化工工藝管道安裝質(zhì)量控制和技術(shù)管理

袁崢嶸(安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230081)

0 引言

化工產(chǎn)品與人們的生產(chǎn)、生活有著緊密的聯(lián)系，在為人們的衣食住行提供支持的同時(shí)，改變著人們的生活方式?；ぎa(chǎn)品的生產(chǎn)，使用的原材料多數(shù)是易燃、易爆、有毒或有腐蝕性的物質(zhì)，而且這些原材料多數(shù)是在高溫、高壓(負(fù)壓)工況的條件下運(yùn)行。這些危險(xiǎn)因素和苛刻條件的存在，使得化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，保證化工裝置的安全性顯得尤為重要。而在化工企業(yè)前期的建設(shè)過(guò)程中，管道安裝是主體專業(yè)，其安裝對(duì)裝置的總投資、裝置風(fēng)格、外觀、操作、檢修和安全均有重要的影響。因此，進(jìn)一步強(qiáng)化安裝質(zhì)量控制和管理，以達(dá)到安全、長(zhǎng)期、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行就顯得尤其重要。另外，管道還存在種類多、材料品種復(fù)雜的情況，大大加劇了在焊接、無(wú)損檢測(cè)、試壓試漏、防腐、絕熱施工等工作中的難度性，且這些工作都有著自身的特殊要求，對(duì)此，必須予以充分的重視。這就對(duì)從事管道安裝和技術(shù)管理的人員提出了更高層次的要求和標(biāo)準(zhǔn)，既要有專業(yè)理論知識(shí)，也要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而才能更好地保障實(shí)際的質(zhì)量和效率。本文結(jié)合工作實(shí)際，探討了化工工藝管道安裝質(zhì)量控制和技術(shù)管理問(wèn)題。

1 管道安裝前期條件

在化工企業(yè)的建設(shè)過(guò)程中，管道的安裝必須具備以下條件：(1)建設(shè)項(xiàng)目行政手續(xù)合法、齊全；(2)包括施工圖說(shuō)明、管道數(shù)據(jù)表、管道布置圖、管道軸測(cè)圖、管架表、彈簧支吊架表、管道安裝材料表、管道綜合材料表等工藝管道施工圖由符合資質(zhì)條件的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)完成；(3)施工現(xiàn)場(chǎng)人員生活、道路運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)條件及水、電、氣等公用工程條件滿足施工需要；(4)建構(gòu)筑物主體工程結(jié)束，設(shè)備已就位并固定；(5)施工組織健全，人員配備齊全、充足。尤其是焊接、無(wú)損檢測(cè)及吊裝等特種作業(yè)人員要持有在有效期內(nèi)的合格特種作業(yè)證[1]。

2 管道安裝組織管理

眾所周知，管道管材種類復(fù)雜繁瑣，由于實(shí)際的生產(chǎn)期間存在著操作壓力、溫度以及介質(zhì)腐蝕性的區(qū)別，為保證生產(chǎn)安全，所使用的管材也要根據(jù)實(shí)際情況決定。管材種類主要有碳鋼、不銹耐酸鋼、合金鋼等金屬與非金屬材質(zhì)，與管材相應(yīng)的管件和閥門類型眾多，在實(shí)際管道安裝環(huán)節(jié)需加強(qiáng)組織管理工作。與此同時(shí)，管道安裝組織管理就是根據(jù)工程量、工程技術(shù)難度、對(duì)工期的要求及建設(shè)單位的相關(guān)要求，合理調(diào)配安裝項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員、質(zhì)量控制人員及各工種作業(yè)人員，以保證按工期要求，保質(zhì)保量的完成化工工藝管道安裝工作。此外，提前確定管道安裝施工方案，在項(xiàng)目施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況規(guī)劃設(shè)計(jì)安裝方案，通過(guò)現(xiàn)有的資源綜合分析，盡可能以最快的速度完工[2]。比如人力方面，結(jié)合施工工序復(fù)雜性，對(duì)施工工種、人力設(shè)備等情況，提前安排管道材料，防止施工時(shí)因此耽誤施工進(jìn)程。最后還需確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備，確保設(shè)備可以安全投入施工，以此為前提通過(guò)合理的安排提高管道施工效率，縮減管道施工成本[3]。

