田德強(qiáng),高建偉,張克柱,史海寧,吳恒威 (.河北潤(rùn)達(dá)石化工程建設(shè)有限公司, 河北 石家莊 05003;.中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司項(xiàng)目管理中心, 江蘇 徐州 000)
日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程是由中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司承建的工程建設(shè)項(xiàng)目。工程設(shè)計(jì)輸油量 1000萬(wàn) t/a,管道的管徑 762 mm,設(shè)計(jì)壓力 9.0/7.5 MPa,輸送介質(zhì)是進(jìn)口輕質(zhì)原油。工程起點(diǎn)為山東省日照市嵐山港區(qū)的日照輸油站,終點(diǎn)為河南省洛陽(yáng)市吉利區(qū)洛陽(yáng)商儲(chǔ)庫(kù)內(nèi),管道全長(zhǎng) 796 km。工程選用 L450M 螺旋縫埋弧焊(SAWH)和直縫埋弧焊(SAWL)鋼管,管道采用埋地敷設(shè)。該項(xiàng)目被列入國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)為“爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程”。長(zhǎng)輸管道工程焊接質(zhì)量作為關(guān)鍵工序,代表了線路工程實(shí)體質(zhì)量的高低,也是決定管道使用壽命的一個(gè)重要因素。反應(yīng)管道焊接質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)就是焊接一次合格率。本工程要求一次合格率不低于96%。工程監(jiān)理部始終把焊接質(zhì)量作為關(guān)鍵控制項(xiàng),對(duì)焊接工序?qū)嵭信哉颈O(jiān)理。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制,提高焊接一次合格率,全面提高線路工程焊接質(zhì)量。
嚴(yán)把人員入場(chǎng)關(guān),特別要嚴(yán)格審查焊工的入場(chǎng)資格。所有進(jìn)場(chǎng)焊工資格證須符合線路工程焊接施工項(xiàng)目的要求,監(jiān)理部專(zhuān)人對(duì)每名報(bào)驗(yàn)焊工資格項(xiàng)逐項(xiàng)核實(shí)擬操作項(xiàng)。如根焊、填充、蓋面、返修、連頭等,資格審查合格后方能參加項(xiàng)目部統(tǒng)一組織的中石化焊工定點(diǎn)考試中心焊工上崗技能考試;經(jīng)考試合格后取得項(xiàng)目部頒發(fā)的日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程焊工上崗證,經(jīng)項(xiàng)目部入場(chǎng)三級(jí)教育考試合格后,方能按上崗考試合格項(xiàng)(如根焊、填充蓋面、返修、連頭)上崗作業(yè),否則視為無(wú)證作業(yè)。每名焊工上崗時(shí),需向監(jiān)理部報(bào)驗(yàn)焊工資格證、特種作業(yè)操作證、全國(guó)安全生產(chǎn)資格證書(shū)、身份證、上崗證并持證上崗。上崗證上有專(zhuān)屬二維碼,只需手機(jī)掃描二維碼,該焊工所有相關(guān)信息一目了然。
為了使每名焊工實(shí)操水平符合項(xiàng)目要求,確保線路工程焊接實(shí)體質(zhì)量,項(xiàng)目規(guī)定每個(gè)焊接機(jī)組開(kāi)焊的前 100 道焊口作為磨合口,稱為“百口磨合”。每名焊工在百口磨合期間,不得兩次出現(xiàn) X 射線檢測(cè) III 級(jí)及以下底片和超聲波檢測(cè) II 級(jí)以下焊口(即不合格焊口);否則該名焊工禁止上崗。通過(guò)百口磨合考核的焊工,方能成為正式上崗焊工。另外,在機(jī)組正常焊接期間,為了確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性,焊接基本按照流水作業(yè),每個(gè)焊接機(jī)組根據(jù)管道壁厚的不同一般配置 6~8 名焊工,根據(jù)上崗考試合格項(xiàng)目按根焊、熱焊、填充和蓋面進(jìn)行焊接;不得隨意更換。這種焊接施工的方式,能夠確保焊接操作和焊接參數(shù)的穩(wěn)定性,從而確保每名上崗焊工資格及實(shí)操水平的穩(wěn)定發(fā)揮。
管道的組對(duì)、焊接作為長(zhǎng)輸管道線路工程的關(guān)鍵控制工序,為確保焊接實(shí)體及外觀質(zhì)量,必須嚴(yán)格執(zhí)行已批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程和焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行操作施焊,各項(xiàng)焊接控制參數(shù)必須符合經(jīng)焊接工藝評(píng)定檢驗(yàn)過(guò)的參數(shù)值,如對(duì)組對(duì)間隙、錯(cuò)邊量、預(yù)熱溫度、焊接電流、焊接電壓、焊接層數(shù)以及層間溫度控制、焊接速度、焊縫余高等指標(biāo)進(jìn)行控制。日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道線路工程主線根焊采用手工電弧焊(E6010 纖維素焊條),熱焊、填充、蓋面采用半自動(dòng)(藥芯焊絲 E81T8-Ni2J)下向焊方式焊接?,F(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)理人員通過(guò)檢測(cè)儀器,對(duì)焊接過(guò)程中各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量和儀表顯示,確保焊接工藝規(guī)程的有效執(zhí)行。
