海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝技術(shù)及質(zhì)量控制探析

陳林

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300457）

0 引言

海上石油開(kāi)采是石油開(kāi)采中的一項(xiàng)重要工程，而進(jìn)行海洋石油平臺(tái)建設(shè)則是確保海上石油開(kāi)采項(xiàng)目順利實(shí)施的關(guān)鍵，工藝管線安裝則是平臺(tái)建設(shè)中的重要施工內(nèi)容，且管線安裝質(zhì)量對(duì)海洋石油平臺(tái)建設(shè)的整體質(zhì)量具有重要影響。從目前來(lái)看，我國(guó)海洋石油平臺(tái)建設(shè)起步相對(duì)較晚，在工藝管線安裝技術(shù)方面還不夠成熟，仍然會(huì)存在一些質(zhì)量問(wèn)題影響我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。因此，有關(guān)單位要立足于我國(guó)國(guó)情，根據(jù)海上石油開(kāi)發(fā)及運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)需求，對(duì)工藝管線安裝技術(shù)不斷完善，采取有效措施加強(qiáng)安裝質(zhì)量的控制，從而保障海洋石油平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝概述

海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝屬于平臺(tái)建設(shè)中的一項(xiàng)重要施工環(huán)節(jié)，其主要包括兩個(gè)部分，即內(nèi)部密封層和外部承載層。內(nèi)部密封層主要是采用密閉性較好的材料，阻斷內(nèi)部石油與外部環(huán)境之間的接觸，從而保障石油的質(zhì)量；外部承載層則對(duì)承載力的要求較高，其主要是將GRP 增強(qiáng)塑料作為主要材料，制作成管線的插頭，可以有效地保障管線在具有較高壓強(qiáng)的環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。由于石油運(yùn)輸路線復(fù)雜且較長(zhǎng)，運(yùn)輸途中發(fā)生意外的幾率也相對(duì)較大，因此設(shè)計(jì)工藝管線安裝方案時(shí)，需要對(duì)管線的振幅進(jìn)行有效控制，從而減小管線內(nèi)部的向心力，減少石油運(yùn)輸過(guò)程發(fā)生意外的幾率。在開(kāi)展海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝工作的實(shí)際過(guò)程中，要從安裝高度、間隔距離、周邊環(huán)境等多個(gè)方面進(jìn)行考慮和分析，其中在管線間距離的控制上，要求掌握科學(xué)的焊接工藝，并考慮對(duì)保溫層的影響，通常情況下管線之間的距離要保持在25 mm 以上[1]。同時(shí)，還要做好石油化工管線的保護(hù)工作，避免其因受到周圍環(huán)境中其他因素的影響而導(dǎo)致管線受損，影響石油開(kāi)采及運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

海洋石油開(kāi)采和運(yùn)輸本身具有較高的危險(xiǎn)性，如果工藝管線安裝過(guò)程中未嚴(yán)控管道質(zhì)量，容易因質(zhì)量問(wèn)題而造成安全事故，導(dǎo)致一些有毒有害氣體釋放，對(duì)周圍環(huán)境以及人們的生命健康造成威脅。因此，加強(qiáng)海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝技術(shù)及質(zhì)量的控制至關(guān)重要，相關(guān)單位要結(jié)合當(dāng)前海洋石油開(kāi)采和運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求，對(duì)管線安裝方案進(jìn)行合理優(yōu)化，不斷提升其技術(shù)水平，并加大對(duì)過(guò)程的監(jiān)督和管控，從而有效控制管線安裝質(zhì)量，為石油化工行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