3 管道安裝質(zhì)量的影響因素

管道系統(tǒng)是指用以輸送、分配、混合、分離、排放、計(jì)量或截止流體流動(dòng)的管道組成件總成，是指用于連接或裝配成壓力密封的管道系統(tǒng)機(jī)械元件，包括管子、管件(管道組成件的一個(gè)類別，通常包括彎頭、三通、異徑管、管帽、翻邊短節(jié)和活接頭等)、法蘭、墊片、緊固件、閥門、安全保護(hù)設(shè)施以及諸如膨脹節(jié)、撓性接頭、耐壓軟管、過(guò)濾器、管路中的儀表(如孔板) 和分離器等。

除管道組成件外，還包括管道支承件。管道支承件是將管道荷載，包括管道的自重、輸送流體的重量、由于操作壓力和溫差所造成的荷載以及振動(dòng)、風(fēng)力、地震、雪載、沖擊和位移應(yīng)變引起的荷載等傳遞到管架結(jié)構(gòu)上去的元件。它分為固定件和結(jié)構(gòu)附件兩類：

(1) 固定件(fixture)：包括懸掛式固定件、如吊桿、彈簧吊架、斜拉桿、平衡錘、松緊螺栓、支撐桿、鏈條、導(dǎo)軌和固定架，以及承載式固定件，如鞍座、底座、滾柱、托座和滑動(dòng)支座等；

(2)結(jié)構(gòu)附件(structural attachments)：指用焊接、螺栓連接或夾緊方法附裝在管道上的元件，如：吊耳、管吊、卡環(huán)、管夾、U 形夾和夾板等[4]。

這些組成件及管道支承件種類較多。而且制造這些管道組成件及管道支承件所用的材料有鑄鐵、結(jié)構(gòu)用碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、耐腐蝕不銹鋼、耐高溫不銹鋼、低溫碳鋼和低溫鎳鋼、合金鋼、鈦、鎳、鋁材、玻璃、陶瓷及工程塑料等也多種多樣。要把這些多種多樣的材料制造的管道組成件及管道支承件通過(guò)螺紋、焊接、法蘭組對(duì)、冷熱加工、熱熔或粘連的方法與各種設(shè)備組成滿足易燃、易爆、有毒或有腐蝕性的物質(zhì)在高溫、低溫、高壓、負(fù)壓工況的條件下安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)，期間面臨的不利因素是較多的。具體可以概括為如下方面：

(1)安裝的管道組成件和管道支承件的材料是否滿足工作條件；

(2)選用的管道組成件和管道支承件的種類是否正確；

(3)與動(dòng)設(shè)備、有沉降設(shè)備連接或在高低溫應(yīng)力、大跨度及疲勞工況下運(yùn)行的管道系統(tǒng)的剛度、柔性、強(qiáng)度是否滿足工作條件的要求；

(4)安裝采用的加工方法及加工技術(shù)是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范的要求；

(5)制造完工的管道系統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)、防腐蝕和絕熱施工的質(zhì)量控制問(wèn)題。

4 管道安裝質(zhì)量影響因素的控制

上面分析了管道安裝質(zhì)量造成不利影響的因素。這就要求安裝人員在作業(yè)過(guò)程中，要解決好這些問(wèn)題，具體方法是：

(1) 要保證安裝的管道組成件和管道支承件的材料滿足工作條件的要求，主要有：安裝前，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要組織技術(shù)人員對(duì)業(yè)主提供的工藝管道施工圖要仔細(xì)復(fù)核，尤其對(duì)管道數(shù)據(jù)表中管道的分級(jí)是否正確、對(duì)GC1 級(jí)高危險(xiǎn)性管道及其組成件的選材是否正確要認(rèn)真復(fù)核，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或存疑之處，要將情況及時(shí)反饋給建設(shè)單位，以便聯(lián)系設(shè)計(jì)單位出具變更單或解答存疑之處，不能帶著隱患施工。材料入場(chǎng)之前需要按照規(guī)定進(jìn)行檢查驗(yàn)收，同時(shí)按相應(yīng)比例進(jìn)行抽樣檢測(cè)，驗(yàn)收合格后將合格證與檢測(cè)報(bào)告提交給監(jiān)理人員，監(jiān)理工程師對(duì)材料驗(yàn)收分析，嚴(yán)禁任何不符合要求的材料入場(chǎng)。

