海外項(xiàng)目管道無損檢測(cè)施工標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

岳建祥

中石化江蘇油建工程有限公司 江蘇揚(yáng)州 225126

近年來隨著中石化“走出去”戰(zhàn)略的全面實(shí)施，目前已形成中東、非洲、南美、中亞、東南亞等重大戰(zhàn)略區(qū)。中石化越來越多的進(jìn)入海外市場(chǎng)，進(jìn)行海外油田地面工程建設(shè)，越來越多的工程技術(shù)人員走出國門走向海外從事地面工程的技術(shù)管理工作。而海外油田地面工程建設(shè)大多采用國際標(biāo)準(zhǔn)，其中管道施工大多采用ASME B31系列標(biāo)準(zhǔn)，因此，充分理解海外施工標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要。本文結(jié)合ASME標(biāo)準(zhǔn)在中石化加蓬油田生產(chǎn)設(shè)施EPCC項(xiàng)目上的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)ASMEB31.3、ASMEB31.4和ASME B31.8與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無損檢測(cè)規(guī)定進(jìn)行了比較及探討。

1 ASME標(biāo)準(zhǔn)在海外管道項(xiàng)目無損檢測(cè)施工應(yīng)用的問題分析

1.1 ASMEB31.3在海外場(chǎng)站管道無損檢測(cè)施工應(yīng)用的問題分析

在中國石化加蓬A(yù)KONDO油田生產(chǎn)設(shè)施施工中，集中處理站、井場(chǎng)、交油站等場(chǎng)站主要涉及到的管線為設(shè)計(jì)壓力為1.6Mpa的含油污水管線，設(shè)計(jì)壓力＜4MPa的普通低壓油氣管線， 設(shè)計(jì)壓力≥4Mpa的原油管線，設(shè)計(jì)壓力13MPa的注氣管線，設(shè)計(jì)壓力為14Mpa的注水管線。

按照ASME B31.3對(duì)于流體分類的判定，AKONDO油田生產(chǎn)設(shè)施場(chǎng)站施工涉及到的管道為常規(guī)流體工況。按照ASME B31.3對(duì)于常規(guī)流體工況關(guān)于焊縫無損檢測(cè)的描述，除目視檢查外還應(yīng)對(duì)不少于5%的對(duì)接和斜接環(huán)焊縫進(jìn)行全面的射線檢測(cè)或超聲檢測(cè)。

根據(jù)中石化加蓬油田生產(chǎn)設(shè)施EPCC項(xiàng)目場(chǎng)站的實(shí)際情況，涉及到不同介質(zhì)、不同壓力等級(jí)的管線，從質(zhì)量、安全角度考慮，需對(duì)此加以區(qū)分，而ASME B31.3只闡述了常規(guī)流體工況需做不少于5%射線檢測(cè)或超聲檢測(cè)，并未針對(duì)常規(guī)流體工況的不同介質(zhì)、不同壓力等級(jí)管線做出詳細(xì)的要求。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工操作的指導(dǎo)意義有待細(xì)化。

1.2 ASMEB31.4、ASMEB31.8在海外油氣集輸管道無損檢測(cè)施工應(yīng)用中的問題分析

在中國石化加蓬A(yù)KONDO油田生產(chǎn)設(shè)施施工中，站外油氣集輸管道主要涉及到的管線為設(shè)計(jì)壓力為13MPa的氣舉管線、設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa的計(jì)量管線、設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa的集油管線、設(shè)計(jì)壓力為14MPa的注水管線,材質(zhì)均為A106GR.B。最低屈服強(qiáng)度（SMYS）為241MPa。

對(duì)于液體管線的無損檢測(cè)，ASME B31.4規(guī)定當(dāng)管線要在環(huán)向應(yīng)力大于管材規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)由作業(yè)公司任意選取至少為每天完工的環(huán)焊縫的10%以及其他焊縫的10%進(jìn)行無損檢測(cè)。采用射線探傷或其他探傷方法對(duì)環(huán)焊縫進(jìn)行檢查。對(duì)于管線在環(huán)向應(yīng)力小于管材規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%下運(yùn)行時(shí)，則沒有明確探傷比例和方式。

