海洋石油平臺鋼結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量控制方法解析

張歡歡

（海洋石油工程股份有限公司，天津300452）

0 前言

海洋石油開采是一項高成本、高技術(shù)、高風(fēng)險的作業(yè)活動，對開采裝備的質(zhì)量要求非常高。本研究主要是對海洋石油工程鋼結(jié)構(gòu)制造過程中的各種質(zhì)量控制要素進(jìn)行解析。

1 項目投標(biāo)階段質(zhì)量控制要素

項目投標(biāo)階段，招標(biāo)方（項目業(yè)主或者總承包商）的標(biāo)書中提出的每一項質(zhì)量要求都會對項目成本、施工難度等造成影響，因此風(fēng)險分析和技術(shù)澄清是投標(biāo)階段的兩個重要質(zhì)量控制要素。

1.1 風(fēng)險分析

進(jìn)行項目風(fēng)險分析時，首先應(yīng)仔細(xì)閱讀招標(biāo)文件，對篩選出來的風(fēng)險進(jìn)行分類，然后描述具體的風(fēng)險事件及其對項目的潛在影響，最后找出緩解策略及方法。風(fēng)險分析的目的是找出潛在風(fēng)險項，避免不合理的報價對公司造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。某投標(biāo)項目風(fēng)險分析如表1所示。

1.2 技術(shù)澄清

進(jìn)行項目技術(shù)澄清時，需要找出詢問的參考章節(jié)、條款，具體描述出需要澄清的內(nèi)容。技術(shù)澄清的目的是找出招標(biāo)方技術(shù)文件中難以理解的條款，讓業(yè)主給出清晰明確的回答，由此判斷項目的運行可行性和成本。某投標(biāo)項目技術(shù)澄清表如表2所示。

表1 某投標(biāo)項目風(fēng)險分析

2 質(zhì)量控制文件的控制要素

質(zhì)量控制文件主要包括檢驗程序和ITP（檢驗與試驗計劃）。

表2 某投標(biāo)項目技術(shù)澄清表

檢驗程序主要描述的是項目施工過程控制方法，從材料到貨開始，包括下料、組對、焊接、外觀、NDT、熱處理、熱調(diào)直、現(xiàn)場硬度實驗，到組件釋放等，每個環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行質(zhì)量控制。

ITP是項目運行過程中，預(yù)先設(shè)置質(zhì)量控制節(jié)點，當(dāng)施工進(jìn)行到此節(jié)點時，質(zhì)量人員進(jìn)行檢查，合格后才能繼續(xù)進(jìn)行下一步工作。編制ITP時主要設(shè)置好質(zhì)量控制點，達(dá)到既能控制好項目質(zhì)量，又便于現(xiàn)場施工，同時得到業(yè)主和第三方的認(rèn)可。主要質(zhì)量控制點的定義、類別及適用范圍見表3。

表3 主要質(zhì)量控制點的定義、類別及適用范圍

3 現(xiàn)場施工工序質(zhì)量控制要素

建造現(xiàn)場施工工序主要包括材料檢驗、組對檢驗、焊接過程監(jiān)控、外觀檢驗、NDT、熱處理檢驗、現(xiàn)場硬度試驗、組件釋放等。各工序質(zhì)量控制要素如表4所示。

表4 各工序質(zhì)量控制要素

3.1 材料檢驗質(zhì)量控制要素

材料檢驗包括到貨檢驗、下料切割前材料確認(rèn)、切割后材料跟蹤。

材料到貨檢驗時，檢驗員應(yīng)依據(jù)到貨清單和材質(zhì)證書檢查等級、型號、爐批號、數(shù)量、尺寸等，發(fā)現(xiàn)不合格材料時，及時進(jìn)行標(biāo)記并存放在指定區(qū)域[1]。

下料切割前，應(yīng)依據(jù)圖紙劃好切割尺寸線，確認(rèn)好材質(zhì)、尺寸，切割后，將原始鋼印包括爐批號、桿件號等信息轉(zhuǎn)移至切割后的各桿件。