2 海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，我國(guó)在海洋石油平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，針對(duì)工藝管線安裝施工采用的工藝主要是模塊化預(yù)制安裝方式，其具有較高的復(fù)雜性和專業(yè)性。另外，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，海洋石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)模不斷擴(kuò)大，在工藝管線安裝中涉及大量的交叉作業(yè)，而且密集性較強(qiáng)，很容易出現(xiàn)安裝質(zhì)量問(wèn)題，給海洋石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展埋下安全隱患。因此，相關(guān)企業(yè)或者單位要加大對(duì)工藝管線安裝技術(shù)和質(zhì)量的進(jìn)一步控制和提升，深入了解我國(guó)在海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝施工中的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，具體包括：其一，我國(guó)海洋石油平臺(tái)工藝管線的安裝施工相對(duì)于其他國(guó)家起步較晚，在技術(shù)水平和質(zhì)量控制體系建設(shè)方面還不夠完善；其二，施工材料質(zhì)量參差不齊，是目前影響海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝質(zhì)量的重要因素，比如一些閥門、管件等的質(zhì)量并未達(dá)到管線安裝的質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)管道受損、石油泄漏等安全事故；其三，方案設(shè)計(jì)以及施工技術(shù)等方面都存在一定的不足，無(wú)法有效提升管線安裝質(zhì)量，影響了石油化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

3 海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝技術(shù)及質(zhì)量控制策略

3.1 充分做好安裝前的準(zhǔn)備工作

海洋石油平臺(tái)若要有效控制好工藝管線安裝技術(shù)和質(zhì)量，需要加大對(duì)安裝前準(zhǔn)備工作的重視。

3.1.1 加強(qiáng)對(duì)施工圖紙的了解和掌握

工藝管線安裝施工是依照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行，施工人員需要嚴(yán)格依照?qǐng)D紙施工，才能減少施工質(zhì)量問(wèn)題，保障工藝管線的安裝質(zhì)量。相關(guān)單位在前期要做好對(duì)管線安裝圖紙的設(shè)計(jì)，不僅要明確具體的安裝方案，還要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的安裝技術(shù)、設(shè)施設(shè)備、材料等給出具體的要求。設(shè)計(jì)單位應(yīng)對(duì)委托方的具體要求有明確掌握，并在國(guó)家相關(guān)法規(guī)政策范圍內(nèi)展開(kāi)管線安裝圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作，并結(jié)合具體的施工環(huán)境條件，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)檢驗(yàn)、校對(duì)和修改。施工單位在拿到圖紙后，需要組織施工人員針對(duì)圖紙中設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行分析，了解設(shè)計(jì)意圖，掌握相關(guān)的安裝工藝，明確具體的安裝質(zhì)量要求，從而科學(xué)規(guī)劃具體的施工方案，包括施工技術(shù)、施工流程、施工方法等，為工藝管線安裝施工的順利進(jìn)行以及提升安裝質(zhì)量提供保障。

3.1.2 加強(qiáng)施工材料的質(zhì)量管理

施工材料的質(zhì)量管理是工藝管線安裝前期準(zhǔn)備工作中的重要內(nèi)容，同時(shí)也是保障管線安裝質(zhì)量的關(guān)鍵前提和基礎(chǔ)。從當(dāng)前海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝施工情況來(lái)看，主要需要的施工材料包括閥門、管材、連接件以及焊條等。目前市場(chǎng)上這些材料的規(guī)格、種類繁多，材料采購(gòu)人員需要明確各種材料的規(guī)格及質(zhì)量要求，如材料尺寸是否符合管線安裝的標(biāo)準(zhǔn)要求，在采購(gòu)時(shí)要對(duì)尺寸規(guī)格、質(zhì)地、屬性等進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保材料質(zhì)量[2]。在材料采購(gòu)過(guò)程中，還要注重做好材料的復(fù)驗(yàn)工作，要求廠家能夠提供合法合規(guī)的材料質(zhì)量證明文件，并能夠保障內(nèi)容的真實(shí)性。另外，在材料使用之前，也要針對(duì)部分材料進(jìn)行實(shí)際復(fù)驗(yàn)工作，比如針對(duì)管件以及閥門一類的材料要采取有效的復(fù)驗(yàn)措施進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，可以采用水壓試驗(yàn)法，檢驗(yàn)閥門的密閉性，還要對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其化學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 管道預(yù)制技術(shù)及質(zhì)量控制

