海洋石油平臺工藝管線材料質(zhì)量控制淺析

馬亞光,宋旭光,于有亮,楊文希

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

1 前言

1.1 海洋石油平臺工藝管線建造工程簡介

目前海洋石油平臺均采用模塊化陸地預(yù)制，海洋石油平臺建設(shè)工程施工涉及專業(yè)面廣且極其復(fù)雜的綜合過程，再加上項(xiàng)目整體體型龐大、專業(yè)密集、交叉作業(yè)頻繁、建設(shè)周期短、受自然環(huán)境影響大等特點(diǎn)，因此海洋石油平臺工藝管線建造過程的質(zhì)量控制比一般工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量控制難度大[1]。

海洋石油平臺工藝管線發(fā)展現(xiàn)狀：首先，國內(nèi)海洋石油起步比較晚，尤其是深海采油平臺的建設(shè)，海洋平臺上工藝管線建造的質(zhì)量保證、控制體系方面與國外還有很多差距；其次建造海洋石油平臺使用國產(chǎn)原材料的質(zhì)量參差不齊（比如管道、管件、閥門、焊接材料等等）；近些年，渤海石油平臺工藝管線泄漏事件時有發(fā)生[2]，這其中既有設(shè)計(jì)原因又有施工質(zhì)量的原因，結(jié)合日常工作總結(jié)出一些工藝管線材料質(zhì)量控制的方法[2]。

1.2 影響工藝管線建造質(zhì)量的因素

海洋石油平臺工藝管線材料質(zhì)量受多種因素的影響，如工況設(shè)計(jì)、原材料、機(jī)械設(shè)備、制造條件、工人技術(shù)能力、質(zhì)量管理體系、項(xiàng)目投資成本、建設(shè)周期等，均直接影響工藝管線的質(zhì)量。

2 工藝管線材料質(zhì)量控制工作程序及方法

原材料質(zhì)量的好壞直接影響后續(xù)工藝管線質(zhì)量控制工作，所以材料進(jìn)入施工現(xiàn)場前必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)、試驗(yàn)：工藝管線材料按照材質(zhì)劃分為：普通碳鋼、低溫鋼、高溫鋼、不銹鋼、雙相鋼、銅鎳合金鋼；按照形式劃為主要有管線、管件、閥門，管件包括法蘭、三通、90°彎頭、45°彎頭、管帽、大小頭；閥門包括：球閥、截止閥、止回閥、閘閥、安全閥等。

作為檢驗(yàn)人員應(yīng)注意,管線或管件外觀有無破損；管件上的標(biāo)識、鋼印是否清晰，與合格證書是否一致；材料證書內(nèi)容：化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)、無損檢驗(yàn)、水壓試驗(yàn)、晶間腐蝕試驗(yàn)是否滿足規(guī)格書、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求等，檢查結(jié)果做好記錄并存檔備查。

對于合金材料必須進(jìn)行現(xiàn)場合金分析，采用便攜式合金分析儀對原材料合金含量進(jìn)行試驗(yàn)分析，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的拒收，如圖2-1。例如：ASTM A312/316L無縫和焊接奧氏體不銹鋼公稱管：重點(diǎn)分析鉻、鎳、鉬三種元素，三種元素標(biāo)準(zhǔn)值分別是：16-18%；10-14%；2-3%。

圖2-1 對奧氏體不銹鋼鋼管線進(jìn)行合金分析

另外，雙相不銹鋼管線還需要進(jìn)行鐵素體含量檢測，對于無縫雙相鋼母材鐵素體含量要求是35%-55%；對有縫的雙相鋼需要進(jìn)行焊縫鐵素體檢測，含量要求是35%-60%。

圖2-2 對奧氏體雙相不銹鋼鋼焊道進(jìn)行鐵素體含量分析

材料的尺寸檢驗(yàn)內(nèi)容包括：壁厚、直徑、橢圓度、端部垂直度、坡口角度、鈍邊尺寸、直線度，尺寸是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，依據(jù)規(guī)格書、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。例如管材A106是應(yīng)用最廣范的，標(biāo)準(zhǔn)如下：厚度：公差≤±12.5%；外徑公差：如表2-1“管線公差值”[3]。

表2-1 管線公差值

工藝管線驗(yàn)貨過程問題主要如下：材質(zhì)、尺寸、標(biāo)識、表面污染等等。以國內(nèi)某4000噸石油平臺為例：工藝管線、管件材料檢驗(yàn)過程質(zhì)量問題抽檢數(shù)據(jù)如下表2-2：

表2-2 管線材料質(zhì)量問題抽檢數(shù)據(jù)

根據(jù)質(zhì)量ABC分類管理法，對管線材料累計(jì)頻率0-80%定為A類問題（材質(zhì)、尺寸），進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控；累計(jì)頻率80-90%定為B類問題（標(biāo)識），作為次重點(diǎn)管理；累計(jì)頻率90-100%定為C類問題（污染），作為按照常規(guī)加強(qiáng)管理。

海洋石油平臺工藝管線、管件材料檢驗(yàn)過程容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題、原因分析及控制措施如下表2-3。

表2-3 管線材料質(zhì)量問題及原因分析

圖2-3 薄壁管線端部發(fā)生變形

圖2-4 閥門材質(zhì)與銘牌標(biāo)識的材質(zhì)不一致

圖2-5 不銹鋼管線表面被污染生銹

圖2-6 法蘭凸臺被磨損，影響密封功能

3 結(jié)束語

針對海洋石油平臺模塊化建造的特點(diǎn)，結(jié)合原材料實(shí)際情況，制定了完善的工藝管線材料質(zhì)量控制方案。材料驗(yàn)收過程中需要重點(diǎn)管理材料合金含量和尺寸，驗(yàn)收合金材料時檢驗(yàn)員必須使用合金分析儀對合金材料化學(xué)成分進(jìn)行復(fù)測，規(guī)避合金材料化學(xué)成分帶來的質(zhì)量問題。

該工藝管線材料質(zhì)量控制方案安全可靠、工作效率高，得到了業(yè)主的好評，對今后類似工作具有積極的借鑒意義。