未小会

(中国石油工程建设有限公司，北京100120)

GRE管道即玻璃纤维增强环氧树脂管，该种管道具有众多优点，因此，近些年来得到了广泛应用，GRE管道的应用，使得管道行业的安全得到了有效的保障，同时，极大地延长了管道的使用寿命，因此，在未来该种管道材料仍然会得到大面积的推广和应用[1-2]。正是由于GRE管道具有众多优点，使得国内外专家对其展开了深入研究，研究重点主要集中在GRE管道施工方面，对于GRE消防管道水压试验的研究相对较少，如果水压试验过程中出现风险问题，不但会缩短管道的使用寿命，而且还可能会出现爆炸风险或事故，从而给施工单位造成极大的经济损失，因此，对GRE 消防管道水压试验进行深入研究也十分必要[3]。研究过程中，为了保障水压试验顺利实施，首先对GRE管道的特点及水压试验的步骤进行深入分析，探讨水压试验中的风险所在，并根据风险出现的原因，多角度提出有效的防控措施，为水压试验的顺利实施奠定基础，并进一步推动GRE管道的研究与应用。

1 GRE管道特点分析

(1) 耐腐蚀性强。GRE管道属于一种玻璃钢材料，该种管道主要是由玻璃纤维制造而成，与常规的钢铁管道相比，该种管道材料具有很强的抗腐蚀性。图1 所示即为常规钢铁管道腐蚀图，如果管道材料出现腐蚀问题，不但可能引发火灾爆炸事故，管道中输送的介质还可能会对周围环境产生污染，因此，GRE管道可以在腐蚀性环境中得到广泛应用，同时也不需要考虑腐蚀风险问题[4]。

图1 常规钢铁管道材料腐蚀示意图Fig.1 Schematic diagram of corrosion of common steel pipeline materials

(2) 耐磨性强。对于常规钢铁管道而言，经过长时间运行以后，不可避免地会出现磨损问题，图2所示即为常规钢铁管道的磨损示意图，磨损问题将会使管道的使用寿命大大降低。对于GRE管道而言，经过大量的砂石磨损实验后发现，其磨损状况较为轻微，能有效维持其使用寿命。

(3) 质量轻且强度高。与常规钢铁管道相比，在同直径、同壁厚、同长度的前提下，GRE管道种类仅是钢铁管道的1/5，同时，其管道强度略大于钢铁管道，这从侧面说明GRE管道的安全性高于钢铁管道[5]。表1为GRE管道与常规钢铁管道的对比情况。

图2 常规钢铁管道材料磨损示意图Fig.2 Schematic diagram of material wear of common steel pipeline

性能GRE管道钢铁管道抗腐蚀性具备不具备抗磨损性具备不具备重量较轻较重强度较高较低屈服性能较强较弱使用寿命较长较短耐高压能力较高较低密封性较好较弱安全性较高较低使用范围应用广泛应用广泛

2 GRE消防管道水压试验

(1) 试验准备。进行试验准备是实施GRE消防管道水压试验的前提，该阶段的主要任务有三项，首先，应根据设计图纸对GRE消防管道进行安装，安全质量必须符合相关规定要求，确保管道可以一次整体试压，在GRE管道运输的过程中应使用木底平板车，管道与管道之间使用木材隔开，图3所示即为GRE管道运输图；其次，如果GRE管道上含有仪表设备，则在进行水压试验之前应使用盲板将其隔开，如果某些阀门也需要进行水压试验，则需要保证阀门所能承受的压力大于水压试验压力；最后，水压试验所使用的压力仪表量程应为实际水压试验压力的1.5倍～2倍，且整个水压试验过程使用的压力仪表数量不少于两块。

(2) 系统充水。在水压试验准备工作完成以后，首先应将GRE管道内的空气排出，并检查GRE管道上的密封剂是否固化，不同固化温度下密封剂的固化时间如表2所示，待密封剂固化后，向其内部注入一定量的水。在注水过程中，如果GRE管道所处地理位置起伏较大，则需要从地势相对较低的位置注水，并在地势较高的位置处排出空气。在进行水压试验的过程中，周围环境中的温度、湿度等客观因素都会对GRE管道压力产生影响，因此，管道内产生较小的压力波动属于正常现象，如果压力波动较大，则在试压之前需要在管道中部使用沙袋将其压住。

图3 GRE管道运输图Fig.3 GRE pipeline transportation chart

固化温度/℃固化时间/h132416161811219244.5274293.5323382.5

(3) 加压。在GRE管道注水以后，即可缓慢升高管道压力，直至达到试验压力为止，一般情况下，管道压力的升高值不得高于0.7 MPa/min。当管道压力升高到设计压力的1.5倍时，管道的稳压时间只有大于10 min才算合格，然后将管道压力逐渐降低至设计压力，管道的稳压时间只有大于30 min才算合格。

(4) 试压合格后处理事项。在水压试验完成以后，应缓慢降低管道压力，直至管道最高压力点位置处的压力降低至0时，才可以打开排气口对其进行排气，在整个过程中应防止管道内出现负压问题。如果在水压试验的过程中发现了GRE管道泄漏问题，则需要先降低管道压力，然后处理泄漏问题，不得带压处理缺陷。在试压结束以后，应及时将盲板拆除，并及时将管道内的积液排出。整个水压试验结束以后，应由专业人员填写水压试验记录表并签字确认。

(5) GRE管道的分段试验。如果GRE管道需要经过大量的办公区、油区等站外区域，则需要对其进行分段水压试验。在分段试验的过程中，尽可能在阀门部位将管道断开，在断开的部位应使用断开法兰并加设盲板封堵。哈法亚油田的GRE管道就是使用了分段试验的水压试验方式，其所使用的相关分段设备如表3所示。