管道預(yù)制是工藝管線安裝中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保障管道預(yù)制質(zhì)量，才能確保安裝的工藝管線系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。為保障管道預(yù)制的質(zhì)量，需要對(duì)相關(guān)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，具體包括施工技術(shù)、施工方法、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。在預(yù)制過(guò)程中要避免環(huán)境因素對(duì)管道預(yù)制質(zhì)量的影響，施工人員要根據(jù)不同的預(yù)制環(huán)節(jié)做好技術(shù)與質(zhì)量的控制。

3.2.1 管材分類管理

管道預(yù)制過(guò)程中需要根據(jù)預(yù)制的需求領(lǐng)取相應(yīng)的管材，包括管子和管件，相關(guān)人員要做好對(duì)管材的分類管理工作，比如將不同材質(zhì)的管材分門別類地?cái)[放好，避免管材發(fā)生破損、污染等問(wèn)題。對(duì)部分有色金屬要進(jìn)行有效的隔離和保護(hù)處理，不同規(guī)格、尺寸等的管材也要分類放好，并做好標(biāo)識(shí)，為管道預(yù)制施工的順利開(kāi)展做好準(zhǔn)備。相關(guān)檢驗(yàn)部門要對(duì)分類好的管材進(jìn)行檢驗(yàn)，保障管材質(zhì)量合乎要求。

3.2.2 管道下料

下料是管道預(yù)制的首要環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中需要通過(guò)以下方面進(jìn)行技術(shù)與質(zhì)量的控制：（1）明確預(yù)制管道的尺寸大小、材質(zhì)、壁厚等，施工人員要嚴(yán)格對(duì)照施工圖紙的要求，確保尺寸規(guī)格與材質(zhì)都與設(shè)計(jì)相符。特別是要控制好長(zhǎng)度以及管口切面與管身之間要保持垂直，角度不垂直會(huì)影響后期的管段組對(duì)，也會(huì)影響管道預(yù)制的整體質(zhì)量。如果出現(xiàn)不垂直的問(wèn)題，需要施工人員使用專業(yè)的工具進(jìn)行打磨和矯正。（2）選擇合適的坡口機(jī)進(jìn)行下料。不同規(guī)格的管道在下料時(shí)使用的坡口機(jī)也會(huì)有所區(qū)別，其中在進(jìn)行口徑為50.8～254.0 mm （2 ～10 英寸）的管道預(yù)制時(shí)，可以使用專用的坡口機(jī)進(jìn)行下料，這樣能夠有效提高下料的精度，在下好料后還要注意對(duì)切口的毛刺進(jìn)行打磨清理。而在進(jìn)行口徑相對(duì)較大的管道預(yù)制中，則需要使用磁力火焰坡口機(jī)完成下料操作，在處理坡口毛刺時(shí)可以使用砂輪機(jī)。需要注意的是，使用磁力火焰坡口機(jī)對(duì)施工人員的技術(shù)水平要求較高，施工人員要提升自身的技術(shù)水平，確保在切割時(shí)能夠保證橫截面的垂直度，避免存在較大的間隙影響后期的焊接質(zhì)量。合理選擇下料施工技術(shù)以及控制好下料質(zhì)量，能夠在提升管道預(yù)制質(zhì)量的同時(shí)，減少管道預(yù)制成本。

3.2.3 管道組對(duì)

