CNG加气站内压缩机后超高压天然气管道最高工作压力达25MPa，管材为不锈钢管，管道连接多采用卡套连接方式，安装质量直接影响安全运行。在CNG加气站近年的运行中，国内已多次发生接头冲脱的严重泄漏事故。因此，CNG加气站在投入使用前，进行强度和严密性试验，成为确保管道施工质量、运行安全的关键环节和必要保障。本文通过北京某CNG加气站扩建工程实例对吹扫、试压施工技术进行总结，为类似工程的施工提供参考。
1 工程概况
1.1 工艺流程
从天然气管网中直接取气，经过调压计量、过滤(脱硫)、干燥(脱水)等工艺处理后，进入压缩机压缩，然后进入储气瓶组储存或通过加气柱给压缩天然气气瓶车加气，也可以给天然气汽车直接加气，详见图1(以下各图中G1-G8表示管道代号)。
1.2 设备布置
扩建站工艺区分为设备区和加气区，设备区位于扩建站东北侧，主要设备有1组橇装压缩机组(包括2台压缩机)、2套冷却系统、1组干燥器、1组储气瓶组、1套橇装调压计量装置、1台过滤器；加气区位于站中东侧，设1个压缩天然气气瓶车固定车位，设2台压缩天然气气瓶车加气柱(1开1备)、1台双枪加气机、2台单枪加气机，详见图2。
1.3 试压概况
压缩机后的工艺管道采用不锈钢无缝钢管，卡套连接或不锈钢螺纹连接，有G-4、G-5、G-6、G-7和G-8共5条管道，与压缩机相接的管道规格均为DN 25mm，与加气机和加气柱相接前管道规格转变为DN 15mm。
橇装压缩机、冷却系统、双枪加气机、单枪加气机、加气柱等设备由意大利赛弗公司提供，干燥器由英国Hanover Maloney公司提供，储气瓶组由韩国NK公司提供，橇装调压计量装置由常州信力公司提供。应工程设计单位及设备供应商要求，所有设备均在出厂前进行强度、严密性试验，设备到场后，不参加管道系统的试压。
压缩机后超高压系统设计压力为30MPa，工作压力为25MPa。根据GB 50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》(2006年版)、DB 11/T 302—2005(燃气输配工程设计施工验收技术规定》(北京市地方标准)、CJJ 84—2000《汽车用燃气加气站技术规范》规定及工程设计文件，强度试验压力为45MPa，试验介质采用洁净水(不锈钢管道以水做试验时，水中氯离子质量浓度不得超过25mg/L)，压力升至试验压力后应保持30min，然后将压力降至设计压力进行检查，确认无渗漏无异常情况为合格；严密性试验压力为30MPa，试验介质为洁净的空气，压力升至试验压力后，稳压检查，以肥皂水检查不泄漏为合格。
2 关键工艺
2.1 不锈钢管卡套连接
压缩机后管道设计压力高达30MPa，采用高压不锈钢管道及卡套连接技术，卡套连接质量是CNG加气站安全运营的必要保证，也是该项工艺的难点及重点。卡套连接是利用卡套刃口在装配时切入被连接管道而起连接和密封作用。卡套连接是否合格与卡套材质、制造精度、热处理质量、管材精度、硬度有关，与装配质量也有较大关系。
2.2 超高压试验
压缩机后工艺管道设计压力为30MPa，强度试验压力为45MPa，严密性试验压力为30MPa，试验压力非常高，保证试压安全顺利完成是本工程的一个重点和难点。
3 试压技术
3.1 强度试验
3.1.1 强度试验工艺流程
强度试验工艺流程见图3。
3.1.2 强度试验准备工作
① 水质检测(Cl-检测)。由现场施工监理见证，提前取现场施工水源水样送北京市朝阳区质量技术监督局进行检验。检测结果为水中Cl-质量浓度为22.5mg/L，小于25mg/L，可以用于不锈钢管强度试验。