3 GRE消防管道水压试验风险分析

对我国GRE消防管道水压试验进行调研后发现，最常见的水压试验风险为管道接口脱落问题，当出现接口脱落问题时，将会对整个水压试验过程产生较为严重的影响。例如，某地对GRE消防管道进行水压试验，试验所采用的水资源为海水，由于海水本身就具有一定的腐蚀性，会对常规的钢铁管道产生腐蚀，因此，该地区采用GRE材料作为消防管道的主要材料，整个水压试验过程的设计压力为2.6 MPa，当管道内水资源的压力升高到2.0 MPa时，整条GRE管道仅出现了一处泄漏问题，该问题并没有引起工作人员的重视，当管道内水资源的压力升高到2.45 MPa时，GRE管道出现了大规模泄漏问题，并引发了管道位移，GRE管道的连接处出现了严重的接口脱落问题。通过对此事件进行研究后发现，引发GRE 管道接口脱落问题的原因主要有四点：

(1)当GRE管道出现一处泄漏问题时，并没有引起工作人员的重视，在继续升高管道压力以后，管道内出现了水压不稳问题，进而导致接口脱落风险；

(2)进行水压试验前，尽管采取了一定的排气措施，但管道内的空气并没完全排出，在进行水压试验的过程中，空气聚集于管道弯头部位，此部位正是管道的连接位置，随着管道水压的持续升高，空气在管道连接部位产生了气囊，随着气囊的不断膨胀，管道连接位置会出现渗漏问题，从而对管道产生了推力，使得管道产生位移，进而引发接口脱落问题[6]；

(3) 在对GRE管道进行整体检查后发现，管道的实际施工与设计存在一定的误差，在实际中，管道与支架进行了焊接，并没有在两者的连接部位设置止推瓦片，从而使得管道无约束力，管道的稳定性相对较差，在水压的作用下出现了接口脱落问题；

(4) 现场工作人员缺乏安全意识，在进行水压试验之前，并没有采取一定的安全措施，同时，也没有通知水压试验监管部门，在水压试验的过程中，出现问题后并没有立即采取措施解决。在另一方面，也存在水压试验监管不到位的问题，现场监管人员并没有发现工作人员违规操作现象，没有对工作人员起到约束作用[7]。

在进行水压试验的过程中，还可能会引发超压、管道开裂、垫片破损、杂物伤人以及物体打击等问题，这些问题的后果及风险等级如表4所示。尽管这些问题较为少见，但是在进行水压试验的过程中也应尽可能避免这些风险出现。

表4 水压试验风险后果及等级Tab.4 Risk consequence and grade of hydraulic test

4 GRE消防管道水压试验风险防控措施

(1) 事故处理措施。通过分析发现，当GRE消防管道水压试验过程中出现接口脱落问题时，将会产生较为严重的影响，因此，要及时采取一定的措施防止接口脱落问题扩大化。首先，当水压试验过程中出现渗漏问题时，应对管道进行及时的检查，并对破损管道进行更换；其次，出现渗漏问题以后，应及时检查管道是否出现了迁移问题，若出现迁移问题应及时采取一定的措施进行解决；最后，若出现了接口脱落问题，应及时派遣维修人员，并及时制止水压试验，当接口脱落问题解决以后才能继续试验。

(2) 事故预防措施。为了防止出现GRE消防管道水压试验风险，首先应对GRE 管道的施工过程进行监督，要求现场施工人员必须完全按照施工图纸进行工作，在施工完成以后，监管人员应对管道进行及时的检查，防止出现违规施工问题；其次，规范水压试验流程，当管道内的压力升高到1.5 MPa时，应及时停止加压，检查管道是否出现渗漏问题，若无渗漏问题，方可继续加压，此后管道每升高0.5 MPa，都需要对其进行停工检查，直至达到水压试验的额定压力为止。管道压力达到额定压力以后，应稳定一段时间并对管道进行检查后才能进行泄压操作。

(3)加强安全管理。在安全管理方面，首先应设立专门的水压试验监管部门，该部门的主要任务就是对整个水压试验过程进行监督，以防出现工作人员违规操作问题，监管部门将对整个水压试验过程起主要领导责任；其次，制定合理的试验流程，在试验之前应向相关部门备案，且只有在现场工程师同意的前提下，才能进行试验；最后，应对试验人员进行科学的培训，培训的主要目的是提高工作人员的知识水平和安全意识，并要求工作人员发现试验问题后及时上报，全面保障试验过程顺利实施。

5 结论

研究过程中，首先对GRE管道特点进行分析，阐述进行GRE消防管道水压试验的基本步骤，通过调研国内外水压试验的实施情况，发现水压试验过程中存在的风险问题，并根据风险问题出现的原因，分别从多个角度出发，提出多项解决措施，保障水压试验顺利进行。通过研究，得出以下三条结论：

1)GRE管道具有耐腐蚀性强、耐磨性强以及质量轻且强度高等特点，与常规钢铁管道相比，其优势明显，因此，未来需要加强该种类型管道的推广及应用；

2)在进行GRE消防管道水压试验的过程中，应按照试验准备、系统充水、加压以及处理试验结果的步骤进行，且相应步骤的操作应符合相关规定；

3)在实施GRE消防管道水压试验的过程中，管道接口脱落问题是最常见、最严重的风险问题，引发该问题出现的原因较多，因此，需要从事故处理、事故预防以及安全管理三个角度出发，分别采取多项措施，防止风险问题扩大化。