按變更后的管道安裝材料表、管道綜合材料表采購(gòu)符合制造資質(zhì)單位生產(chǎn)的產(chǎn)品，存入倉(cāng)庫(kù)并歸類、登記造冊(cè)、建檔[5]。在保存期間，注意金屬材料的防銹、防止碳鋼與合金鋼接觸而造成合金鋼的污染及焊接材料的保溫防潮工作。

施工人員根據(jù)編制的施工任務(wù)單領(lǐng)取當(dāng)天需要使用的材料，并經(jīng)質(zhì)量控制人員復(fù)核確認(rèn)；施工人員領(lǐng)取當(dāng)天需要使用的材料后，要妥善保管，不要與其他相似材料混淆。如果當(dāng)天因故沒(méi)有使用，要交回倉(cāng)庫(kù)保管，以免遺失、污染或與其他相似材料混淆。

(2)要保證選用的管道組成件和管道支承件的種類正確，必須按經(jīng)復(fù)核、變更后的管道施工圖領(lǐng)用。施工人員領(lǐng)取當(dāng)天需要使用的管道組成件和管道支承件后，要妥善保管，不要與現(xiàn)場(chǎng)其他施工班組的相似材料混淆而造成安裝事故。如果當(dāng)天因故沒(méi)有使用，要交回倉(cāng)庫(kù)保管，以免遺失、污染或與其他相似材料混淆。

(3)要保證與動(dòng)設(shè)備、有沉降設(shè)備連接或在高低溫應(yīng)力、大跨度、及疲勞工況下運(yùn)行的管道系統(tǒng)的剛度、柔性、強(qiáng)度滿足工作條件的要求，施工前，技術(shù)人員要向施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，提醒施工班組注意這些有特殊要求的管道支撐的結(jié)構(gòu)、選材、加工尺寸精度、間距等要嚴(yán)格按圖施工。

(4) 要控制安裝采用的加工方法及加工技術(shù)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范的要求，主要是焊接加工方法及加工技術(shù)的控制，因?yàn)樵趯?shí)際的管道安裝施工過(guò)程中，焊接的加工方法適用性寬，使用最廣泛，而且技術(shù)要求嚴(yán)格[6]。它主要包括焊接工藝評(píng)定和焊接人員技能評(píng)定；編制焊接工藝規(guī)程；焊接材料的選用、驗(yàn)收、保管、標(biāo)記識(shí)別等；焊接環(huán)境的控制；母材的沖擊實(shí)驗(yàn)、切割、開(kāi)坡口；坡口清理、組隊(duì)后焊接和焊后熱處理等工作。

這個(gè)過(guò)程需要注意的有：承壓管道件的焊接均應(yīng)采用經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝并有合格的焊接人員施工。否則，經(jīng)設(shè)計(jì)單位和業(yè)主同意，在施工單位掌握焊接材料性能、有同類材料施工經(jīng)驗(yàn)和有其他單位相同材料的焊接工藝評(píng)定的情況下，可以采用對(duì)預(yù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行技術(shù)評(píng)審的方式替代焊接工藝評(píng)定。管道焊接施工前，應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制焊接工藝規(guī)程，具體規(guī)定焊接方法及操作類型；焊接接頭坡口的形式、尺寸和加工要求；焊接接頭母材的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、型號(hào)、尺寸及相關(guān)要求；焊接材料的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、型號(hào)、牌號(hào)、規(guī)格和烘干要求；焊接位置及方向；預(yù)熱及焊道間溫度控制要求；焊后熱處理要求，包括熱處理溫度、保溫時(shí)間、升、降溫速度、加熱方式、測(cè)量和控制方式等內(nèi)容；保護(hù)氣的種類、成分、流量要求；焊接電特性及工藝參數(shù)等內(nèi)容。

焊接材料要符合設(shè)計(jì)文件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；焊接材料要有質(zhì)量證明文件并按要求控制保存的溫濕度；焊接材料在切割及使用期間均要保持識(shí)別標(biāo)記，杜絕錯(cuò)用。

