1 钢管最小屈服强度计算公式钢管最小屈服强度是长输管道水压试验段落划分的重要依据。

s= 2t/式中 s为钢管最小屈服强度(M Pa); 为钢材最小屈服强度(M Pa);t为钢管壁厚(mm); 为钢管外径(mm)。

2 2 不同规格钢管允许高差计算公式根据水压试验试压段落最高点的试验压力必须达到管道的强度试验压力,最低点的试验压力不允许超过90%钢管最小屈服强度的要求,得出不同规格钢管允许高差计算公式。

H=(0 9 s-P)/( g)式中 H为最高点与最低点允许高差(m); s为钢管最小屈服强度(MPa);P为管道强度试验压力(M Pa); 为水的密度(kg/m3);g为重力加速度(m/s2)。

2 3 注水泵扬程的计算公式在管道注水过程中,由于管内水流均匀,流速慢,可在水力光滑区模式下采用列宾公式进行沿程水力损失计算。

h r=0 0246( r2)1 75V0 25Ld4 75式中h r为管段磨阻(m);r为管道半径(m);v为水流速度(m/s);d为管道直径(m);L为试压管段的长度(m)。

1．一般要求管道安装完毕后，应按设计要求对管道系统进行压力试验。

按试验的目的可分为检查管道力学性能的强度试验、检查管道连接质量的严密性试验、检查管道系统真空保持性能的真空试验和基于防火安全考虑而进行的渗漏试验等。

除真空管道系统和有防火要求的管道系统外，多数管道只做强度试验和严密性试验。

管道系统的强度试验与严密性试验，一般采用水压试验，如因设计结构或其他原因，不能采用水压试验时，可采用气压试验。

（1）压力试验应符合下列规定：1）压力试验应以液体为试验介质。

当管道的设计压力小于或等于0.6MPa时，也可采用气体为试验介质，但应采取有效的安全措施。

脆性材料严禁使用气体进行压力试验。

2）当现场条件不允许使用液体或气体进行压力试验时，经建设单位同意，可同时采用下列方法代替：A、所有焊缝（包括附着件上的焊缝），用液体渗透法或磁粉法进行检验；B、对接焊缝用100％射线照相进行检验。

3）当进行压力试验时，应划定禁区，无关人员不得进入。

4）压力试验完毕，不得在管道上进行修补。

5）建设单位应参加压力试验，压力试验合格后，应和施工单位一同按规范规定填写管道系统压力试验记录。

（2）压力试验前应具备的条件：1）试验范围内的管道安装工程除涂漆、绝热外，已按设计图纸全部完成，安装质量符合有关规定。

2）管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。

3）试验用压力表已校验，并在周检期内，其精度不得低于1.5级，表的满刻度值应为被测压力的1.5～2倍，压力表不得少于2块。

4）符合压力试验要求的液体或气体已经备齐。

5）按试验的要求，管道已经固定。

6）对输送剧毒流体的管道及设计压力大于等于10MPa的管道，在压力试验前，下列资料已经建设单位复查：A、管道组成件的质量证明书；B、管道组成件的检验或试验记录；C、管子加工记录；D、焊接检验及热处理记录；E、设计修改及材料代用文件。

7）待试管道与无关系统已用盲板或采取其他措施隔开。

8）待试管道上的安全阀、爆破板及仪表元件等已经拆下或加以隔离。

一、 管线注水的计算试压段的注水量可用管道的几何体积算出，根据计算每公里的几何体积约为1102.5m 3二、 升压用水的计算在升压过程中，需要进行两次含气量测试。

其方法是：泄放一定的压力，实际放出的水量V 1与理论放出的水量V P 比较，理想情况下：V 1/V P =1，但实际中由于水中含有一定的空气V 1/V P 大于1，印度标准中要求含气量不能高于6%，即V 1/V P 不能高于1.06理论升压用水量可以用如下公式进行计算：其中： Vp ：理论注水量(m 3)r .i ：管道内径（mm ）s ：管道壁厚（mm ）A ：水的热压缩值（可根据相关资料查得(bar -1)×106）V t ：管道总体积（m 3)ΔP ：压力变化值(bar)K ：无量纲系数直焊缝管材取1.02对于该公式，可利用Excel 进行计算。

（参考附件《利比亚工程使用的计算方法》）三、 温度变化对压力的影响在稳压过程中，温度有可能会对压力变化产生影响。

印度工程要求温度对压力的影响变化不能超过0.3bar ，温度变化引起的压力变化可由下面公式计算得出：其中：ΔP ：压力变化值(bar)ΔT ：温度变化值(℃)r.t ：管道内径（mm ）t ：管道壁厚（mm ）A ：水的等温压缩值（可根据相关资料查得(bar -1)×106）B ：水膨胀系数和钢材线形膨胀系数的差值（可根据相关资料查得(℃-1) ×106）四、 P/V 图的制作（参考利比亚和广东LNG 工程中制作使用的P/V 图）1、什么是P/V 线？1）此线反映了向100%注满水管道注水，压力随注水量增加而出现增加的情况。

2）受压管道的应力和应变情况类似于两端受拉的钢棒。

K P 10A 884.0V 6⋅∆⋅⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=-t i V s r p T A tr 884.0B P i ∆+⋅=∆屈服图原理2%最大初始偏差弹性结束点0.2％最大值注水后体积增加值2、为什么说P/V线非常重要？1）它能够在加压过程中对试压进行监控，确定管段中没有过量的残留空气。

