油氣管道施工質(zhì)量穩(wěn)定性研究

王玉梅(四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司成都分公司，四川 成都 610213)

油氣管道施工質(zhì)量穩(wěn)定性研究

王玉梅(四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司成都分公司，四川 成都 610213)

管道輸送已經(jīng)成為油氣資源輸送的一種主要方式。在油氣管道施工過程中，由于施工周期比較長，施工地形復(fù)雜多變，工作量和施工難度較大。為了保證油氣管道的施工質(zhì)量，需要做好質(zhì)量控制工作。本文首先對隧道油氣管道的施工特點進(jìn)行了分析，然后對施工質(zhì)量控制措施進(jìn)行了分析和探討，保證了工程施工質(zhì)量。

山體隧道；油氣管道；施工質(zhì)量；穩(wěn)定性

油氣資源是現(xiàn)代化社會中重要的一種能源，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有對油氣資源的利用。在新的時代背景下，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對油氣資源的需求也日益增加。為了解決油氣供需矛盾，油氣輸送管道工程的建設(shè)規(guī)模和建設(shè)數(shù)量了日益增加，油氣輸送管道成為了一項重要的建設(shè)內(nèi)容。山體隧道油氣管道施工作為工程施工的重點，對整個工程的質(zhì)量都會產(chǎn)生比較大的影響，需要科學(xué)的選擇質(zhì)量管理措施，保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

1 山體隧道油氣輸送管道的施工特點

油氣輸送管道具有輸送壓力高、運輸距離長等特點，施工復(fù)雜性和特殊性比高。在施工過程中，由于隧道內(nèi)部作業(yè)面小、濕度高，施工條件惡劣，機(jī)具、設(shè)備、人員等比較集中，容易引發(fā)安全事故，施工質(zhì)量控制難度大。而且油氣管道在穿越山體隧道是時，會對隧道四周的環(huán)境造成比較大的影響，容易出現(xiàn)落石、塌方、崩塌等情況，施工危險性比較高。另外，如果在進(jìn)行山體隧道油氣管道施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，會出現(xiàn)油氣泄露的情況，造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失，引發(fā)安全事故。所以在油氣管道施工過程中，需要做好質(zhì)量控制工作。

2 隧道穿越施工準(zhǔn)備工作

2.1 做好輸油管道的除銹和堆放

在進(jìn)行油氣輸送管道的建設(shè)之前，對隧道的具體情況進(jìn)行實際的具體調(diào)查，將施工環(huán)境調(diào)整到最佳狀態(tài)，確保隧道內(nèi)的環(huán)境適合防腐管的運輸，要在隧道附近安排一塊空地進(jìn)行防腐管的臨時堆放，在這塊堆放防腐管的地方根據(jù)設(shè)計方案對防腐管進(jìn)行編號，在一切的準(zhǔn)備工作做好之后就可以進(jìn)行布管了，在隧道內(nèi)進(jìn)行油氣管道鋪設(shè)的一大限制就是空間不足，因此要在防腐管的管口進(jìn)行刷漆，在防腐管的接口處要進(jìn)行除銹劑的噴灑，在進(jìn)行隨帶內(nèi)的油氣輸送管道的鋪設(shè)工作時一定要注意施工安全[1]。

2.2 隧道內(nèi)布管作業(yè)

在進(jìn)行隧道內(nèi)油氣管道鋪設(shè)之前應(yīng)該將洞口的土地進(jìn)行整平，對于摩擦力不夠的地面要進(jìn)行鋪設(shè)具有一定厚度的花紋鋼板來保證在運輸防腐管的過程中不會出現(xiàn)打滑的問題，對于不平整的地面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行整平，確保輸送防腐管的過程中車輛能夠保持平衡，進(jìn)一步減少施工風(fēng)險[2]。對于防腐管的接口處進(jìn)行焊接處理時需要用反光物質(zhì)進(jìn)行明顯的標(biāo)注，保證施工安全，根據(jù)在堆放防腐管處對防腐管所做的標(biāo)號來進(jìn)行防腐管的運輸，在隧道內(nèi)可以將用抓丁連接起來的枕木作為臨時的管墩，對于枕木和防腐管接觸的地方要進(jìn)行鋪墊，避免防腐層發(fā)生損壞，在控制施工質(zhì)量時需要注意以下幾點。

