油田高溫高壓注汽管線施工及質(zhì)量控制措施

李成巖（中石化江漢油建工程有限公司，湖北武漢430074）

油田高溫高壓注汽管線施工及質(zhì)量控制措施

李成巖（中石化江漢油建工程有限公司，湖北武漢430074）

目前稠油熱采有蒸汽吞吐熱采和轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)熱采兩種方法，注汽方式分活動鍋爐注汽和固定注汽站配套高溫高壓注汽管線注汽，考慮經(jīng)濟(jì)因素，大多采用固定注汽站配套高溫高壓注汽管線注汽，因?yàn)樽⑵艿涝O(shè)計壓力一般在18Mpa，設(shè)計溫度一般在350℃以上，所以高溫高壓注汽管線施工過程中的質(zhì)量控制是影響管線安全生產(chǎn)和運(yùn)行至關(guān)重要的因素。本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了高溫高壓注汽管線的施工及質(zhì)量控制措施。

高壓注汽；管線施工；質(zhì)量控制

目前稠油熱采有蒸汽吞吐熱采和轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)熱采兩種方法，注汽方式分活動鍋爐注汽和固定注汽站配套高溫高壓注汽管線注汽，考慮經(jīng)濟(jì)因素，大多采用固定注汽站配套高溫高壓注汽管線注汽，因?yàn)樽⑵艿涝O(shè)計壓力一般在18Mpa，設(shè)計溫度一般在350℃以上，屬于高溫高壓管道，一旦因管線施工質(zhì)量出問題極易造成重大安全事故，所以高溫高壓注汽管線施工過程的質(zhì)量控制顯得尤為重要，本文就高壓注汽管線施工流程及重點(diǎn)工序的質(zhì)量控制進(jìn)行簡要闡述。

1　施工流程

設(shè)計交底～施工準(zhǔn)備～測量放線～掃線～基坑開挖～混凝土支架澆筑～預(yù)制加工～管線主體焊接～焊縫檢測～焊后熱處理～托架安裝～接地敷設(shè)～管線試壓吹掃～管線防腐保溫～竣工驗(yàn)收

2　重點(diǎn)工序質(zhì)量控制

2.1材料

近些年高壓注汽管網(wǎng)管線材質(zhì)主要使用16Mn，其材料出廠時每根鋼管必須標(biāo)明其鋼號、爐號及出廠編號，到現(xiàn)場時應(yīng)逐根檢查，如標(biāo)記與要求或隨到文件不符，應(yīng)退回進(jìn)行校驗(yàn)性檢查，鋼管的外觀檢查必須無縮孔、氣孔、裂紋、夾渣、折疊、重皮等缺陷，如有腐蝕，銹蝕及凹陷不允許超過壁厚允許負(fù)偏差。外觀合格后，對鋼管進(jìn)行100%超聲波檢查，檢查合格后方可投入使用，鋼管的材質(zhì)證明書，復(fù)驗(yàn)報告及保證資料必須齊全，且隨管傳遞。

管線焊接采用氬弧焊打底，焊材選用HO8Mn2Si焊絲和E5015焊條。氬弧焊絲在使用前應(yīng)清除其表面的鐵銹、油污、水分及氧化物等，要求呈現(xiàn)出金屬本色或保持原有防銹鍍層。E5015焊條的特點(diǎn)是熔敷金屬擴(kuò)散氫含量較低，具有良好的抗裂性與機(jī)械性能，在焊接過程中，應(yīng)盡量采用短弧，在使用前焊條應(yīng)按說明進(jìn)行烘干，烘干溫度為350℃，恒溫時間為1h，恒溫后置于保溫箱內(nèi)，隨用隨取，對焊條發(fā)放應(yīng)有記錄，用不完的焊條回收后可重新烘烤使用，但不得超過兩次，現(xiàn)場應(yīng)放在保溫桶內(nèi)，凡發(fā)現(xiàn)藥皮脫落、返潮的焊條不得使用。