锅炉水压试验方案1、概述锅炉水压试验方案以东方锅炉厂生产的DG3033／26.15－Ⅱ11型锅炉为例。

1.1 1000MW超超临界燃煤机组锅炉是由东方锅炉厂进行设计、制造的，型号为DG-3033/26.15-II1型锅炉为超超临界压力、循环泵式启动系统、前后墙对冲低NO X轴向旋流燃烧器、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢构架的变压本生直流炉。

炉膛上部布置有屏式过热器，水平烟道依次布置高温过热器和高温再热器，尾部烟道布置有低温再热器和低温过热器、省煤器。

锅炉前部上方布置2台启动分离器、1台贮水箱。

前炉膛从冷灰斗进口标高至50958.8mm范围内，采用螺旋管圈形成膜式壁，在标高51280.8mm上方为垂直管屏。

过热器汽温通过煤水比调节和二级喷水减温来控制。

再热器汽温采用平行烟气挡板调节，喷水减温仅用作微量减温。

锅炉点火采用轻柴油点火、助燃，油管道油罐区引出。

1.2锅炉的主要设计参数如下最大定蒸发量 3033t/h 省煤器进口给水温度 302℃过热器出口蒸汽压力 26.15MPa 过热器出口蒸汽温度 605℃再热器进口蒸汽压力 4.96MPa 再热器进口蒸汽温度 352℃再热器出口蒸汽压力 4.71MPa 再热器出口蒸汽温度 603℃1.3编制依据1.3.1东方锅炉厂提供的设备安装图纸1.3.2东方锅炉厂提供的《锅炉使用说明书》1.3.3《电力建设施工技术规范》（锅炉机组篇DL/T5190.2-2012）1.3.4《电力建设施工技术规范》(管道及系统DL 5190.5-2012)1.3.5《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T869—20121.3.6《电力建设施工技术规范》（热工仪表及控制装置 DL 5190.4-2012）1.3.7《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》（DL/T821-2002）1.3.8《管道焊接接头超声波检验规程》（DL/T820-2002）1.3.9《电力建设施工质量验收及评价规程》（锅炉机组、管道及系统、焊接篇、热工仪表及控制装置2009年版）1.3.10《电力工业锅炉压力容器监察规程》（DL612-1996）1.3.11《电站工业锅炉压力容器检验规程》（DL647-2004）1.3.12《火力发电厂水汽化学监督导则》（DL/T561-2013）1.3.13《电力基本建设热力设备管道化学监督导则》（DL/T889-2004）1.3.14《锅炉安全技术监察规程》TSG G0001-20121.3.15《电力建设安全健康与环境管理工作规定》（2002年版）1.3.16《电力建设安全工作规程（第1部分火力发电）》DL5009.1-20141.3.17 《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2012）1.3.18《工程建设标准强制性条文》 2013年版2、试验目的2.1水压试验2.1.1水压试验是锅炉承压部件的一种严密性检查试验，是锅炉本体承压部件安装完毕后和投运前的一项重要工作，是保证锅炉安全投运的重要措施之一。

一， 简介因锅炉水压临时隔离及方便于锅炉酸洗检查，决定在水压试验过程中，将部分水冷壁下集箱手孔、集中下降管手孔、省煤器下集箱手孔、给水联箱三通处、集汽集箱两端用临时堵头封堵。

其结构如图所示：二， 强度核算S js =K /DnS js ：平堵头计算厚度K /，η/：与堵头结构型式有关的系数查得K /=0.4 η/=1.05Dn ：管内径P ：管道计算表压 P=195Kgf/CM 2 [σ]t ：钢材在设计温度t 下的基本许用应力查得常温下Q235-A 的[σ]t 为15.5 Kgf/根据现场情况，需要如下三种规格的临时堵头：Dn1=235mm Dn2=107mmDn3=221mm将上面数椐代入公式得：Sjs1=0.4×235×√=0.4×235×0.35=33mm Sjs2=0.4×107×0.35 =15mm Sjs3=0.4×221×0.35 =31mm其中Sjs1用于给水联箱三通处，Sjs2用于水冷壁及下降管下联箱，Sjs3用于集汽集箱两端。

三， 焊缝高度计算[τ]=[τ]：许用剪应力，查得[τ]=800Kgf/cm 2Q ：焊缝受剪力 Q=PA 1=P πr 2A 0：焊缝受剪最小截面积A 0=ππr[τ]===14.38mm=6.5mm=13.5mm法兰式堵头的计算：对于法兰之间压紧的堵头S js =0.41Dh √对于用紧固螺栓压紧法兰的堵头S js =0.41D x √上二式中：Dh ：堵头外径，mm 。

D x ：螺栓孔中心圆周直径，mm 。

P ：管道计算表压 Kgf/cm 2[σ]t ：钢材在设计温度t 下的额定许用应力带加强筋的平焊堵头计算（一般适用于直径大于400低压管道）S js =Dn √S js ：平堵头计算厚度β：取决于加强筋数量的系数当加强筋数量Z=12（φ=300）时，β=0.015；Z=8（φ=450）时，β=0.02Dn ：管内径P ：管道计算表压 Kgf/cm 2[σ]t ：钢材在设计温度t 下的额定许用应力 查得常温下Q235-A 的[σ]t 为15.5 Kgf/cm 2堵头验算公式：S ys =2√≥0.41 Dn （1-0.23S/S ys ）√式中：S ys ：堵头在平面部分的有效厚度，mm 。