焊接工藝規(guī)程主要控制指標(biāo),見(jiàn)表 1。
表1 焊接工藝規(guī)程主要控制指標(biāo)
焊口組對(duì)參數(shù)控制,見(jiàn)表 2。
表2 焊口組隊(duì)參數(shù)控制
焊接工藝規(guī)程由線路施工單位根據(jù)日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程項(xiàng)目部制定的焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制,作為線路焊接施工的依據(jù)(內(nèi)容包括主線、返修、連頭等焊接工藝規(guī)程)。同時(shí)編制焊接工藝卡和焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。焊接機(jī)組所有焊工必須嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程施焊?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理通過(guò)旁站認(rèn)真檢查焊接工藝規(guī)程的執(zhí)行情況;如發(fā)現(xiàn)不執(zhí)行的焊工,立即停止該名焊工施焊并進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,同時(shí)給予相應(yīng)處罰,確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。按照日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程質(zhì)量管理規(guī)定,每個(gè)焊接機(jī)組的百口磨合及每個(gè)機(jī)組的焊口數(shù)每達(dá)到 1000 道;重要河流等定向鉆穿越工程焊口,都要隨機(jī)抽取一道焊口進(jìn)行力學(xué)機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果必須符合相關(guān)要求;否則加倍取樣送檢。再不合格,則該段焊接焊口視為不合格,需全部割口。
日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程途經(jīng)山東、河南 2省33 縣市區(qū),線路工程為野外施工,而且施工期間跨越冬季和雨季。本工程使用 L450M 管材鋼,為低合金高強(qiáng)鋼。結(jié)合該種管材和采用的手工電?。胱詣?dòng)的焊接方式,焊接質(zhì)量受環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等影響較為敏感。施焊環(huán)境不滿足,焊縫易出現(xiàn)氣孔、夾渣、延遲裂紋等缺陷,導(dǎo)致焊縫質(zhì)量不合格。為確保焊接質(zhì)量,必須嚴(yán)格控制施焊環(huán)境,采取適當(dāng)措施確保施焊條件符合要求。
主要采取以下措施:
(1)必須配置防風(fēng)防雨棚,確保纖維素焊條根焊時(shí)風(fēng)速不大于 8 m/s,藥芯焊絲半自動(dòng)焊風(fēng)速不大于 8 m/s;
(2)雨天、大霧及焊接環(huán)境濕度大于 90% 時(shí),不得進(jìn)行焊接作業(yè);
(3)環(huán)境溫度低于 5℃ 時(shí)必須配置保溫棚,冬季施工保溫棚需安裝取暖設(shè)施(如電熱器、浴霸);
(4)冬季焊接施工時(shí),為防止焊縫冷卻過(guò)快出現(xiàn)裂紋,必須采取焊后保溫緩冷措施,采用石棉被包覆措施,確保包覆寬度和厚度,達(dá)到緩慢冷卻的效果;
(5)當(dāng)日已組對(duì)或根焊完成的焊縫必須全部填充、蓋面完成,嚴(yán)禁隔夜焊口;
(6)焊縫無(wú)損檢測(cè)必須在焊接完成 24 h 后進(jìn)行。
在長(zhǎng)輸管道工程施工中,焊縫無(wú)損檢測(cè)結(jié)果是反映每道焊口焊接質(zhì)量和每名焊工焊接水平的最直接的證明。通過(guò)焊縫無(wú)損檢測(cè)(X射線、超聲波),能夠準(zhǔn)確、直觀地發(fā)現(xiàn)焊縫存在的各種缺陷(如氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、內(nèi)凹等);通過(guò)焊縫無(wú)損檢測(cè)結(jié)果,分析缺陷產(chǎn)生的原因。另外,通過(guò)無(wú)損檢測(cè),還能發(fā)現(xiàn)每名焊工在施焊過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的傾向,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正不良習(xí)慣。所以說(shuō),在長(zhǎng)輸管道施工中,無(wú)損檢測(cè)是非常重要的質(zhì)量檢測(cè)和控制手段。
