高压气体试验系统的开发

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由于西安泵阀总厂有限公司生产的绝缘接头用于天然气管道和储罐系统中，根据SY/T0516-2008 绝缘接头与绝缘法兰技术规范 第8.1.2条规定 所有输送易燃、易爆和有毒气体的管道用绝缘接头、绝缘法兰出厂前还应在设计压力下进行气密性试验”，且绝缘接头与绝缘法兰需逐台检验，开发了高压气体密封试验系统用于对绝缘接头进行气密性试验。

西安泵阀总厂有限公司生产的绝缘接头适用压力达32MPa，口径达1 400mm，覆盖了该标准的范围；所以该装置的设计压力为35MPa，保证在压力32MPa下长期反复正常运行。

二、绝缘接头，绝缘法兰结构及试验特点绝缘接头的结构如图1所示，绝缘密封件夹在左凸缘法兰和右凸缘法兰之间，钩圈套住右凸缘法兰与左凸缘法兰焊接。

图1 整体型绝缘接头结构1.内涂层 2.热缩套 3.左凸缘法兰 4.钩圈 5.绝缘填料 6.右凸缘法兰7.短管 8.绝缘零件 9.绝缘密封件绝缘法兰的结构如图2、图3所示，从图中可以看出，绝缘密封件夹在两个法兰之间，用螺栓连接两个法- O不能采用盲板压紧两端进出ISl的试压方法，绝缘密封件会被压紧，既不能检测出绝缘密封件的密封性能也不能检测出焊缝或螺栓的强度。目前还没有适用于绝缘接头和绝缘法兰高压气体试验的现成设备。因此，开发了该系统。在绝缘接头或绝缘法兰两端焊接试压封头，使绝缘密封件不处于压紧状态，与该系统相连进行高压气体试验。

矩，并可根据油厂的采油量指标，由采油工人自行或定时改变输出频率，满足了手动与自动控制的二合- 功能，不仅节约了电能，还节省了人力、物力，深受用户好评。

六.结语台达C2000变频器自2011年10月在国内某知名油田多个地面直驱螺杆泵井口投运以来，运行效果稳定，节能明显，并且操作简便，在客户处取得了良好反响。

由于直驱螺杆泵的简单、高效、经济节能的人工举升方式，其在油田上的应用也会更加广泛。白2007年以来，该知名油田每年都有近2 000台的直驱螺杆泵油井投入使用，尽管C2000变频器的开环同步功能开放较晚，但其稳定高效的输出功能丝毫不比国外知名品牌变频器逊色。GM(收稿日期：2013/02/05)2013 ety用jx co麓m 51 第6期Ⅵw. . 1、l，lG 石油/化I通用机械GM in Petroleum＆Chemical lndusny图2 I型绝缘法兰结构示意 图3 I型绝缘法兰结构示意1.短管 2.法兰 3.紧固件 1.短管 2.法兰 3.紧固件4.紧固件绝缘零件 5绝缘密封件 4.紧固件绝缘零件 5绝 缘密封件三 高压气体的选择及工作原理根据GB 150-1998 钢制压力容器 ，试验所用气体应为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体，西安泵阀总厂有限公司从工作效率和经济性考虑选择经清洁干燥的空气为试验用气体。该系统由空气压缩机、储气包、控制总成、气体分配装置及辅助部分 (监控、照明、消声、防护及吊装等)五部分组成，如图4所示。

4图4 系统组成l地坑 2.排气管 3.控制总成 4.储气包 5.空压机空气压缩机将空气压缩入储气包储存，控制总成向分配装置供气或停气，控制总成上有压力表监控压力变化，分配装置向试验件充压；试验完成后由控制总成泄放分配装置和试件的压力。

(1)空气压缩机 选用的是汉纬尔机械有限公司的HA450-22箱体型空气压缩机，该空气压缩机排气压力35MPa，排气量0.65m /min，电动机功率15kW。该空气压缩机还具有紧急停车、手动排污和过滤空气的功能。

(2)储气包 由4个高压气瓶、安全阀、压力表及两台高压截止阀组成。高压气瓶是在四川格瑞特高压容器有限公司定制，44-高压气瓶相通，每个高压气瓶设计压力达40MPa，容积0.3m 。能满足SY/T0516-2008要求的压力范围，结合目前国内长输天然气管线最大I：1径DN1400，也满足目前按该规范生产的绝缘接头试验所需的供气量；若压缩空气不足时，可开启压缩机向钢瓶内补充。在储气包管路上装有启跳压力为40MPa52 期的安全阀，起到因充气或温度变化导致的压力过高的安全泄放保护作用。为了随时掌握气瓶内的压力变化，储气包管路上安装了压力表，不论在操作前、操作后或操作过程中，均能直观地显示出气瓶内的压力变化。在储气包管路的进气口和出气II各装有-个PN42、DN6的高压截止阀用于气瓶的充压、保压和卸压。储气包放置在干燥、阴凉，避免阳光直射的房间内，且远离电源电线。储气包由金属架固定，用金属线连接地面，避免产生静电。

(3)气体控制总成 气体控制总成作用是对气体流速、流量、压力进行控制，还必须能控制气体的流向，并能满足保持试验所需压力恒定，试验完成后能够对试验对象排空∝制总成采用-种非常简单可靠的结构。在四通接头的左右两端的-端接进气阀门，进气阀门与储气包相连；另-端接排空阀门，排空阀门与排空管道相连；四通接头的上端装压力表；下端通过管道与气体分配装置相连，如图5所示。

