長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制分析

倪 曉

（河北省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，河北 石家莊 050020；河北省承壓設(shè)備檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050020）

考慮到我國(guó)油氣資源分布不均，石油、天然氣等多種能源在我國(guó)各地分布不均，為了滿足各地的需要，常常需要借用長(zhǎng)距離輸送這些能源，通過有效利用長(zhǎng)距離輸送管道，可以有效地解決地區(qū)間資源分布不均的問題。而焊接是長(zhǎng)輸管道施工中的重要工藝環(huán)節(jié)，選擇合適的焊接工藝對(duì)長(zhǎng)輸管道的整體性能有很大影響，因此，開展長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制的研究具有重要意義［1］。

1 長(zhǎng)輸管道的特點(diǎn)

1）長(zhǎng)輸管道采用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造，管壁厚度8mm以上較厚，焊接工藝根據(jù)不同需要采用多層焊接，因此，長(zhǎng)輸管道受氣候影響較小，安全性能可靠，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)能源運(yùn)輸，無噪音，運(yùn)輸過程中材料本身?yè)p耗小，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，管道埋深大，對(duì)地形環(huán)境要求高，施工方便，占地面積小，最重要的是，能耗低，運(yùn)輸成本低，易于實(shí)現(xiàn)批量運(yùn)輸，發(fā)展信息自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)輸管道遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控，節(jié)約管理費(fèi)用，提高運(yùn)輸效率。

2）這種管道存在著一些缺陷，很難調(diào)整運(yùn)輸路線，而且缺乏足夠的靈活性，只能采用單向運(yùn)輸。通過對(duì)長(zhǎng)輸管道特點(diǎn)的分析，不難發(fā)現(xiàn)這是一種可行的運(yùn)輸方式，但是在鋪設(shè)時(shí)要結(jié)合實(shí)際，當(dāng)然在施工中也存在一些不足，為保證長(zhǎng)輸管道的順利鋪設(shè)，需要人們時(shí)時(shí)注意并加以克服。

3）對(duì)長(zhǎng)輸管道的焊接，有關(guān)單位要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，搞好職能管理，從而全面提高焊工素質(zhì)。第一，根據(jù)國(guó)家對(duì)長(zhǎng)輸管道焊接的戰(zhàn)略要求，通過舉辦知識(shí)講座、施工人員培訓(xùn)等形式，加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)焊接理念的有效滲透，明確焊工的職責(zé)。針對(duì)焊接工藝的具體要求，明確不同施工人員的責(zé)任，保證規(guī)范有序的焊接作業(yè)，全面提高責(zé)任覆蓋率，有效地避免了工藝實(shí)施中的隱患。重點(diǎn)加強(qiáng)焊接技術(shù)培訓(xùn)，使施工人員掌握先進(jìn)的焊接工藝和具體操作流程，使施工人員在進(jìn)行具體焊接作業(yè)時(shí)更加專業(yè)化［2］。

4）長(zhǎng)輸管道是指輸送介質(zhì)的場(chǎng)所與儲(chǔ)存庫(kù)及使用單位之間的專用管道，一般要經(jīng)過省、市、縣等區(qū)域，跨越江、河等流域，因此，在長(zhǎng)輸管道建設(shè)過程中應(yīng)配有壓力泵等設(shè)備，以提供足夠的輸送能力。根據(jù)長(zhǎng)輸管道輸送介質(zhì)的性質(zhì)不同，對(duì)長(zhǎng)輸管道的用料、介質(zhì)種類、壓力等級(jí)、溫度條件進(jìn)行了分類［3］。

2 長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制中的幾個(gè)問題

研究長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)，首先要明確長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制存在的不足。根據(jù)我國(guó)長(zhǎng)輸管線焊接作業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，其缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 “焊道咬肉”問題

長(zhǎng)輸管道焊接時(shí)，常出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象，其主要原因是焊縫對(duì)母材坡口的覆蓋不足，而采用金屬焊接。咬邊現(xiàn)象的出現(xiàn)，將大大減少母材整體受力面積。通過力學(xué)分析，減小了受力面積，使母材承受更大的同樣壓力，這一現(xiàn)象將嚴(yán)重影響長(zhǎng)輸管的使用壽命。

2.2 長(zhǎng)輸管道存在“夾渣”現(xiàn)象

長(zhǎng)輸管道焊接時(shí)，極易產(chǎn)生各種銹蝕、熔渣和其它雜物，這些雜物在長(zhǎng)輸管道上出現(xiàn)后，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，會(huì)使管道嚴(yán)重磨損。特別是一些體積較大的雜物，其周圍還存在著一些形狀比較尖銳的物體，對(duì)整個(gè)長(zhǎng)輸管道造成了嚴(yán)重磨損。此外，長(zhǎng)時(shí)間夾渣存在于長(zhǎng)輸管道表面，會(huì)導(dǎo)致其受力均勻度降低，進(jìn)而在以后的使用中，進(jìn)一步降低長(zhǎng)輸管道的質(zhì)量，嚴(yán)重影響管道的安全。

2.3 非常規(guī)“韌性”和“強(qiáng)度”