(1)要將鋼管的具體情況確認(rèn)清楚，在進(jìn)行布管的時候需要將防腐層和管端的坡口做好保護(hù)工作。

(2)對于鋼管的具體參數(shù)要進(jìn)行不斷的測量，確保管道以及焊口放置在合適的位置。

(3)在進(jìn)行在隧道內(nèi)的布管工作時需要注意安全，不要為了追求施工速度而出現(xiàn)意外，在進(jìn)行施工的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)確保隧道內(nèi)的通風(fēng)情況，在有坡度的地面上要進(jìn)行反光減速帶的設(shè)置，在進(jìn)行隧道布管時采用圖1的方式來進(jìn)行。

圖1 隧道布管

3 控制隧道內(nèi)的焊接質(zhì)量

3.1 組焊施工工藝（如圖2所示）

圖2 組焊施工流程圖

3.2 焊接前準(zhǔn)備工作

要隧道中進(jìn)行正式的焊接工作之前做好準(zhǔn)備工作，專業(yè)的管理人員要將在焊接過程中將會使用到的工具和材料進(jìn)行檢查，確保一切正常。焊接材料要禁止油類、受潮等有害物質(zhì)侵蝕，將其放到干燥通風(fēng)的室內(nèi)進(jìn)行保存。焊材碼貨架要距離地面300mm以上，距離墻體的距離要在100mm以上，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃、大氣相對濕度大于90%、風(fēng)速大于8m/s的環(huán)境下進(jìn)行施焊時需要采取相關(guān)措施后才可以進(jìn)行焊接。

3.3 預(yù)熱

使用中頻感應(yīng)加熱器和環(huán)形火焰加熱器對管口進(jìn)行預(yù)熱，保證管口加熱的均勻性。如果洞內(nèi)濕度過大，要提升預(yù)熱溫度，并做好防潮處理。一般來說，在管口組對完成后進(jìn)行管口預(yù)熱，預(yù)熱完成后立即進(jìn)行根焊道的焊接。

3.4 控制根焊質(zhì)量

(1)在進(jìn)行根焊工作之前，需要將預(yù)熱的溫度檢查好，在溫度達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)之后才能開始進(jìn)行根焊，在進(jìn)行焊接的過程當(dāng)中需要盡可能的保證焊接位置的對稱，也要保證焊道的厚度符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，厚度不夠的焊道容易起裂紋[3]。

(2)在進(jìn)行根焊的過程中應(yīng)當(dāng)將起弧的位置控制好，起弧的位置不要選在坡口外的鋼管表面。

(3)在進(jìn)行根焊的過程中在連接部位時要進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ァ?4)在進(jìn)行根焊的過程當(dāng)中對于電弧長度的選擇要盡量選取短的，為了使根焊的焊道的厚度符合要求，就需要將焊條與坡口進(jìn)行接觸，并要保證電弧的三分之二都在管口的內(nèi)部進(jìn)行燃燒[4]。

(5)在完成根焊工作之后將內(nèi)對口器進(jìn)行拆除，在進(jìn)行外對口器的根焊時以及將對口器拆除時，需要保證根焊的工作進(jìn)度在一半以上，分布也要盡量對稱均勻。

3.5 控制填充焊質(zhì)量

在隧道中進(jìn)行填充焊的過程當(dāng)中，需要將施工過程中的工藝參數(shù)提前進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)一步保證焊接質(zhì)量，焊道的連接工序需要進(jìn)行盡量的平整，在進(jìn)行下一個焊道的焊接之前需要將前一個焊道中所存在的缺陷進(jìn)行完善，在進(jìn)行填充焊的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)使用自保護(hù)藥芯焊絲來進(jìn)行半自動焊，這樣能夠充分提高填充焊的施工效率以及施工質(zhì)量，較高的焊接電流和電壓也比較適用于填充焊的施工過程。

在進(jìn)行填充焊的施工過程中需要注意控制后焊接的角度，這樣能夠保證焊接的質(zhì)量，在不同的焊接位置所需要采用的后托焊接角度要求都不同，但是都要盡可能的保證后焊接角度的偏小，0°的后托焊接角度適用于在平焊位置進(jìn)行使用，這樣能夠保證在平焊位置保持較好的機(jī)械性能。

在采用半自動保護(hù)焊來進(jìn)行填充焊的時候，需要注意將擺寬控制到一定程度，擺寬的選擇直接影響著焊接氣孔的形成情況，擺寬過寬就容易形成焊接氣孔，擺寬過窄就容易形成凸形焊道，擺寬不合適都容易給施工帶來困難，造成在接下來的焊接過程中出現(xiàn)問題[5]。擺寬的寬度需要根據(jù)坡口的坡度來進(jìn)行決定，擺寬要與坡口進(jìn)行完美配合，過渡自然。在進(jìn)行焊接的時候需要將焊接速度控制好，焊接的厚度要在2mm以內(nèi)，在處理焊口的完成問題時要進(jìn)行規(guī)范處理。