② 管道固定支架安装。管沟内管道支架安装完毕，且固定牢固。
③ 试压系统支路串联。将压缩机后G-4、G-5、G-6、G-7和G-8共5条需要进行试压的管道连通，统一进行试验。
④ 试压泵与系统连接。采用4DSB-60电动试压泵，与G-7至单枪加气机管道末端连接，试压泵后设置系统关断阀。
⑤ 压力表安装。在储气瓶组前端设置1块压力表，在G-8至单枪加气机管道末端设置1块压力表。系统压力表设置不得少于2块，量程为0～100MPa，精度等级为1.5级，经计量部门校验完毕并在校验周期内。
⑥ 警戒区设置。在压力试验区域内设立一级警戒区，警戒区入口设专人看守，并设立“试压危险，无关人员严禁入内”的警示牌。
⑦ 绘制强度试验布置图。强度试验布置见图4。
3.1.3 强度试验关键工序
① 准备工作做好后，开始注水排气。开启电动试压泵向系统内注水，设专人观察各个管道末端出水排气状况。
② 末端加封堵。为使系统内空气快速排除干净，将每条管道末端均作为排气口。当管道末端水流中不夹杂空气时，用管堵进行封堵。
③ 逐级升压，用干燥纸巾检漏。末端封堵后，系统内试验压力将缓慢上升，升至试验压力的30%(即13.5MPa)时应保持15min进行检查，用干燥纸巾擦拭每个管道接口。若干燥纸巾保持干燥，则说明管道接口无渗漏。有湿润现象时需进行详细检查，若有渗漏现象，则需泄压进行修理，确认无渗漏无异常情况后方可继续升压。压力升至试验压力的60%(即27MPa)后，应停止升压，保持15mim进行检查。无泄漏现象后按试验压力的10%逐级升压(即31.5MPa、36.0MPa、40.5MPa)，每级应稳压3min并检漏，合格后继续升压至试验压力，关闭系统关断阀。
④ 试验压力下稳压检漏。压力升至试验压力(45MPa)后应保持30min，观察压力表读数，30min内压力保持不变的情况下，打开系统关断阀，将系统内试验压力降至设计压力(30MPa)，用干燥纸巾检查每个管道接口。若纸巾保持干燥，不被浸湿，说明管道无渗漏，强度试验合格。
⑤ 升压过程中若发现试验管道泄漏，则关闭电动试压泵，开启系统关断阀泄放系统内压力，将系统泄压后进行维修，不得带压进行维修操作。
⑥ 系统强度试验合格后，打开系统关断阀，使系统内的压力泄至常压。
⑦ 拆除电动试压泵、末端封堵及压力表，强度试验完毕。
3.2 爆破吹扫干燥
压缩机后不锈钢管系统强度试验介质为洁净水，为保证系统干燥，水压试验完成后需对管道系统进行爆破吹扫干燥，不需进行吹扫的设备全部与吹扫管道隔开，确保无杂物及水分进入。
3.2.1 爆破吹扫干燥工艺流程
爆破吹扫干燥工艺流程见图5。
3.2.2 爆破吹扫干燥准备工作
① 空压机与系统连接。在G-7至单枪加气机管道末端与空压机连接，空压机后设置系统关断阀。
② 压力表安装。在储气瓶组前端设置1块压力表，在G-8至单枪加气机管道末端设置1块压力表。系统压力表设置不得少于2块，量程为0～60MPa,精度等级为1.5级，经计量部门校验完毕并在校验周期内。
③ 关闭每根管道末端的阀门。
④ 警戒区设置。在压力试验区域内设立一级警戒区，警戒区入口设专人看守，并设立“试压危险，无关人员严禁入内”的警示牌。
⑤ 绘制爆破吹扫干燥布置图。爆破吹扫干燥布置图与图4相似。
3.2.3 爆破吹扫干燥关键工序
系统吹扫利用爆破吹扫的原理，向系统内加压至10MPa后，开启任意一根管道末端关闭的阀门，系统内存水将随压缩空气从开启的出口高速喷出，从而达到对系统内管道吹扫、干燥的目的。
① 重复加压、爆破吹扫操作，依次开启每根管道末端的阀门进行爆破吹扫干燥。
