油氣長輸管道無損檢測監(jiān)理及焊接質(zhì)量控制

張寶川，李海娥

（1.遼寧遼河石油工程建設(shè)監(jiān)理有限公司， 遼寧 盤錦 124000；2.濟寧市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所， 山東 濟寧 272000）

0 引 言

長輸管道是我國油氣運輸?shù)闹饕緩剑袚?dān)著我國 90%以上的油氣運輸任務(wù)。中緬天然氣管道工程是我國西氣東輸長輸管道項目中的重點代表工程。管道的焊接質(zhì)量在很大的程度上決定了管道施工技術(shù)的質(zhì)量。因此，通過無損檢測監(jiān)理進行管道焊接質(zhì)量的質(zhì)量控制，確保管道施工質(zhì)量，是監(jiān)理工作的核心目標(biāo)之一。現(xiàn)場無損檢測監(jiān)理工程師必須通過必要的管理措施，查看射線探傷底片，分析探傷缺陷及缺陷產(chǎn)生的原因，采取切實有效的糾正和預(yù)防措施，對管道焊接質(zhì)量進行過程控制，嚴格將焊接缺陷控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范限定的目標(biāo)范圍內(nèi)，確保工程質(zhì)量。

1 工程概況

本項工程屬中緬管線貴州段，總長 558.01 km；其中氣干線長 512.1 km，氣支線長 33.94 km，油干線長 11.97 km。該段氣干線共設(shè)置 3 座站場和 19 座閥室。站場為安順泵站、貴陽壓氣站和都勻分輸清管站，閥室包括 33#～51# 閥室。都勻支線長度 33.94 km，含都勻末站 1 座、閥室 1 座；管道直徑 D1 016 mm，壁厚 δ12.8 mm～22.9 mm 不等?，F(xiàn)場焊接工藝根據(jù)不同壁厚，采用手工焊條電弧焊根焊與自保護藥芯焊絲半自動焊填充蓋面聯(lián)用及熔化極氣體保護焊根焊和自保護藥芯焊絲半自動焊填充蓋面聯(lián)用方法；部分特殊線路、連頭采用手工焊條電弧焊。無損檢測為 100% 射線探傷。

2 無損檢測監(jiān)理工作情況

2.1 編制無損檢測監(jiān)理細則

根據(jù)項目具體情況和業(yè)主項目管理手冊要求，在監(jiān)理規(guī)劃的基礎(chǔ)上，編制無損檢測監(jiān)理細則。規(guī)定：無損檢測監(jiān)理對檢測單位的正常焊口總抽查比例不少于 15% 且不少于 1道；對返修、連頭、死口、金口抽查比例為 100%；對每個機組頭 100 道口及穿越公路、鐵路、河流、隧道的底片，實行100% 底片審核。

2.2 建立機組檢測抽查日記

針對每個焊接機組建立專項檢測抽查日記，將監(jiān)理對該機組的檢測抽查情況(包括抽查管道的位置、數(shù)量、比例，焊縫類型，缺陷性質(zhì)、返修情況等)一一記錄在冊，便于日后追溯。這雖然大大加大了監(jiān)理工程師的工作量、工作強度及工作責(zé)任，但對監(jiān)督和促進管道工程質(zhì)量卻大有裨益。一是有效監(jiān)控檢測單位評定的準(zhǔn)確性，及時掌握檢測單位現(xiàn)場檢測過程的一次合格率；二是有效督促檢測單位提高檢測指令的執(zhí)行率，及時完成機組檢測委托、出具檢測報告，保證下道工序的順利施工，提高工效；三是有效監(jiān)控機組的焊接質(zhì)量，及時掌握現(xiàn)場施工質(zhì)量的異常波動情況，以便及時采取糾正和預(yù)防的措施，確保工程質(zhì)量。

2.3 建立無損檢測監(jiān)理臺賬，及時匯總檢查數(shù)據(jù)

根據(jù)機組檢測抽查日記的記錄情況，整理相應(yīng)機組的無損檢測抽查數(shù)據(jù)，對特定時期、階段、焊縫的無損檢測抽查結(jié)果進行匯總整理，可以做到對相關(guān)焊接缺陷及焊接質(zhì)量狀況一目了然，從而確切掌握當(dāng)下機組的整體焊接質(zhì)量，使現(xiàn)場施工的質(zhì)量始終處于實時監(jiān)控之中。

2.4 建立缺陷匯總統(tǒng)計表

建立缺陷統(tǒng)計分析表，即對該機組所有底片檢測出的缺陷進行分類統(tǒng)計，找出缺陷分布的特點和規(guī)律，找出出現(xiàn)頻率高的嚴重缺陷以及出現(xiàn)在關(guān)鍵位置的缺陷，嚴格對待并認真處理，分析缺陷產(chǎn)生的原因，為有的放矢采取糾正和預(yù)防措施奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.5 及時通報監(jiān)理檢查結(jié)果，提出整改要求