核對鋼板表面爐批號，如圖1所示，使用超聲波測厚儀檢查材料厚度，如圖2所示。

圖1 核對鋼板表面爐批號

圖2 檢查鋼板厚度

3.2 組對檢驗質(zhì)量控制要素

組對檢驗時，首先應(yīng)依照WPS檢查接頭節(jié)點型式（包括坡口角度、鈍邊、間隙、錯皮等情況）是否在偏差范圍內(nèi)；其次，檢查構(gòu)件裝配尺寸，包括直線度、橢圓度、垂直度等[2]。

檢查組對間隙，如圖3所示，測量裝配尺寸，如圖4所示。

圖3 檢查組對間隙

圖4 檢查裝配尺寸

3.3 外觀檢驗質(zhì)量控制要素

對焊道進(jìn)行外觀檢驗時，首先應(yīng)檢查焊道表面的不連續(xù)（包括裂紋、氣孔、咬邊等）情況是否超出驗收標(biāo)準(zhǔn)的要求；其次，檢查焊縫輪廓和尺寸（包括凸度、凹陷、焊角、焊瘤、焊喉、余高等[3]）是否滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表面電弧擊傷如圖5所示，測量焊角尺寸如圖6所示。

3.4 NDT檢測質(zhì)量控制要素

NDT檢測主要是嚴(yán)格按照驗收規(guī)范的要求進(jìn)行缺陷判定，檢驗員應(yīng)持有規(guī)定級別的證書，有秉公執(zhí)法的態(tài)度和責(zé)任心，嚴(yán)格按照操作程序和步驟進(jìn)行檢測。

MT檢驗員檢查發(fā)現(xiàn)的裂紋如圖7所示。

圖5 表面電弧擊傷

圖6 測量焊角尺寸

圖7 MT發(fā)現(xiàn)的焊縫表面裂紋

3.5 熱處理質(zhì)量控制要素

焊后對焊縫進(jìn)行熱處理是消除焊縫內(nèi)部應(yīng)力和擴(kuò)散氫的重要措施，只有保證操作方法和步驟正確，才能夠保證應(yīng)力消除和擴(kuò)散氫的釋放[4]。

檢驗員首先應(yīng)查看熱電偶及溫度記錄儀的校準(zhǔn)，熱電偶是否與被加熱接頭緊密接觸，分布是否均勻，數(shù)量是否充足；開始升溫后，檢驗員需使用紅外線測溫槍等測溫工具，測量起始溫度和保溫溫度，并記錄保溫時間，依據(jù)焊縫厚度，保證充分的熱處理時間，并保證不超過允許的升溫及降溫速率。吊點板熱處理檢驗如圖8所示。

3.6 現(xiàn)場硬度試驗

圖8 吊點板熱處理檢驗

現(xiàn)場硬度試驗通常用于多次或嚴(yán)重受熱影響的焊道及母材區(qū)域，例如進(jìn)行過熱處理、熱調(diào)直、電弧擊傷、返修焊道等。這些區(qū)域受熱影響后，焊縫組織容易發(fā)生相變，產(chǎn)生一些淬硬組織[5]。

硬度檢測儀在使用前，QC檢驗員必須確保其在計量有效期內(nèi)。硬度測試的方法必須參考廠家推薦的手冊。每次硬度測試前，檢驗員必須使用試塊進(jìn)行現(xiàn)場校訂。

需測試的表面必須依據(jù)ASTME92要求仔細(xì)準(zhǔn)備，以避免焊接和打磨影響到硬度測試。試樣區(qū)表面應(yīng)清潔、光順、平坦、無氧化物，滲碳、渣質(zhì)及銹蝕。油漆、氧化膜、坑或其他表面涂層應(yīng)完全移除。準(zhǔn)備測試的表面必須按照廠家推薦的要求進(jìn)行打磨圓滑和磨光。

由于硬度測試是一種平均測試，通常檢驗員在同一區(qū)域進(jìn)行3次測試，獲得3個測試值。計算這3個測試值的平均值，并將其作為該測試區(qū)域的最終硬度值。

4 結(jié)論

總結(jié)海洋石油平臺鋼結(jié)構(gòu)制造各工序質(zhì)量控制要素，為今后相關(guān)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)制造、發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險、控制產(chǎn)品質(zhì)量提供借鑒和參考。