本項(xiàng)目站外油氣集輸管線20%最低屈服強(qiáng)度值為48.2MPa，而本項(xiàng)目站外液體管道中，集油管線、計(jì)量管線設(shè)計(jì)壓力均為1.6MPa，運(yùn)行壓力小于1.2MPa管徑分別為219.1×6.35、168.3×5.56、114.3×5.56。注水管線設(shè)計(jì)壓力為14MPa，運(yùn)行壓力小于12MPa，管徑為114.3×8.56。根據(jù)環(huán)向應(yīng)力（HoopStress）計(jì)算公式：

SH=(P×D)/(2t)

式中：SH-環(huán)向應(yīng)力，MPa；

P-管道內(nèi)流體運(yùn)行壓力，MPa；

D-管道外徑，mm；

t-管道壁厚，mm。

經(jīng)過計(jì)算并與管材20%最低屈服強(qiáng)度值進(jìn)行比較，集油管線、計(jì)量管線運(yùn)行時(shí)的環(huán)向應(yīng)力均小于管子規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%。而對(duì)此情形，ASMEB31.4中并無明確的探傷比例和探傷方式的規(guī)定。對(duì)于實(shí)際施工應(yīng)用，仍須進(jìn)一步明確。

經(jīng)過計(jì)算并與管材20%最低屈服強(qiáng)度值進(jìn)行比較，注水管線運(yùn)行時(shí)的環(huán)向應(yīng)力大于管子規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%，根據(jù)ASMEB31.4應(yīng)進(jìn)行不低于10%的射線檢測(cè)或超聲波檢測(cè)。但也為明確其探傷比例。

對(duì)于氣體管道的無損檢測(cè)，ASMEB31.8定當(dāng)管線要在環(huán)向應(yīng)力小于管材規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)抽樣進(jìn)行目視檢查焊縫質(zhì)量；當(dāng)管線要在環(huán)向應(yīng)力大于管子規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)一定比例的焊縫采用無損檢測(cè)，無損檢測(cè)包括射線探傷，超聲波探傷，磁粉檢測(cè)或其他相當(dāng)?shù)臒o損檢測(cè)方法。并按照地區(qū)等級(jí)對(duì)焊縫比例進(jìn)行了分類，本項(xiàng)目所處地區(qū)為一類地區(qū)（即任何1mi地帶內(nèi)，供人居住的建筑物在10戶或以下），探傷比例為10%。

本項(xiàng)目站外氣體管道為氣舉管線，設(shè)計(jì)壓力為13MPa，管徑為88.9×7.62、73.0×7.01、60.3×5.54。經(jīng)過計(jì)算管道環(huán)向應(yīng)力并與20%最低屈服強(qiáng)度值進(jìn)行比較，環(huán)向應(yīng)力均大于管材規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%。但從質(zhì)量、安全角度，規(guī)范要求的探傷比例值得商榷。

2 結(jié)合EPCC項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)提出的解決方案

2.1 對(duì)ASMEB31.3關(guān)于場(chǎng)站探傷比例及方式提出的完善方案

針對(duì)中石化加蓬油田生產(chǎn)設(shè)施EPCC項(xiàng)目場(chǎng)站的實(shí)際情況，涉及到不同介質(zhì)、不同壓力等級(jí)的管線，筆者對(duì)此與國內(nèi)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比，力求通過對(duì)比分析，提出即滿足ASME B31.3關(guān)于常規(guī)流體工況無損探傷的要求又符合項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)的解決方案。

根據(jù)《GB 50540石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工規(guī)范》，管道焊縫應(yīng)進(jìn)行100%無損檢測(cè)，檢測(cè)方法優(yōu)先選用射線探傷或超聲波檢測(cè)。根據(jù)《SY 0402石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，設(shè)計(jì)壓力P≤1.6MPa進(jìn)行50%超聲波檢測(cè)，設(shè)計(jì)壓力1.6MPa＜P≤4MPa進(jìn)行100%超聲波檢測(cè)+5%射線探傷，設(shè)計(jì)壓力4MPa＜P≤16MPa進(jìn)行100%超聲波檢測(cè)+5%射線探傷。

經(jīng)過將ASMEB31.3與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均嚴(yán)于ASMEB31.3。根據(jù)AKONDO油田生產(chǎn)設(shè)施EPCC項(xiàng)目場(chǎng)站項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)，從質(zhì)量、安全方面考慮，經(jīng)過與現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行充分的討論與溝通，將ASMEB31.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適當(dāng)提高，按照壓力等級(jí)、介質(zhì)及管徑將探傷方式及比例分為5種情況，如表1所示。

