基于信息技術(shù)的管道焊接質(zhì)量控制

朱文濤，章占強，刁海勝，劉彪，雷毅，仵中衛(wèi)

中國石油長慶油田分公司第三采油廠 （寧夏 銀川 750006）

近年來， 油氣田管道泄露事件越來越受到社會各界的關(guān)注，在帶來環(huán)保與輿情壓力的同時，也造成了管道運行成本的上升， 給油氣田管道運營企業(yè)帶來了極大的困擾， 甚至影響了正常的生產(chǎn)秩序與國家的能源安全。 而造成管道泄露事件的一個重要原因就是管道初期施工質(zhì)量把關(guān)不嚴， 無法追溯到施焊的焊工、現(xiàn)場質(zhì)檢員、技術(shù)員。 如何有效地控制管線施工質(zhì)量，不僅要進一步完善監(jiān)管制度，更重要的是從源頭進行把關(guān)，抓住重點施工人員，把握關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，提高質(zhì)量管控水平。

1 管道焊接質(zhì)量管理

1.1 焊工管理

在工程建設(shè)項目中， 管道焊接質(zhì)量好壞直接影響生產(chǎn)運行、安全環(huán)保、維護維修，其質(zhì)量控制對整個工程起到舉足輕重的作用， 而焊工的好壞無疑起到了決定性的作用。

1.1.1 事前控制

工程中標后， 施工單位向監(jiān)理公司備案焊工信息， 備案主要審核焊工資質(zhì)以及焊工所能達到的焊接水平是否滿足現(xiàn)場施工要求， 監(jiān)理統(tǒng)一組織入廠焊工考試，主要以理論考試為主，焊工考試通過后，由監(jiān)理頒發(fā)上崗證。

1.1.2 事中控制

監(jiān)理、各級工程管理人員根據(jù)開工資料、人員信息，開展現(xiàn)場檢查工作，核對現(xiàn)場焊工是否與備案信息一致。

1.1.3 事后控制

投用后若出現(xiàn)質(zhì)量問題，查找竣工、驗收資料，核對焊接處標注的焊工編號、焊縫編號，對施工人員進行追責。

1.2 焊接質(zhì)量檢查

現(xiàn)場焊接后，對每個焊縫逐一進行無損檢測，要求一次合格率達到97%以上。 某廠2016 年管道維護工程無損檢測焊縫1 997 個（不包括復(fù)探、擴探數(shù)量），綜合抽檢率33.8%，合格數(shù)量1 623 個，平均一次合格率為83%（表1）。

2 管線焊接質(zhì)量管理問題及原因分析

2.1 焊縫出現(xiàn)質(zhì)量問題后，質(zhì)量責任追溯難

要找到相關(guān)責任人需要查找施工資料， 對應(yīng)現(xiàn)場焊縫編號和焊工編號，但紙質(zhì)資料查詢困難，加之焊工編號逐年變動， 焊工流動等因素很難找到責任人進行追責。追責機制無法落實，導(dǎo)致焊工責任意識缺乏。

2.2 焊接水平參差不齊，無法考量

JGJ 81—2002 《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》明文規(guī)定了焊工培訓(xùn)的標準及方法， 但是由于沒有權(quán)威部門的指導(dǎo)， 對焊工持何證上崗仍然是“無章可循”。 雖然入廠焊工都經(jīng)過備案登記并持有相關(guān)資質(zhì)，但從無損檢測情況來看，焊縫質(zhì)量合格率不高，焊工水平良莠不齊。 焊工水平高低直接決定了焊縫焊接質(zhì)量好壞， 而現(xiàn)有管理方式缺乏對焊工水平進行客觀評價的標準，焊接質(zhì)量不能得到可靠的保證。

表1 施工單位無損檢測一次合格率

2.3 焊工身份核實較為繁瑣

開工后，監(jiān)理、工程技術(shù)員、主管領(lǐng)導(dǎo)、質(zhì)量監(jiān)督人員、 安全管理人員都需要對現(xiàn)場施工人員進行身份核實，如果檢查人員忘帶或沒有相關(guān)資料，就無法進行身份核查，現(xiàn)場往往出現(xiàn)焊工與備案人員不符、或施工中臨時更換人員沒有進行登記等情況， 讓無證上崗人員有機可乘。