焊接環(huán)境的控制，就是要保證施工環(huán)境中溫度、濕度、風(fēng)速、照明度等條件滿足控制焊接質(zhì)量的要求。

母材的沖擊實(shí)驗(yàn)執(zhí)行設(shè)計(jì)文件的要求；母材開(kāi)坡口，碳鋼和碳錳鋼可以采用機(jī)械加工和火焰切割法制備坡口，切割后要采用機(jī)械加工或打磨法去除表面熔渣和影響焊接質(zhì)量的表面層；低溫鋼和合金鋼宜采用機(jī)械加工方法切割和制備坡口；不銹鋼和有色金屬宜采用專用砂輪片切割和制備坡口；設(shè)計(jì)文件或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)坡口表面提出無(wú)損檢測(cè)要求的，無(wú)損檢測(cè)和缺陷處理要在施焊前完成。

坡口清理是指對(duì)焊接坡口和內(nèi)外表面，應(yīng)在焊接施工前去除油漆、油污、銹斑、熔渣、氧化皮及其他有害物質(zhì)，以防止在焊接高溫條件下，這些物質(zhì)汽化的微粒滲入焊接結(jié)構(gòu)中，破壞焊接接頭的強(qiáng)度。組隊(duì)主要是指對(duì)不等厚的焊接坡口采用規(guī)定的形式進(jìn)行削薄后再焊接，以控制錯(cuò)邊量，保證焊接強(qiáng)度。

焊接工序的質(zhì)量控制，工程質(zhì)量與企業(yè)發(fā)展密切相關(guān)，管道在安裝期間所有工序都要對(duì)質(zhì)量加以把控，這是整個(gè)流程的核心工序，需要對(duì)焊接的全過(guò)程加以把控。焊接之前需要熟悉焊接流程，掌握具體的操作規(guī)范，施工期間做好焊接順序的標(biāo)記，再將標(biāo)記好的焊接順序相互對(duì)應(yīng)，防止管道混亂。一旦管道焊接錯(cuò)誤，這將會(huì)直接影響工程施工進(jìn)展，所以應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量檢查與質(zhì)量管理，在對(duì)管道進(jìn)行熱處理后，完成焊接，必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)壓力承受度和管道密閉性檢測(cè)的分析，同時(shí)記錄好檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)焊接工序的施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，保證各方人員權(quán)益，且所有檢測(cè)數(shù)據(jù)都能為其他工作的開(kāi)展提供重要參考。焊接的具體操作是質(zhì)量控制點(diǎn)，質(zhì)量控制的關(guān)鍵是嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。作業(yè)過(guò)程中要考慮到焊縫的位置設(shè)置、補(bǔ)強(qiáng)圈的面積及與母材的貼合問(wèn)題、焊角高度、對(duì)封閉管段及固定位焊縫的確定和焊縫的返修處理問(wèn)題都要有預(yù)案或記錄文件。

焊接前的預(yù)熱和焊后熱處理都要符合設(shè)計(jì)文件的要求，設(shè)計(jì)文件無(wú)要求的，要按照碳鋼及碳錳鋼，低、中、高合金鋼，馬氏體不銹鋼，低溫鎳鋼和高鎳鋼等材料類別按規(guī)范要求進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理。焊前的預(yù)熱和焊后熱處理溫度應(yīng)采用測(cè)溫筆或熱電偶等方法測(cè)量并記錄。熱處理后要測(cè)量焊縫及熱影響區(qū)的硬度，有標(biāo)準(zhǔn)號(hào)的材料按規(guī)范要求的數(shù)值控制硬度值。否則，焊縫及熱影響區(qū)的硬度值不得大于母材硬度值的1.25 倍。熱處理后，如果又進(jìn)行焊接返修、彎曲、成型加工的焊縫，要重新進(jìn)行熱處理。

螺紋加工主要是注意螺紋形式和螺距及其長(zhǎng)度等方面內(nèi)容。螺紋切削主要是使用特定刀具與磨具在管道工件上加工螺紋，常見(jiàn)的螺紋加工主要有螺紋切削、磨削加工螺紋等方法，不同螺紋加工使用的場(chǎng)景不同，比如管道外螺紋加工一般會(huì)用到套絲機(jī)，鋼管與鍍鋅管外螺紋加工也需要使用好套絲機(jī)裝置。