2.2彎管加工

彎管使用的管材必須經(jīng)外觀和UT檢查合格，熱煨彎管的最小彎曲半徑為5倍公稱直徑，熱煨彎管應(yīng)在有合格資質(zhì)的正規(guī)廠家進(jìn)行加工，彎管煨制完成后必須進(jìn)行外觀檢查及無損檢測，外觀檢測要求無裂紋、無過燒、無皺折、橢圓率小于5%、彎曲角度偏差小于1.5mm/m，且不大于5mm/m，對每批彎頭應(yīng)取樣進(jìn)行理化分析和金相分析。

2.3管道坡口加工及管道清理

坡口加工必須采用磁力切割機(jī)切割而成，切割后必須采用砂輪機(jī)休整，保證管口的端面傾斜度，同時清除坡口表面氧化層，要求：①坡口表面不得有裂紋、重皮、凹凸、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等，②坡口角度70o±5o、鈍邊1～1.5mm、管口橢圓度＜5%、管口橢圓度=（長軸～短軸）/長軸×100%。

管道清理是指對鋼管內(nèi)的石塊、泥土等雜物加以清除，對鋼管表面進(jìn)行噴砂除銹，達(dá)到規(guī)定的等級要求，為保證質(zhì)量刷一遍高溫漆，待現(xiàn)場安裝完成后，再刷第二遍高溫漆。

2.4補(bǔ)償器預(yù)制

為保證施工質(zhì)量補(bǔ)償器應(yīng)在專用的鋼平臺上預(yù)制施工，補(bǔ)償器預(yù)制前應(yīng)對90°和U型彎頭的尺寸進(jìn)行復(fù)核，角度偏差及歪扭度不應(yīng)超過允許范圍。預(yù)制時應(yīng)用粉線測定，確保四個彎曲角處于同一平面內(nèi)，同時保證補(bǔ)償器的幾何尺寸，允許偏差為：①懸臂長度：±10mm②平面歪扭偏差：≤3mm/m，最大不超過10mm。

2.5混凝土支架施工

2.5.1基坑開挖

根據(jù)支架、支墩、跨架的放線位置，按設(shè)計尺寸開挖基坑，遇地下水位較高的部位要采取排水措施。

基坑開挖后，如發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)情況應(yīng)及時通知設(shè)計及監(jiān)理，按圖紙要求，對地基進(jìn)行換填處理。換填用中砂分層夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)≥0.97，每層不大于300mm，換填寬度大于基礎(chǔ)邊300mm。

基槽挖方完畢之后，先自檢，合格后，辦理基槽驗(yàn)收記錄，報專業(yè)監(jiān)理工程師復(fù)核，進(jìn)行下一道工序。

2.5.2模板工程

模板必須有較強(qiáng)的剛度和穩(wěn)定性能，支撐必須牢固，接縫嚴(yán)密，防止漏漿，模板安裝結(jié)束，進(jìn)行全面自檢、標(biāo)高、漏洞、幾何尺寸，合格后報監(jiān)理工程師核定，辦理分項工程報驗(yàn)記錄，簽批后進(jìn)行下道工序

2.5.3鋼筋工程

所進(jìn)場鋼材加工后，有現(xiàn)場監(jiān)理監(jiān)督送檢，按設(shè)計的規(guī)格、品種、型號、數(shù)量進(jìn)行預(yù)制加工、分類堆放。

鋼筋綁扎必須按圖紙要求的品種、規(guī)格、標(biāo)高、幾何尺寸、數(shù)量進(jìn)行綁扎。

鋼筋的規(guī)格、形狀、尺寸、數(shù)量、位置、間距、排距、錨固長度必須符合設(shè)計要求。

鋼筋綁扎工程完成后，進(jìn)行自檢，合格后報專業(yè)監(jiān)理工程師核驗(yàn)，并辦理隱蔽工程驗(yàn)收記錄，簽字，方可進(jìn)行下道工序。