3 管線焊接質(zhì)量控制方法研究與應(yīng)用

焊接行業(yè)不缺乏技術(shù)標準和管理制度， 缺乏的是有效的監(jiān)管與落實。 利用智能化管道全生命周期管理系統(tǒng)， 固化質(zhì)量管理方法， 真正從源頭進行把關(guān)。 抓住重點施工人員，把握關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，是執(zhí)行標準、落實制度的有效方式。建立智能化管道全生命周期管理系統(tǒng)，通過管材二維碼、焊縫二維碼質(zhì)量責任追溯可以解決追責難的問題； 通過焊工動態(tài)評級管理甄別出滿足現(xiàn)場要求的達標焊工； 通過焊工二維碼身份核實，滿足各級管理人員的檢查需要，實現(xiàn)施工人員信息共享和焊工評級后的動態(tài)管理。

3.1 焊縫二維碼質(zhì)量責任追溯

通過信息化手段，將焊工、施工單位、監(jiān)督人員等信息生成二維碼，與焊口一一對應(yīng)，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題可掃碼快速查詢，實現(xiàn)追責。

3.1.1 焊縫二維碼標識牌制作方法

施工現(xiàn)場工程組、 技術(shù)監(jiān)督組在系統(tǒng)中錄入壓力管道、施工單位、焊縫數(shù)、焊工等，信息系統(tǒng)將自動生成二維碼信息；打印、塑封二維碼標識牌，現(xiàn)場進行粘貼固定，粘貼完畢，進行拍照留存，上傳系統(tǒng)。

3.1.2 焊縫二維碼標識牌制作流程

現(xiàn)場焊接施工完畢后， 施工單位在焊縫上標注焊縫編號，所有焊縫無損檢測合格后，制作焊縫二維碼標識牌，防腐補口后，利用扎帶固定標識牌，然后下溝掩埋。

3.2 焊工動態(tài)評級管理

1）建立焊工評級管理信息。 通過焊口無損檢測合格率對焊工進行動態(tài)評級，評級標準劃分A、B、C三個等級。綜合探傷合格率（所有無損探傷結(jié)果的匯總）等級劃分標準：合格率≥95%為A 級焊工；85%≤合格率＜95%為B 級焊工； 合格率＜85%為C 級焊工。A 級焊工：可焊接廠內(nèi)任何工程；B 級焊工：保留資質(zhì)，復(fù)測焊工技能水平；C 級焊工：列入黑名單，禁止施工。

2）動態(tài)評級管理的應(yīng)用。 當焊縫錄入無損檢測結(jié)果后，系統(tǒng)按照合格率自動生成評級結(jié)果，并將結(jié)果關(guān)聯(lián)到對應(yīng)焊工， 管理人員可按照焊工姓名在系統(tǒng)中搜索、查詢評級信息。

3.3 焊工二維碼身份核實

建立焊工信息庫，備案焊工信息包括：姓名、身份證號（焊工編號）、施工單位、可作業(yè)項目標準。 通過掃描二維碼，檢查人員無需攜帶資料，即可核實身份，核實施工人員是否在焊工信息庫中，焊接評級是否達標。

當焊工經(jīng)過監(jiān)理備案登記、 統(tǒng)一考試后發(fā)上崗證， 作業(yè)區(qū)在錄入焊工信息后， 系統(tǒng)生成焊工二維碼，將此二維碼貼于焊工上崗證背面，現(xiàn)場檢查人員可掃碼查詢。

3.4 開發(fā)壓力管道質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)

3.4.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系

系統(tǒng)共建立了7 個實體的關(guān)系（圖1），分別為施工單位、焊工、管道、管道新建及維護、焊工評級、焊縫及探傷、 探傷復(fù)測。 施工單位的主要屬性有編碼、單位名稱、施工資質(zhì)；焊工的主要屬性有姓名、身份證號、作業(yè)標準；管道主要屬性有名稱、規(guī)格、介質(zhì)、長度；管道新建及維護主要屬性有施工單位、焊縫數(shù)量、施工負責人、質(zhì)檢員；焊工評級主要屬性包括無損檢測結(jié)果、檢測率、合格率、級別；焊縫及探傷主要屬性包括編碼、二維碼、監(jiān)理；探傷復(fù)測主要屬性有探傷復(fù)測結(jié)果。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系圖

3.4.2 主要功能

壓力管道質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)主要功能包括焊工信息管理、施工單位信息管理、壓力管道及檢測管理3 大功能模塊。