冷熱彎管施工主要是加熱溫度和彎管不圓度、褶皺和加工減薄量的控制。

(5)制造完工的管道系統(tǒng)的防腐蝕、絕熱工程和無(wú)損檢測(cè)的質(zhì)量控制主要考慮以下方面：防腐蝕的施工質(zhì)量控制，主要是注意隱蔽工程的防腐蝕質(zhì)量，因?yàn)殡[蔽工程的防腐蝕質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題后，修補(bǔ)工作量大而且不方便；另外要注意防腐蝕涂層間的相容問(wèn)題及考慮陰極保護(hù)法對(duì)環(huán)境雜散電流的防護(hù)問(wèn)題。

絕熱工程的施工質(zhì)量控制，主要是最外防護(hù)層選擇翻邊接口形式和順雨水流向上位壓下位搭接的位置問(wèn)題。

無(wú)損檢測(cè)因涉及放射線污染問(wèn)題，一般委托專業(yè)公司施工。相關(guān)工作人員要做好放射線檢測(cè)施工期間，無(wú)關(guān)人員撤離到安全區(qū)，以防人身安全事故；可能接觸放射線的人員做好防護(hù)工作事項(xiàng)。

5 管道安裝技術(shù)管理

從當(dāng)前的實(shí)際現(xiàn)狀來(lái)看，管道安裝技術(shù)管理工作貫穿在安裝前、安裝期間和安裝結(jié)束后3 個(gè)重要時(shí)期，必須予以充分的重視。

在安裝前，技術(shù)管理工作內(nèi)容包括3 個(gè)方面內(nèi)容：一是搜集安裝施工圖集、安裝技術(shù)規(guī)定、安裝質(zhì)量監(jiān)管規(guī)定、安全作業(yè)規(guī)定的技術(shù)資料；二是根據(jù)工程量、工程技術(shù)難度、對(duì)工期的要求及建設(shè)單位的其他要求、合理調(diào)配各類人員情況，編制安裝施工組織方案、技術(shù)施工方案、質(zhì)量控制方案及安全、環(huán)保和衛(wèi)生控制方案，以保證按工期要求，完善質(zhì)量工作；三是復(fù)核業(yè)主或設(shè)計(jì)單位提供的各類施工圖紙資料。根據(jù)復(fù)核結(jié)果，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位補(bǔ)充缺失、遺漏的資料；變更不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的內(nèi)容，并將變更單存檔及妥善保管；解答不明白或有疑問(wèn)的問(wèn)題。

在安裝期間，技術(shù)管理工作內(nèi)容包括3 個(gè)面內(nèi)容：一是收集、建檔、保管采購(gòu)各種管件和施工材料的質(zhì)量證明文件；二是將前期編制的安裝施工組織方案、技術(shù)施工方案、質(zhì)量控制方案及安全、環(huán)保和衛(wèi)生控制方案向施工人員交底并監(jiān)督執(zhí)行；三是及時(shí)根據(jù)施工進(jìn)度，記錄施工技術(shù)資料，并整理、歸類、建檔、妥善保管。

安裝結(jié)束后，技術(shù)管理工作內(nèi)容是根據(jù)安裝期間技術(shù)管理工作記錄、整理、建檔的施工技術(shù)資料，按行政監(jiān)管和技術(shù)儲(chǔ)備的目的，編制、填寫(xiě)各類文件、資料。

6 結(jié)語(yǔ)

本文從管道安裝前期條件、安裝組織管理、管道安裝質(zhì)量影響因素分析、以及質(zhì)量影響因素的控制和安裝技術(shù)管理5 個(gè)方面探討了質(zhì)量控制和技術(shù)管理的問(wèn)題。可以看出，相關(guān)人員的專業(yè)性、管理能力、綜合素養(yǎng)是至關(guān)重要的。

因?yàn)槠?，主要探討的是金屬材料的管道安裝質(zhì)量控制和技術(shù)管理的問(wèn)題，玻璃、陶瓷、塑料和樹(shù)脂等有機(jī)材料的方面的問(wèn)題幾乎沒(méi)有涉及，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的提高，其需求量也正呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)，故而涉及玻璃、陶瓷、塑料和樹(shù)脂等有機(jī)材料也會(huì)越來(lái)越多，這方面的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)也需要我們多加關(guān)注。