2.5.4混凝土工程

砼施工前，砂、石、水泥及配合比由具有資質(zhì)的試驗(yàn)室出具檢驗(yàn)報告和配合比通知單，拌制混凝土，采用機(jī)械攪拌，機(jī)械震蕩，嚴(yán)格按配合比通知單計量配置攪拌，攪拌過程嚴(yán)格水灰比控制，攪拌后的混凝土在45min內(nèi)用完，間歇時間不大2h。

砼澆筑過程中做好試塊不少于三組，待28天送實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果報監(jiān)理審定。

砼澆筑6～7h后進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于7d，夏季增加養(yǎng)護(hù)次數(shù)，以保證砼的濕潤。

2.6管線組對焊接

管線組對時，嚴(yán)禁采用斜口，不得強(qiáng)力對口，管線焊口應(yīng)錯開支架，焊口距支架中心距離不小于300mm，難以錯開時應(yīng)改加短節(jié)，為保證焊口不變形，注汽管線所加短節(jié)不得小于500mm。

管線焊接時，氬弧焊所使用的氬氣純度應(yīng)不低于99.9%，氬弧焊前應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱長度為焊口每側(cè)不小于150mm。手工電弧焊前，對前一層要認(rèn)真清理，確認(rèn)無缺陷方可進(jìn)行下一層焊接，焊后應(yīng)仔細(xì)清理表面的飛濺物、熔渣等，然后用自制的保溫盒進(jìn)行保溫緩冷。

2.7焊口檢測

要求焊縫感觀質(zhì)量應(yīng)外形均勻，成型應(yīng)較好，焊縫與焊道、焊道與母材之間應(yīng)平滑過渡，焊渣和飛濺物應(yīng)清除干凈。外觀檢測合格后，對焊口進(jìn)行無損檢測，不合格應(yīng)返修，返修不得超過2次。

2.8焊后熱處理

無損檢驗(yàn)合格后，對需要硬度測試的焊口用RWK～A型電阻加熱器進(jìn)行熱處理，將焊口兩側(cè)約150mm處加熱至700℃，加熱速度不大于220℃/h，恒溫半小時后，進(jìn)行緩冷，冷卻速度不大于270℃/h，溫度降至100℃以下時，自然冷卻。

焊后熱處理完后，用HLN11型里氏硬度計測試焊口硬度值，硬度值不超過225HB為合格。

2.9支座安裝

管線全部焊接完成后進(jìn)行支座安裝，固定支座的設(shè)定位置應(yīng)準(zhǔn)確，嚴(yán)格按圖紙進(jìn)行布置，支座中心與支墩中心一致，滑動支座應(yīng)偏離支架中心，按補(bǔ)償器的遠(yuǎn)近偏移距離為50mm、100mm（靠補(bǔ)償器最近的為100mm），偏移方向向固定支架一側(cè)。

2.10管線試壓

管線安裝完成后應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)，試壓時升壓應(yīng)緩慢，全線巡線無滲漏、無壓降為合格，在試壓過程中，除巡查人員外，管線附近不得有人，不得帶壓錘擊管線，如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)卸壓后進(jìn)行修補(bǔ)，嚴(yán)禁帶壓修補(bǔ)，試壓完成后應(yīng)進(jìn)行管線吹掃，無水滴為止。

2.11管線保溫

先清除第一層高溫漆上的泥土等雜物，補(bǔ)刷第一層的漏點(diǎn)和磨損處，再刷第二遍高溫漆。保溫時，保溫材料兩層之間應(yīng)錯開接頭，保溫完成后外觀不得有明顯的凹凸、張口。

3　結(jié)語

總之，高壓注汽管道施工應(yīng)高度重視施工過程中的質(zhì)量控制，質(zhì)量達(dá)到了要求，才能確保不出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故。以上內(nèi)容為筆者根據(jù)施工驗(yàn)收規(guī)范以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合十多年與高壓注汽管道施工打交道的一些經(jīng)驗(yàn)提出的一些淺顯的見解，希望能為以后同類管線施工提供幫助。

［1］工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50184～2010.

［2］現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范GB50236～2011.