排空- 二 图5 气体控制当压力试验需要向气体分配装置充压时，关闭排空阀门，打开进气阀门，压力表显示达到所需压力时，关闭进气阀门，保压；试验结束后，需要排空时，打开排空阀门，分配装置和试件内的气体通过排气阀门进入排气管道排出。

(4)气体分配装置 如果每次仅试验-个试件效率太低，且人员和试件反复出入地坑也不方便，所以设计了气体分配装置。气体通过控制总成通过充压管道进入气体分配装置，气体分配装置再通过相同或不同的接头分配给多个试验件，不用的接头可以安上快速堵头(避免开关指示不清楚所以不用阀门)；这样只要是进行相同压力的试验，不论大小品种均可多个-起进行试验，这样提高了工作效率。

(5)辅助部分 试验装置除了以上主要系统外还需要其他的辅助系统∝制总成由人工操作，装在控制柜内，仅进气阀门和排空阀门的手柄、压力表表盘暴露在外∝制柜的顶面板和前面板由lOmm厚的钢板制成，避免出现事故时泄漏的气体或其他物品冲向操作人员方向，分配器安装在地坑内，地坑的底部和四周均安装有隔爆钢板。做试验时，试验件也运入地坑内进行试验，地坑内不得有人员及闲杂物品。排空管道的出I：1也在地坑内，保证排出的气体不能伤及地面的人或物。该系统中的空气压缩机、储气包、控制总成以及气体分配装置均接地，避免静电和雷电。地坑内不同角度安装有多个监控摄像头，监视器与控制总成安装在-起，用于观察工件、分配装置的泄漏情况，并进行正确及时操作。地坑内光线不好在其内安装了多盏照明灯，保证坑内光线充足。地坑外安装有起重机，用于向地坑内放置、起吊试验件。排气时会产生很大的噪声，在排气管道的出口装有消声器，减小噪声。

四 对系统的耐压试验1.确定耐压试验压力液体耐压试验压力P 1.25p ]/ (1)气体耐压试验压力PT1.1lp[ /[盯 (2)式中 p厂 试验压力最低值；设计压力；[ ]--元件材料耐压试验温度下的许用应力；[盯 --元件材料设计温度下的许用应力；.r- 试验压力下元件的应力。

对耐压试验应力校核，液体耐压试验时 ≤0.9R ；气体耐压试验时仃 ≤0.8R 。

2.试验气体控制总成(1)液体强度试验 试验介质为氯离子含量不超过25mg/L的清水。安装充气I：1和排空口的堵头，进气口与试压泵相连，起动试压泵，缓慢加压，试验压力达：IJ44MPa，关闭进气口阀门，保压30min，检查无泄漏，卸压，干燥内部。

(2)气体密封试验 液体强度试验合格后进行气体密封试验。安装充气口和排空口的堵头，将进气口与空气压缩机相连。起动空气压缩机，缓慢升压，当压力表达到lOOp 时，保压5min，用肥皂水涂刷外部各处，无泄漏，再缓慢升压至5O%p 时，再用肥皂水涂刷外部GM inPetroleum＆ChemicalIndustry各处，无泄漏，然后逐级按试验压力的10%升压，直到39MPa，保压10min，检查无泄漏后缓慢卸压。

3.试验气体分配装置(1)液体强度试验 试验介质为氯离子含量不超过25mg/L的清水▲气口与试压泵相连，其余试验外接口安装堵头，起动试压泵，缓慢加压，试验压力达到44MPa，关闭进气口阀门，保压30min，检查无泄漏，卸压，干燥内部。

(2)气体密封试验 液体强度试验合格后进行气体密封试验～进气口与空气压缩机相连，其余试验外接I：1安装堵头。起动空气压缩机，缓慢升压，当压力表达lJlO%p 时，保压5min，用肥皂水涂刷外部各处，无泄漏，再缓慢升压至50%p 时，再用肥皂水涂刷外部各处，无泄漏，然后逐级按试验压力的10%升压，直到39MPa，保压10min，检查无泄漏后缓慢卸压。

4.高压气体试验系统整体气密封试验高压气体试验系统各部分分别试验合格后进行整体气密封试验，介质为干燥、清洁的压缩空气。各零部件按系统图样安装可靠。在气体控制总成的排空I：1安装堵头，在气体分配装置的外接口安装堵头并打开所有阀门。起动空气压缩机，缓慢升压，注意观察储气包上的压力表与控制总成的压力表，当两压力表均达到10%p时，保压5min，用肥皂水涂刷外部各处，无泄漏，再缓慢升压至50 时，再用肥皂水涂刷外部各处，无泄漏，然后逐级按试验压力的10%升压，直IJ39MPa，保压lOmin，检查无泄漏后缓慢卸压。

五 结语经-年的使用，完全满足西安泵阀总厂有限公司生产的绝缘接头试验要求，并且可以满足-些特殊阀门的高压阀门的试验要求，且操作安全可靠，工作效率提高3～5倍。现在不仅用于高压绝缘接头的高压气密封试验，还用于西安泵阀总厂有限公司在新疆油田呼图壁储气库工程清管阀的高压气密封试验，保证了该合同的顺利承接；保证了产品质量和工程进度。