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影響壓力試驗因素分析 摘要：對影響壓力讀數(shù)內(nèi)部因素泄露點及外界因素溫度、大氣壓力進行分析，得出相關(guān)結(jié)論，歸納出指導實際施工意見關(guān)鍵詞：壓力降柏努利方程式理想氣體狀態(tài)方程式引言科學、準確判斷壓力試驗是否合格是確保燃氣工程施工質(zhì)量及管網(wǎng)安全運行最重要一環(huán)，按城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范（JJ332005）第12.4.5點及其條文說明：嚴密性試驗穩(wěn)壓的持續(xù)時間為24h，每小時記錄不少于次，當修正壓力降小于Pa為合格，其含義是不能有壓力降?，F(xiàn)常規(guī)用的壓力計為量程1Pa精度等級為.4 最小分格值0.005Pa，即5000Pa，可認為壓力降大于2500 Pa能明顯直觀觀察；影響燃氣管道壓力讀數(shù)的內(nèi)因管道有泄露點、外界因素有溫度、大氣壓力的變化，分析如下：泄露點對管道壓力降的影響假設嚴密性試驗用空氣為理想流體，流動時不產(chǎn)生阻力，不可壓縮。柏努利方程式如下：gz1+u12/2+P1/gz+ u22/2+P/ (1)式中：z1z截面、截面中心至基準水平面的距離u1 u截面、截面流體分別在兩截面處流速P1 P截面、截面流體分別在兩截面處的壓強流體密度，如空氣密度為1.293kg/m3 1.3kg/m3 。設埋設于地下燃氣管道內(nèi)徑為r，長度為，則管可貯存空氣體積為管r2 L，存在面積為圓形泄露點，泄露點內(nèi)壁面為截面，泄露點外壁面為截面，如圖1所示：u2管壁u1圓形泄露點u1u2圖：燃氣管道泄露點示意圖可認為管內(nèi)氣體為靜止狀態(tài)，即u1，兩截面高度一致，即z1z，截面為外界大氣層，即P（表壓）則式可簡化為P1/u222 (2)設圓形泄露點在時間T內(nèi)泄露量為V泄 ，管內(nèi)壓力P1會隨著泄露量的增大而變小，但若壓力降不大，P1變化較小，可忽略P1變化對流量影響，可認為： V泄=ST/2 (3) 式中：P1為表壓根椐質(zhì)量守恒定律及理想氣體狀態(tài)方程式PV=nRT (4)式中：P為氣體壓強，單位Pa。V為氣體體積，單位m3。n為氣體的物質(zhì)的量，單位mol，T為體系溫度，單 位K。 R為比例系數(shù)，對任意理想氣體而言，R是一定的，約為8.31J/(molK）。在大氣壓、溫度恒定條件下，有P1管= PV泄+ P3管 (5)式中：P3為泄露時間后管道壓力值，式（5）中壓力值為絕對壓力，大氣壓力P1.0133105 Pa105 Pa，由式(3)、式(5)得P1管P3管= PST/2 P1P3=P= PST/2管 (6)P、數(shù)值恒定，從式(6)中可得：結(jié)論：影響壓力降P的因素有管內(nèi)壓力P1、 泄露點的大小S、泄露時間長短T、管容積大小管有關(guān)；在P1、S、T恒定情況下，管越大，則P越小，管越小，則P越大；在P1、S、管恒定情況下，時間T越大，則P越大，時間T越小，則P越小。