通過整理無損檢測監(jiān)理日記、臺賬和對缺陷進行匯總和統(tǒng)計分析，找出問題、分析原因，及時發(fā)現(xiàn)及時處理，將監(jiān)理檢查結(jié)果及時通報相關(guān)的部門和單位，并提出整改要求。做到了舉一反三、防微杜漸，取得了顯著的監(jiān)理成效。最終實現(xiàn)了對焊接質(zhì)量的有效控制，嚴格將焊接缺陷控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范限定的目標(biāo)范圍內(nèi)。

2.6 召開質(zhì)量分析會議，針對典型焊接缺陷采取必要的預(yù)防和糾正控制措施

根據(jù)工程質(zhì)量狀況不定期召開質(zhì)量分析會議，針對出現(xiàn)的問題采取必要的預(yù)防控制措施。本工程在初期審查底片時，發(fā)現(xiàn) 6 道焊口的返修出現(xiàn)了裂紋的情況，立即及時召集都勻施工機組和檢測單位在現(xiàn)場專門組織召開焊接質(zhì)量分析會；針對 X80 鋼返修出現(xiàn)裂紋的情況，先后對 7 個標(biāo)準(zhǔn)化機組人員進行培訓(xùn)。結(jié)合底片，分析出裂紋產(chǎn)生的原因均是由于返修時違反返修工藝。無論是層間氣孔還是層間夾渣或者根部缺陷，預(yù)熱溫度不夠都極可能產(chǎn)生冷裂紋。分析會后，施工機組及時按照返修工藝進行施焊，避免了冷裂紋的再出現(xiàn)，有效提高了焊接質(zhì)量，保證了工程的順利施工。

同時又召集安順 16 個焊接機組和檢測單位，分別就各自機組產(chǎn)生的根部缺陷(如未熔合、燒穿、內(nèi)凹)和層間缺陷(如氣孔、夾渣等)，結(jié)合底片認真與機組施焊人員分析討論，找出焊接參數(shù)、焊接速度以及焊接人員責(zé)任心等缺陷出現(xiàn)的原因，并針對原因有的放矢地進行培訓(xùn)教育。有效避免了根部缺陷以及 0 點和 6 點的缺陷返修，大大提高了焊接質(zhì)量，使一次焊接合格率平均達到 98% 以上。

3 監(jiān)理抽查發(fā)現(xiàn)的管道焊接典型缺陷及原因分析

3.1 燒 穿

燒穿產(chǎn)生的原因：焊接電流過大、速度太慢及電弧在焊縫處停留過久，都會產(chǎn)生燒穿缺陷。

3.2 內(nèi) 凹

內(nèi)凹產(chǎn)生的原因：打底焊時焊條送入深度不夠；焊接電流過大，熱焊時在 5 點鐘～7 點鐘位置運弧太慢。

3.3 未熔合

未熔合產(chǎn)生的原因：焊接電流過??；焊接速度過快；焊槍未充分擺動；焊接面未清理干凈，存在油污或鐵銹等。

3.4 氣 孔

氣孔產(chǎn)生的原因：焊接部位的坡口表面不夠清潔；采用堿性焊條、焊劑未烘干；焊接速度過快；焊接時的電壓和電弧過高等。

3.5 未焊透

未焊透產(chǎn)生的原因：焊接電流偏??；焊條擺幅不均勻；焊接速度偏快；坡口表面及附近清理不到位；電弧偏吹；坡口角度或焊接間隙過小等。

3.6 裂 紋

3.6.1 冷裂紋

冷裂紋產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生時較低溫度且產(chǎn)生于焊后一段時間以后，故又稱延遲裂紋；主要產(chǎn)生于熱影響區(qū)，也有發(fā)生在焊縫區(qū)的；冷裂紋可能是沿晶開裂、穿晶開裂或兩者混合出現(xiàn)；冷裂紋引起的構(gòu)件破壞是典型的脆斷。

3.6.2 一次返修后裂紋

裂紋產(chǎn)生原因：預(yù)熱溫度不夠。

3.6.3 裂 紋

裂縫產(chǎn)生的原因：焊接組對時帶有應(yīng)力。

3.7 偽缺陷：藥皮開裂

藥皮偽缺陷產(chǎn)生的原因：返修后焊縫內(nèi)表面藥皮粘在內(nèi)焊縫，開裂后的藥皮容易被評片經(jīng)驗不足的檢測人員錯評為裂紋。

4 長輸管道典型焊接缺陷的預(yù)防措施

4.1 幾種根部缺陷的預(yù)防措施

4.1.1 燒穿的預(yù)防措施

選用較小電流及合適的焊接速度。

4.1.2 內(nèi)凹的預(yù)防措施

打底焊時電流不易過大；熱焊時在 5 點鐘～7 點鐘位置，運條速度要適中，不要太慢，保證運條的深度；合理選擇匹配的焊接電流與電弧電壓值，防止熔池溫度過高；在坡口設(shè)計中，鈍邊高度、坡口間隙及錯邊量都要合理；焊接時根焊的清理工作要做好。