完成管道下料后，需要進(jìn)行管道組對(duì)。相關(guān)施工人員要嚴(yán)格按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)將管子和管件按照設(shè)計(jì)好的位置、方向進(jìn)行組對(duì)，在此過(guò)程中需要重點(diǎn)注意管子的長(zhǎng)度以及管件的規(guī)格、管件彎頭的朝向、管座的位置等等，如果不加以注意，將管件彎頭的朝向擺錯(cuò)，或者管子的長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)要求不符，就會(huì)造成后期返工，導(dǎo)致管道預(yù)制成本增加、工作效率降低。在組對(duì)的過(guò)程中，還要觀察管子和管件內(nèi)徑是否一致，如果存在偏差而導(dǎo)致不能有效銜接，則需要使用內(nèi)磨機(jī)進(jìn)行處理。嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)做好管子和管件的組對(duì)后，還需要對(duì)各個(gè)焊口做好標(biāo)識(shí)，主要是需要標(biāo)明具體的組對(duì)時(shí)間、焊口號(hào)以及對(duì)應(yīng)的圖紙?zhí)柕龋瑸楹笃诘墓艿篮附雍唾|(zhì)量檢測(cè)提供便利。完成焊接工作后，需要施工人員封堵好管口以及保護(hù)好法蘭面，并掛牌、填寫好相關(guān)信息，還要保護(hù)好掛牌不能掉落或者受損。

3.3 管道安裝及焊接技術(shù)的質(zhì)量控制

海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝過(guò)程中完成管道預(yù)制后，就需要進(jìn)行管道的安裝和焊接，為了能夠完成復(fù)雜管線的安裝施工，需要借助多種技術(shù)和設(shè)備的支撐，對(duì)施工工藝也有較高的要求。為了進(jìn)一步有效降低管道安裝難度，減少管道安裝過(guò)程中的返工問(wèn)題，合理控制施工成本，提升管道安裝質(zhì)量和效率，可以采用模擬安裝技術(shù)。利用先進(jìn)的模擬安裝設(shè)備科學(xué)地制定管道安裝方案，也就是在安裝之前模擬施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的具體要求模擬安裝。如果模擬環(huán)境條件許可，施工人員可以將設(shè)備安置在模擬施工場(chǎng)地中，這樣可以精準(zhǔn)地模擬安裝位置，提升模擬安裝的準(zhǔn)確性與有效性，從而得出的安裝方案也更具有可行性。通過(guò)運(yùn)用模擬安裝技術(shù)，施工人員能夠完成一些預(yù)焊接和預(yù)組裝的工作，然后經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，再進(jìn)行自動(dòng)化焊接。自動(dòng)化焊接是一種現(xiàn)代化的施工手段，其是用工業(yè)焊接機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工焊接，能夠有效地提升焊接的質(zhì)量和效率，保障管道安裝和焊接的效果。最后，施工人員將完成焊接并通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)的管道運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，目前使用比較廣泛的安裝方式為螺栓連接，能夠確保管道安裝的效率和質(zhì)量。需要注意的是，管道焊接處是管線系統(tǒng)中比較脆弱的地方，也是安全故障發(fā)生率較高的地方，相關(guān)技術(shù)人員要通過(guò)有效的檢測(cè)手段對(duì)焊接處的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保焊接處的質(zhì)量能夠達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，如果發(fā)現(xiàn)某些焊接處未能達(dá)標(biāo)，要及時(shí)進(jìn)行處理，避免給海洋石油平臺(tái)工藝管線系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，海洋石油平臺(tái)建設(shè)作為海上石油開(kāi)采及運(yùn)輸中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其建設(shè)水平對(duì)石油化工行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展有著重要影響。由于海洋石油平臺(tái)工藝管線安裝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)其技術(shù)水平要求較高，相關(guān)施工人員要提升思想認(rèn)知，充分了解提高管線安裝質(zhì)量的重要性，并在安裝過(guò)程中嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，提升自身的技術(shù)水平。同時(shí)，要加強(qiáng)安裝全程的質(zhì)量監(jiān)督和管控，及時(shí)針對(duì)不合格的地方進(jìn)行整改，為管線安裝質(zhì)量提供安全保障，避免給后續(xù)的石油開(kāi)采和運(yùn)輸帶來(lái)不利影響。