實際施工中常遇到如下兩種情況：市政管施工，工程規(guī)模較大，如管徑DN300 ，長度L=2500米，經(jīng)常是焊接完畢后整體試壓，試驗壓力為表壓0.46MPa；單位用氣燃氣引入管施工，工程規(guī)模較小 如DN100 ，長度L=100米，試驗壓力為表壓0.46 MPa；假設其存在漏點S大小一樣，S=10-7 m2 ，根椐(式5)計算如上市政管在時間T=24、48 （單位：小時），引入管在時間T=1、2（單位：小時）的壓力降，計算過程如下，以市政管T=24小時為例P= PS T/2管=（10510310-7 243600）（1.31.33.140.150.152500）=2480 Pa同理可得其它計算結(jié)果表1管徑DN300 長度L=2500米壓力降(單位: Pa)T=24小時T=48小時24804960管徑DN100 長度L=100米壓力降(單位: Pa)T=1小時T= 2時2610352103表2 比較表1、表2可得：管內(nèi)壓力相同，泄露面積相等，容積較大燃氣管在相同時間下其壓力降遠遠小于容積較小燃氣管道。大氣壓力變化對壓力表讀數(shù)影響 大氣壓與管道壓力存在如下關(guān)系： P絕= P表+P大 （7） 結(jié)論：管內(nèi)壓力不變，大氣壓增大，表壓變小，即壓力表讀數(shù)變??；大氣壓變小，表壓變大，即壓力表讀數(shù)變大。溫度變化對管道壓力的影響 由理想氣體狀態(tài)方程式見式（4），若管內(nèi)氣體質(zhì)量恒定，即沒泄露點，則在時間點1、2時，其壓力（絕對壓力）P1 、P2 ，溫度T1、T2 存在如下關(guān)系：P1管/ T1 = P2管/T2 (8)整理得：T2T1 P= P2 P1 P1T1 (9)計算在標準大氣壓力下，嚴密性試驗壓力為.46 MPa，開始溫度為，溫度每升高或降低 10 壓力變化，結(jié)果如下:（）10P（Pa）1911955619113 結(jié)論：溫度變化對壓力影響明顯，氣密驗收時需準確記錄試驗溫度并進行計算校正。4 壓力試驗容易出現(xiàn)的問題 (1)壓力試驗時沒進行溫度及大氣壓檢測,簡單認為相隔24小時后第一次觀察時間與最后一次觀察時間相同,其溫度及大氣壓力相同。(2)進行溫度檢測的方法錯誤:觀看掛在室內(nèi)溫度計或插入地表中溫度計讀數(shù)作為壓力試驗溫度讀數(shù)。(3)燃氣管道打上氣壓后放置時間不長,管內(nèi)氣體溫度仍未與外界平衡即進行壓力試驗，影響壓力試驗準確性。 (4)不論工程規(guī)模大小，氣密試驗時間統(tǒng)一為24小時,容易出現(xiàn)較大規(guī)模市政管難以準確判斷是否有漏點，工程量小、工期緊迫燃氣引入管難以按與用戶的承諾通氣時間供氣。 (5)氣密試驗過程沒做到每小時記錄不應小于1次，不能及時發(fā)現(xiàn)及解決管道存在泄露點問題。5 施工建議參照以上分析及相關(guān)計算結(jié)果，為保證氣密性驗收的準確性，同時滿足實際施工中因場地所限或用戶通氣工期緊迫需要，城鎮(zhèn)燃氣管道試壓可參照如下意見進行： (1)試驗管道容積Vr2 L=3.140.150.152500=177 m3，嚴密性時間應大于24小時，為48小時或36小時；管徑DN100且長度L100米，因場地所限或用戶通氣需要，工期緊迫，嚴密性時間可縮短為12小時；其它情形嚴密性時間為24小時。 (2)燃氣管道打壓后應放置12小時待溫度平衡后才開始進行壓力試驗。 (3)若試壓合格后與管道碰口通氣時間大于24小時，燃氣管道應御壓保壓，壓力為0.1 MPa并書面記錄，通氣前再次觀察壓力，若壓力偏差在-0.0025Mpa(考慮裝拆壓力表所造成氣體泄露)范圍內(nèi)則可安全通氣，否則需重新試壓。 (4)壓力試驗中需考慮大氣壓力及管內(nèi)溫度對其影響，通過準確計算加以修正