4.1.3 未熔合的預(yù)防措施

采用較大的焊接電流；正確進行施焊操作；注意坡口部位的清潔。

4.1.4 未焊透的預(yù)防措施

采用較大焊接電流；焊條擺幅要均勻，焊接速度要適當(dāng)；合理設(shè)計坡口并保持坡口部位的清潔等。

除此之外，每道焊縫的焊接完成后，要對上述缺陷進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保每道焊口根部焊接質(zhì)量的合格；清理焊口內(nèi)表面、管內(nèi)的藥皮及影響檢測結(jié)果評定的異物。

4.2 幾種層間缺陷的預(yù)防措施

4.2.1 氣孔的預(yù)防措施

清除焊絲，坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物；采用堿性焊條、焊劑并徹底烘干，嚴格按規(guī)范使用；焊前要預(yù)熱，減緩冷卻速度；嚴格執(zhí)行焊接規(guī)范。

4.2.2 夾渣的預(yù)防措施

多層焊時要注意層間清渣，選擇合適焊接參數(shù)，清理坡口污物。手工焊時焊條要正確擺動，以利于熔渣上浮焊縫；散熱不要太快，液態(tài)金屬凝固不易過快等。

4.2.3 冷裂紋的預(yù)防措施

(1)采用低氫型堿性焊條，應(yīng)嚴格根據(jù)焊條制造商的說明書或焊條包裝盒上的指導(dǎo)說明進行烘干(使用前的烘干溫度，一般采用 350℃～400℃，烘 1 h～2 h)，然后放入另一個150℃ 恒溫烘箱中存放并隨用隨??；使用前，應(yīng)采用保溫桶存放，盡量消除焊條藥皮的水分，并且降低含氫量；當(dāng)天使用的焊條要當(dāng)天烘干。另外，自動焊絲要除銹。

(2)提高預(yù)熱溫度，采用后熱措施，并保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度；選擇合理的焊接規(guī)范。

(3)選擇合理的焊接順序，減少焊接變形和焊接應(yīng)力。

應(yīng)當(dāng)指出的是，上述所有缺陷的預(yù)防措施都建立在人的基礎(chǔ)上。因此對焊工進行焊接技術(shù)培訓(xùn)，提高其操作技能和經(jīng)驗積累，是所有預(yù)防措施的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

5 結(jié) 語

通過本例工程實際無損檢測監(jiān)理過程，針對長輸管道無損檢測監(jiān)理，提出如下建議。

(1)對所有中標(biāo)檢測單位上線的Ⅱ級以上評片人員，在開工前，業(yè)主組織其進行筆試和實際評片考核。筆試內(nèi)容應(yīng)包括標(biāo)準(zhǔn)的考核和業(yè)主下發(fā)的有關(guān)無損檢測文件的要求。對考核不及格的檢測人員，禁止上線評片。

(2)檢測單位Ⅲ級人員，應(yīng)認真對返修口、連頭口、死口及金口的底片強化審核。

(3)檢測單位人員應(yīng)認真學(xué)習(xí)業(yè)主、監(jiān)理等相關(guān)部門下發(fā)的有關(guān)無損檢測的文件要求。對每次監(jiān)理會議的內(nèi)容應(yīng)作好記錄(目的：傳達、解決、布置)并及時傳達下去。

(4)為了提高無損檢測監(jiān)理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效監(jiān)管，相關(guān)項目管理手冊應(yīng)規(guī)定采用如下監(jiān)理模式：即檢測委托由焊接機組發(fā)向無損檢測監(jiān)理進行檢測申請，再由現(xiàn)場無損檢測監(jiān)理審核后向檢測單位下發(fā)檢測指令，以實現(xiàn)對現(xiàn)場焊口的逐級核實。同時可使無損檢測監(jiān)理掌握現(xiàn)場施工的第一手資料，實現(xiàn)對施工機組焊接質(zhì)量和檢測單位檢測質(zhì)量的雙重核查，避免檢測數(shù)據(jù)的漏報瞞報，提高監(jiān)理效率，實現(xiàn)有效的質(zhì)量監(jiān)控。

總之，現(xiàn)場無損檢測監(jiān)理工程師必須采取必要的手段對工程過程質(zhì)量進行監(jiān)督控制，采取有效的預(yù)防和糾正的措施，嚴格將長輸管道工程的焊接質(zhì)量控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。