為了充分發(fā)揮無(wú)損檢測(cè)單位的能動(dòng)性,更好地實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量的事前控制,最大限度地減少焊接缺陷和不合格口的出現(xiàn),確保焊接質(zhì)量保持較高的水平,監(jiān)理部在本工程中牽頭組建焊接質(zhì)量交流平臺(tái),不定期開(kāi)展施工質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)分析會(huì),由施工單位技術(shù)質(zhì)量管理人員、機(jī)組焊工、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)負(fù)責(zé)人,以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理部質(zhì)量負(fù)責(zé)人、監(jiān)理工程師、無(wú)損檢測(cè)監(jiān)理工程師等參加?,F(xiàn)場(chǎng)分析焊接質(zhì)量,焊接工藝規(guī)程的驗(yàn)證,焊接手法及操作演示,焊接缺陷的形成和避免方法等,對(duì)提高焊接質(zhì)量起到了非常好的效果。
同時(shí),結(jié)合焊縫 X 射線、超聲波無(wú)損檢測(cè)情況,及時(shí)通報(bào)焊接質(zhì)量情況。當(dāng)出現(xiàn)焊接缺陷傾向時(shí),現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理及時(shí)組織召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì),由無(wú)損檢測(cè)專(zhuān)業(yè)人員針對(duì)焊縫射線檢測(cè)底片有針對(duì)性地進(jìn)行分析講解,找出出現(xiàn)焊接缺陷的原因,及時(shí)糾正不良焊接習(xí)慣和違規(guī)操作,避免或減少焊接缺陷的產(chǎn)生。在每周的監(jiān)理例會(huì)上,由檢測(cè)單位對(duì)本周焊接質(zhì)量進(jìn)行綜合分析,分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因,提出避免缺陷產(chǎn)生的措施和改進(jìn)建議。
另外,監(jiān)理部強(qiáng)化底片抽查和超聲波檢測(cè)抽查。要求每道焊口的超聲波檢測(cè)不少于 2 張照片,照片需顯示該焊口的編號(hào),確保無(wú)損檢測(cè)的客觀性和真實(shí)性。
為了強(qiáng)化對(duì)日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程焊接質(zhì)量的管理,按照監(jiān)理質(zhì)量計(jì)劃,本工程監(jiān)理部將管道組對(duì)焊接作為關(guān)鍵控制工序?qū)嵭信哉颈O(jiān)理?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理嚴(yán)格按照 GB 50369—2014《油氣長(zhǎng)輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及日照—濮陽(yáng)—洛陽(yáng)原油管道工程線路工程焊接工藝評(píng)定、焊接工藝規(guī)程及作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行質(zhì)量控制。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理認(rèn)真檢查并確認(rèn)施焊條件符合要求后,機(jī)組方可焊接作業(yè)。監(jiān)理對(duì)每道焊口組對(duì)、焊接參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量并認(rèn)真填寫(xiě)旁站記錄及《焊口組對(duì)、焊接及焊縫外觀檢查記錄表》,對(duì)每道焊口按相關(guān)施工及驗(yàn)收規(guī)范、設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行外觀檢查;焊縫符合要求后方可進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。旁站監(jiān)理在質(zhì)量控制過(guò)程中,充分發(fā)揮能動(dòng)性,積極發(fā)揮監(jiān)理、施工、無(wú)損檢測(cè)單位組建的焊接質(zhì)量溝通平臺(tái)的作用。當(dāng)出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷傾向時(shí),采取事前控制,最大限度地避免不合格口的發(fā)生,使焊接處于質(zhì)量可控狀態(tài)。
通過(guò)監(jiān)理部從以上 5 個(gè)方面強(qiáng)化管理,施工單位嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求和管理規(guī)定,強(qiáng)化了執(zhí)行力,形成了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的組對(duì)、焊接施工,焊縫無(wú)損檢測(cè)一次合格率大大提高。另外,本標(biāo)段共進(jìn)行焊口取樣 16 道,力學(xué)機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)全部為良好,確保了線路工程的焊接質(zhì)量,對(duì)于管道建成后使用壽命的提高有重要的意義。本標(biāo)段線路工程完成焊接 89 km,共計(jì) 7834 道口;X 射線檢測(cè)一次合格率 99.85%,超聲波檢測(cè)一次合格率 99.93%。實(shí)踐證明,通過(guò)強(qiáng)化管理,認(rèn)真執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行施工,對(duì)于提高焊接一次合格率起到了很好的效果。