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影響壓力試驗(yàn)因素分析 摘要：對(duì)影響壓力讀數(shù)內(nèi)部因素泄露點(diǎn)及外界因素溫度、大氣壓力進(jìn)行分析，得出相關(guān)結(jié)論，歸納出指導(dǎo)實(shí)際施工意見(jiàn)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(xué)、準(zhǔn)確判斷壓力試驗(yàn)是否合格是確保燃?xì)夤こ淌┕べ|(zhì)量及管網(wǎng)安全運(yùn)行最重要一環(huán)，按城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范（JJ332005）第12.4.5點(diǎn)及其條文說(shuō)明：嚴(yán)密性試驗(yàn)穩(wěn)壓的持續(xù)時(shí)間為24h，每小時(shí)記錄不少于次，當(dāng)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(jì)為量程1Pa精度等級(jí)為.4 最小分格值0.005Pa，即5000Pa，可認(rèn)為壓力降大于2500 Pa能明顯直觀觀察；影響燃?xì)夤艿缐毫ψx數(shù)的內(nèi)因管道有泄露點(diǎn)、外界因素有溫度、大氣壓力的變化，分析如下：泄露點(diǎn)對(duì)管道壓力降的影響假設(shè)嚴(yán)密性試驗(yàn)用空氣為理想流體，流動(dòng)時(shí)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(zhǔn)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(qiáng)流體密度，如空氣密度為1.293kg/m3 1.3kg/m3 。設(shè)埋設(shè)于地下燃?xì)夤艿纼?nèi)徑為r，長(zhǎng)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(diǎn)，泄露點(diǎn)內(nèi)壁面為截面，泄露點(diǎn)外壁面為截面，如圖1所示：u2管壁u1圓形泄露點(diǎn)u1u2圖：燃?xì)夤艿佬孤饵c(diǎn)示意圖可認(rèn)為管內(nèi)氣體為靜止?fàn)顟B(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(jiǎn)化為P1/u222 (2)設(shè)圓形泄露點(diǎn)在時(shí)間T內(nèi)泄露量為V泄 ，管內(nèi)壓力P1會(huì)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(duì)流量影響，可認(rèn)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(qiáng)，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(duì)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(shí)間后管道壓力值，式（5）中壓力值為絕對(duì)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(diǎn)的大小S、泄露時(shí)間長(zhǎng)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(shí)間T越大，則P越大，時(shí)間T越小，則P越小。實(shí)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(zhǎng)度L=2500米，經(jīng)常是焊接完畢后整體試壓，試驗(yàn)壓力為表壓0.46MPa；單位用氣燃?xì)庖牍苁┕?，工程?guī)模較小 如DN100 ，長(zhǎng)度L=100米，試驗(yàn)壓力為表壓0.46 MPa；假設(shè)其存在漏點(diǎn)S大小一樣，S=10-7 m2 ，根椐(式5)計(jì)算如上市政管在時(shí)間T=24、48 （單位：小時(shí)），引入管在時(shí)間T=1、2（單位：小時(shí)）的壓力降，計(jì)算過(guò)程如下，以市政管T=24小時(shí)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(jì)算結(jié)果表1管徑DN300 長(zhǎng)度L=2500米壓力降(單位: Pa)T=24小時(shí)T=48小時(shí)24804960管徑DN100 長(zhǎng)度L=100米壓力降(單位: Pa)T=1小時(shí)T= 2時(shí)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?xì)夤茉谙嗤瑫r(shí)間下其壓力降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容積較小燃?xì)夤艿?。大氣壓力變化?duì)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?。淮髿鈮鹤冃?，表壓變大，即壓力表讀數(shù)變大。溫度變化對(duì)管道壓力的影響 由理想氣體狀態(tài)方程式見(jiàn)式（4），若管內(nèi)氣體質(zhì)量恒定，即沒(méi)泄露點(diǎn)，則在時(shí)間點(diǎn)1、2時(shí)，其壓力（絕對(duì)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(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下，嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力為.46 MPa，開(kāi)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(duì)壓力影響明顯，氣密驗(yàn)收時(shí)需準(zhǔn)確記錄試驗(yàn)溫度并進(jìn)行計(jì)算校正。4 壓力試驗(yàn)容易出現(xiàn)的問(wèn)題 (1)壓力試驗(yàn)時(shí)沒(méi)進(jìn)行溫度及大氣壓檢測(cè),簡(jiǎn)單認(rèn)為相隔24小時(shí)后第一次觀察時(shí)間與最后一次觀察時(shí)間相同,其溫度及大氣壓力相同。(2)進(jìn)行溫度檢測(cè)的方法錯(cuò)誤:觀看掛在室內(nèi)溫度計(jì)或插入地表中溫度計(jì)讀數(shù)作為壓力試驗(yàn)溫度讀數(shù)。(3)燃?xì)夤艿来蛏蠚鈮汉蠓胖脮r(shí)間不長(zhǎng),管內(nèi)氣體溫度仍未與外界平衡即進(jìn)行壓力試驗(yàn)，影響壓力試驗(yàn)準(zhǔn)確性。 (4)不論工程規(guī)模大小，氣密試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)一為24小時(shí),容易出現(xiàn)較大規(guī)模市政管難以準(zhǔn)確判斷是否有漏點(diǎn)，工程量小、工期緊迫燃?xì)庖牍茈y以按與用戶的承諾通氣時(shí)間供氣。 (5)氣密試驗(yàn)過(guò)程沒(méi)做到每小時(shí)記錄不應(yīng)小于1次，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及解決管道存在泄露點(diǎn)問(wèn)題。5 施工建議參照以上分析及相關(guān)計(jì)算結(jié)果，為保證氣密性驗(yàn)收的準(zhǔn)確性，同時(shí)滿足實(shí)際施工中因場(chǎng)地所限或用戶通氣工期緊迫需要，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿涝噳嚎蓞⒄杖缦乱庖?jiàn)進(jìn)行： (1)試驗(yàn)管道容積Vr2 L=3.140.150.152500=177 m3，嚴(yán)密性時(shí)間應(yīng)大于24小時(shí)，為48小時(shí)或36小時(shí)；管徑DN100且長(zhǎng)度L100米，因場(chǎng)地所限或用戶通氣需要，工期緊迫，嚴(yán)密性時(shí)間可縮短為12小時(shí)；其它情形嚴(yán)密性時(shí)間為24小時(shí)。 (2)燃?xì)夤艿来驂汉髴?yīng)放置12小時(shí)待溫度平衡后才開(kāi)始進(jìn)行壓力試驗(yàn)。 (3)若試壓合格后與管道碰口通氣時(shí)間大于24小時(shí)，燃?xì)夤艿缿?yīng)御壓保壓，壓力為0.1 MPa并書(shū)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(yàn)中需考慮大氣壓力及管內(nèi)溫度對(duì)其影響，通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算加以修正