② 吹扫干燥。观察管道末端无水蒸气喷出后，打开所有管道末端阀门，开启空压机，对整个系统进行吹扫。
③ 管道末端靶板检测。目测管道末端无水蒸气及杂质排出后，用白纸制作的干燥靶板在每个管道末端进行检测。若靶板干燥、干净，说明系统爆破吹扫干燥合格，可停止爆破吹扫干燥工作，进行严密性试验。
3.3 严密性试验
3.3.1 严密性试验工艺流程
严密性试验工艺流程见图6。
3.3.2严密性试验准备工作
① 空压机与系统连接和压力表安装。在G-7至单枪加气机管道末端与空压机连接，空压机后设置系统关断阀。压力表安装与强度试验相似。
② 系统末端封堵。系统末端均采用管堵进行封堵。
③ 泄压阀设置。把G-4至加气柱管道末端的DN 25mm高压不锈钢阀门和G-8至双枪加气机管道末端的DN 15mm高压不锈钢阀门作为系统泄压阀。
④ 警戒区设置。在压力试验区域内设立一级警戒区，警戒区入口设专人看守，并设立“试压危险，无关人员严禁入内”的警示牌。
⑤ 绘制严密性试验布置图。严密性试验布置图与图4相似。
3.3.3 严密性试验关键工序
① 准备工作做好后，关闭泄压阀，开启空压机向系统内充气，压力升至0.2MPa后，保持10min，用肥皂水逐个检查管道接口，确认无渗漏无异常情况后方可继续升压。
② 检漏过程中若发现试验管道接口处泄漏，则关闭空压机，开启泄压阀将系统内压力泄至常压后方可进行维修，不得带压进行维修操作。
③ 压力升至试验压力的50%(即15MPa)后，保持1Omin进行检查，确认无渗漏无异常情况后，继续向系统内加压。
④ 按试验压力的10%逐级升压(即18MPa、21MPa 24MPa、27MPa)，每级稳压3min，直至达到试验压力(30MPa)。稳压时间根据查漏工作需要而定，以肥皂水检验不泄漏为合格。
⑤ 严密性试验应重点检验阀门、三通、弯头等连接处。
⑥ 严密性试验合格后，缓慢开启泄压阀，泄放系统内的压力至常压，拆卸试压封堵、阀门、压力表等临时设施，将管道与设备进行正式连接。
4 施工中遇到的问题及解决措施
① 对水中氯离子含量有要求
不锈钢管道以水做试验时，水中氯离子质量浓度不得超过25mg/L。
由现场施工监理见证，取现场施工水源水样送北京市朝阳区质量技术监督局进行检验，检测结果为水中Cl-质量浓度为22.5mg/L，小于25mg/L，可以用于不锈钢管强度试验。
② 严密性试验方案选择
本工程严密性压力试验需达30MPa的移动式空压机，北京市场上很少见，若采用压缩空气进行严密性试验，则寻求高压力空压机成为施工的前提条件。
根据设计说明书要求，本工程严密性试验也可采用氮气作为试压介质。经多方咨询，与某氮气瓶厂家取得联系，氮气瓶厂家可提供容积为40L、压力为35MPa的氮气瓶，可以利用氮气瓶与试压系统存在的压力差，将氮气瓶内氮气注入试压系统，以达到试压的目的。采用此种试压方案的缺点是向系统内加压的过程中需不断地更换氮气瓶，随着系统内试验压力逐渐升高，压力差逐渐减小，后续氮气瓶内可利用的氮气量将逐渐减少。频繁拆卸及更换高压氮气瓶，也增加了操作的不安全因素。
经过多方查找，终于找到压力可达45MPa、排气量为1.5m3/min的空压机，严密性试验得以顺利完成。
5 结语
CNG加气站及CNG汽车总体数量逐年增加，为保证CNG加气站施工、运行安全，进而保证工作人员及周边居民的人身及财产安全，规范CNG加气站试压技术已成为一项专业的、系统的技术安全保障措施。
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