3.6 控制蓋面焊的質(zhì)量

(1)在進(jìn)行蓋面焊工作之前要將填充焊的焊道的表面進(jìn)行整平，焊接道表面如果存在起伏較大的凹凸，就會造成蓋面焊的完成質(zhì)量較低，在管道立焊位置進(jìn)行蓋面焊時需要注意將預(yù)留的坡口深度進(jìn)行控制到1mm以內(nèi)，在平焊和仰焊位置要將坡口深度控制到2-2.5mm，這是為了在進(jìn)行蓋面焊的過程當(dāng)中保障蓋面層的焊道表面不低于母材。

(2)在進(jìn)行蓋面焊的過程當(dāng)中需要選擇中等送絲速度來進(jìn)行焊接工藝參數(shù)的選擇，為了保證焊接物沒有氣孔，盡量選擇較低的焊接電壓。

(3)為了保證焊縫的余高符合要求，就需要在平焊和仰焊的位置進(jìn)行焊接擺寬的增加。

(4)在完成蓋面焊的工作之后需要將焊縫的表面清理干凈，將其中的熔渣和飛濺等清除掉，以免造成檢測的障礙，將不合格的焊縫要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.7 焊口返修

在確定焊口缺陷后，使用角向砂輪機(jī)后砂輪偏（δ=5mm）對缺陷部分進(jìn)行清理，不僅有助于控制開口寬度，同時具有較好的缺陷再限性。利用厚切割砂輪片將剩下的部分切穿，然后將背面的毛刺清理干凈。坡口形式禁止使用圖3中的形式，避免根焊完成后A、B兩點位置熔渣清除困難，影響返修焊縫質(zhì)量。正式進(jìn)行返修焊操作之前，需要對焊口進(jìn)行整體加熱，加熱溫度不能超過絕緣層耐受溫度上限，焊道層設(shè)計如圖4所示。在同一焊口進(jìn)行多處返修時，需要保證一處返修完畢且無誤后進(jìn)行下一處的返修。為了避免受力不均勻出現(xiàn)裂紋缺陷，不允許同時將多處缺陷打開。另外，缺陷返修完成后要進(jìn)行保溫處理。

圖3 坡口設(shè)計

圖4 焊道層設(shè)計

3.8 做好監(jiān)測工作

隧道油氣管道焊接施工時，在管道組裝發(fā)生點焊處很容易出現(xiàn)斷裂將工作人員砸傷。在管道焊接的過程中會因為管道滾動將焊工擠傷，在試壓的過程中還有可能會出現(xiàn)管道爆裂的情況。為了保證焊接質(zhì)量，在進(jìn)行油氣長輸管道焊接施工時，要建立風(fēng)險管理監(jiān)控系統(tǒng)。持續(xù)進(jìn)行考察，重點對特定的施工工序和作業(yè)段機(jī)芯監(jiān)控，避免出現(xiàn)施工風(fēng)險，提高風(fēng)險識別和風(fēng)險管理水平，實現(xiàn)動態(tài)化管理。

4 結(jié)語

在進(jìn)行山體隧道油氣管道施工過程中，質(zhì)量控制是管理的重點，通過采用上述方法對油氣管道的施工質(zhì)量進(jìn)行控制，取得了良好的施工效果，不僅使各個工序的施工質(zhì)量得到了控制，同時最大限度的節(jié)省了施工成本，縮短了施工周期。

[1]胡文君，陳海鵬，馬紅，等.管道隧道Ⅵ級圍巖試驗段支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析--以“西氣東輸”二線東江水下隧道為例[J].天然氣工業(yè)，2015，(01):85-89.

[2]張偉杰.隧道工程富水?dāng)鄬悠扑閹ё{加固機(jī)理及應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2014:15-16.

[3]呂游.巖鷹山隧道內(nèi)天然氣管道泄漏規(guī)律及通風(fēng)方案研究[D].西南石油大學(xué)，2015:18.

[4]李鶴林，李霄，吉玲康，等.油氣管道基于應(yīng)變的設(shè)計及抗大變形管線鋼的開發(fā)與應(yīng)用[J].焊管，2007，(05):68-71.

[5]張文敬.基于有限元方法的油庫復(fù)雜管道結(jié)構(gòu)強度分析研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，(15):189-192.

王玉梅（1972-）女，四川內(nèi)江人，工程師，本科，從事工程管理工作。