表1 探傷方式及比例

2.2 對(duì)ASMEB31.4、ASMEB31.8關(guān)于站外油氣集輸管道探傷比例及方式提出的完善方案

對(duì)于中石化AKONDO油田油氣集輸管道施工中的輸油管道，環(huán)向應(yīng)力均小于管材規(guī)定的最低屈服強(qiáng)度的20%。ASME B31.4中并無明確的探傷比例和探傷方式的規(guī)定。而注水管道也未明確其探傷比例。對(duì)于氣舉管線ASMEB31.8中10%的無損檢測(cè)比例，由于管線壓力較高，從安全及質(zhì)量控制角度講，仍須進(jìn)一步商榷完善。

鑒于此，筆者查閱了國內(nèi)相關(guān)規(guī)范關(guān)于油氣集輸管線的相關(guān)描述。本項(xiàng)目涉及到的油管線設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，氣管線壓力為13MPa，注水管線壓力為14MPa?！禛B50819-2013油氣田集輸管道施工規(guī)范》根據(jù)設(shè)計(jì)壓力，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力≤1.6MPa時(shí)，采用50%超聲波探傷+5%射線探傷；當(dāng)設(shè)計(jì)壓力大于10MPa而又小于16MPa時(shí)，采用100%超聲波探傷+50%射線探傷。《GB 50369油氣長(zhǎng)輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)于輸油管道，采用射線探傷時(shí)，應(yīng)對(duì)焊工當(dāng)天所焊不少于15%的焊縫進(jìn)行全周長(zhǎng)檢測(cè)；采用超聲波檢測(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)焊工當(dāng)天所焊全部焊縫進(jìn)行檢查，并用不少于5%的射線探傷進(jìn)行復(fù)檢。對(duì)于輸氣管道，所有焊縫應(yīng)進(jìn)行100%全周長(zhǎng)無損檢測(cè)，射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)是首選無損檢測(cè)。

本項(xiàng)目液體管道根據(jù)ASME B31.4無法確定具體探傷比例，而氣體管道根據(jù)ASMEB31.8均為10%射線探傷，從質(zhì)量、安全角度仍須進(jìn)行明確和完善。國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在此方面均比ASME31.4和ASME31.8嚴(yán)格，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，經(jīng)與現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)技術(shù)人員充分溝通，對(duì)ASMEB31.4和ASMEB31.8均進(jìn)行相應(yīng)的提高，提出了適合中石化加蓬A(yù)KONDO油田站外油氣集輸管道的無損檢測(cè)方法和比例。具體為將站外集油管線、計(jì)量管線檢測(cè)方法明確為射線檢測(cè)，探傷比例明確為10%。對(duì)于站外氣體管道和注水管道，由于其設(shè)計(jì)壓力較高，首選射線檢測(cè)方法，并將檢測(cè)比例提高為15%。

通過對(duì)站內(nèi)、站外管線無損檢測(cè)方法和比例的探討，即符合并提高了ASME B31.3、B31.4、B31.8關(guān)于無損檢測(cè)的要求，又從質(zhì)量、安全角度對(duì)無損檢測(cè)進(jìn)行了完善，找到了適合中石化AKONDO油田管道無損檢測(cè)施工的探傷方式和比例。

3 結(jié)束語

目前越來越多的石化工程技術(shù)人員隨著中石化走出去戰(zhàn)略的實(shí)施而走出國門，走向國際項(xiàng)目的施工技術(shù)崗位，而我們的工程技術(shù)人員往往都還或多或少的對(duì)國外標(biāo)準(zhǔn)的理解存在偏差，對(duì)于國外標(biāo)準(zhǔn)的理解合理應(yīng)用仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。筆者希望通過本項(xiàng)目的工程實(shí)例給眾多工程技術(shù)人員以啟迪，使我們的工程技術(shù)人員在海外項(xiàng)目施工管理中對(duì)ASME B31系列標(biāo)準(zhǔn)有更好的理解和應(yīng)用。

1 ASMEB31.3-2012工藝管道

2 ASMEB31.4-2006液態(tài)烴和其他液體管道輸送系統(tǒng)

3 ASMEB31.8-2007輸氣和配氣管道系統(tǒng)

4 GB 50540-2009石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工規(guī)范

5 SY 0402-2000石油天然氣站內(nèi)工藝管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

6 GB 50369-2006油氣長(zhǎng)輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

7 GB 50819-2013油氣田集輸管道施工規(guī)范