1）焊工信息管理。登陸系統(tǒng)后，可點擊焊工信息管理中添加按鈕,對入廠焊工進行備案登記（圖2）。

圖2 添加焊工信息

錄入焊工信息后， 系統(tǒng)默認焊工級別為A 級，當現(xiàn)場焊工有施工信息，錄入焊縫無損檢測結(jié)果后，自動將信息匯總生成探傷記錄、合格數(shù)量、檢測率、合格率、內(nèi)部評價等信息，實現(xiàn)焊工動態(tài)評價管理。

點擊打印功能，系統(tǒng)將自動生成焊工二維碼，手機微信掃碼可查看焊工信息。

2）施工單位信息管理。 點擊施工單位信息管理中添加按鈕，對施工單位信息進行登記（圖3）。

信息添加成功后，增加“整改通知單”屬性，現(xiàn)場檢查人員可上傳整改通知單，實現(xiàn)信息共享，方便各級管理人員督促問題整改落實。

3）壓力管道及檢測管理。 添加新建管道基本信息，然后添加管道焊接信息，選取施工單位，填寫焊縫數(shù)量，施工負責人、質(zhì)檢員等信息，最后對應(yīng)每一個焊縫添加焊工信息， 填寫無損檢測結(jié)果以及監(jiān)理信息（圖4）。

圖3 添加施工單位信息

系統(tǒng)將對應(yīng)每一個焊縫生成相應(yīng)“二維碼”，微信掃碼可查詢焊工、負責人、監(jiān)理信息。

圖4 添加壓力管道信息

3.4.3 系統(tǒng)優(yōu)化

針對系統(tǒng)存在問題， 優(yōu)化焊縫二維碼應(yīng)用的3項功能：現(xiàn)場應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，每一個焊縫都要對應(yīng)一個焊工，信息錄入工作量非常大，經(jīng)過功能優(yōu)化，可按照固定格式，以Excel 形式導(dǎo)入系統(tǒng)，提高了信息錄入效率；大量的二維碼單獨打印，可操作性差，經(jīng)過優(yōu)化實現(xiàn)了二維碼的一次選取，批量打印，可操作性強；無損探傷不合格的焊縫需要復(fù)測，增加探傷復(fù)測功能，確保了信息的完整性。

3.5 現(xiàn)場應(yīng)用

在XX、XXX 作業(yè)區(qū)試點運行。 XX 作業(yè)區(qū)試運行3 條管線，焊縫923 個，抽樣探傷367 個，合格率100%，實現(xiàn)了“二提四降”，即提高責任意識、提高施工質(zhì)量；降低破損風險、降低維修頻次、延長運行周期、降低環(huán)保成本、降低維護成本。

4 結(jié)論

借助智能化管道全生命周期管理系統(tǒng)， 固化質(zhì)量管理方式，使質(zhì)量責任可追溯，有效提高了質(zhì)量管理水平。

1）焊縫二維碼技術(shù)，摒棄查閱紙質(zhì)資料的麻煩，以身份證號替代焊工編碼， 即便焊工人員流動也可快速查到責任人。

2）焊工動態(tài)評級，初步形成對已持證焊工的再評價標準，使得焊工評價有了依據(jù)，以此來考量甄別滿足質(zhì)量要求的達標焊工，區(qū)分良莠。

3）焊工二維碼技術(shù)，使檢查人員不再需要攜帶相關(guān)資料核對焊工身份信息， 并且可快速查看焊工的評級情況。

4）壓力管道質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)，在集成以上技術(shù)的同時，實現(xiàn)施工關(guān)鍵信息的記錄。一方面監(jiān)督管理各方的履職，一方面倒逼焊工提高責任意識。

焊接質(zhì)量控制對于壓力管道后期運行的重要性不言而喻， 抓住人的因素來控制焊接質(zhì)量是重中之重。 焊工管理是一項長期的過程，每年都有入廠的老焊工，通過焊工評級的管理方式，初步量化了焊工水平。

質(zhì)量全過程控制在現(xiàn)場應(yīng)用中是一種理想的管理方式，焊縫二維碼質(zhì)量責任追溯轉(zhuǎn)變管理思維。由正向質(zhì)量控制轉(zhuǎn)為側(cè)面激勵，是一種機制創(chuàng)新，事后追責讓焊工主動提高責任意識。