對(duì)韌性差、焊接強(qiáng)度不能滿足要求的長(zhǎng)輸管道來說，焊接問題占了很大一部分。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料顯示，在焊接過程中，由于未按法規(guī)要求進(jìn)行規(guī)范操作，造成長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量存在較大缺陷。投產(chǎn)后，會(huì)出現(xiàn)安全隱患。長(zhǎng)輸管道焊接過程中會(huì)出現(xiàn)韌度、強(qiáng)度等不合格現(xiàn)象，導(dǎo)致管道管體撕裂，嚴(yán)重威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2.4 人類影響和社會(huì)環(huán)境

1）在不同區(qū)域，人口密度對(duì)焊接質(zhì)量的影響基本一致。焊縫質(zhì)量保證方面，我國(guó)東部長(zhǎng)輸管道焊縫施工與西部長(zhǎng)輸管道焊縫施工相比，由于人工密度大、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，極易導(dǎo)致不能連續(xù)施工，造成焊縫留頭多，留頭少，焊縫成本高。2）溫度、濕度等氣候條件都會(huì)影響焊接質(zhì)量。3）流動(dòng)性結(jié)構(gòu)。伴隨著工程的推進(jìn)，長(zhǎng)輸管道焊接陸續(xù)展開焊縫質(zhì)量的變化難以保證。4）受制于地形條件，長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)施工過程中會(huì)遇到許多因素，焊點(diǎn)數(shù)量的變化直接影響焊接質(zhì)量。5）如果地點(diǎn)狹窄，也可進(jìn)行機(jī)械焊接，但不宜采用高級(jí)焊接技術(shù)［4］。

3 長(zhǎng)輸管道焊接質(zhì)量控制對(duì)策

3.1 加強(qiáng)質(zhì)量控制減少“焊道咬肉”問題的出現(xiàn)

1）要提高長(zhǎng)輸管道的焊接質(zhì)量，就必須進(jìn)行焊接質(zhì)量控制，加強(qiáng)焊接規(guī)范建設(shè)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)著重對(duì)長(zhǎng)輸管道焊工的操作能力進(jìn)行考核，使其達(dá)到規(guī)范要求，從而有效地保證焊接質(zhì)量，同時(shí)相關(guān)部門也要定期對(duì)長(zhǎng)輸管道焊工進(jìn)行培訓(xùn)，使他們不斷地學(xué)習(xí)，提高自己的技術(shù)水平。

2）長(zhǎng)輸管道焊接工程施工單位應(yīng)針對(duì)長(zhǎng)輸管道焊接作業(yè)的開展，建立相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)構(gòu)，對(duì)長(zhǎng)輸管道焊接工程的每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一步進(jìn)行有效的監(jiān)督，實(shí)行“責(zé)任分配制”將責(zé)任分配制落實(shí)到每一名工人，使每一名工人認(rèn)真、負(fù)責(zé)地完成長(zhǎng)輸管道焊接作業(yè)，避免出現(xiàn)“焊道咬肉”現(xiàn)象。重點(diǎn)在于建立一整套質(zhì)量管理體系。

3）在長(zhǎng)輸管道焊接過程中，通過建立有效的質(zhì)量控制體系，可以有效地消除焊接強(qiáng)度不合格現(xiàn)象。對(duì)長(zhǎng)輸管道的整體質(zhì)量進(jìn)行定期檢查工作，對(duì)焊接部位進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)臋z查，可以有效地避免管體開裂，做到“防患于未然”［5］。

3.2 加強(qiáng)長(zhǎng)輸管道的清理工作

1）由于焊接過程中焊縫產(chǎn)生的各種殘留物都會(huì)對(duì)管道造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題，甚至對(duì)整個(gè)長(zhǎng)輸管道的結(jié)構(gòu)造成破壞，因此，在焊接過程中，應(yīng)定期清理管道內(nèi)的殘留物，以保證在管道內(nèi)無過多的雜物，從而保證能量在以后的使用過程中的平穩(wěn)輸送，對(duì)于管道的各個(gè)部位，要注意均勻，避免局部碰撞，這樣才能保證能量的連續(xù)輸送。對(duì)正在使用的管道，在進(jìn)行日常清洗時(shí)，由于化學(xué)腐蝕等原因，還需要充分保證管道內(nèi)壁的光潔度，以提高管道的使用壽命，同時(shí)進(jìn)一步延長(zhǎng)管道的輸送質(zhì)量［6］。

2）長(zhǎng)輸管道接縫處理也是能夠進(jìn)行質(zhì)量控制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制的重要因素。對(duì)于焊工而言，在焊接過程中，還需要對(duì)焊工的操作進(jìn)行一定程度的處理，以避免管子內(nèi)部出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而避免產(chǎn)生焊接問題，保證整個(gè)長(zhǎng)輸管道的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和使用壽命。

3.3 提高焊接強(qiáng)度加以控制

根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，長(zhǎng)輸管道的焊縫余高不應(yīng)小于1.6 mm，長(zhǎng)輸管道的焊縫寬度不應(yīng)小于1.6 mm。對(duì)長(zhǎng)輸管道焊縫中的余高、加寬內(nèi)容，應(yīng)準(zhǔn)確把握，以實(shí)現(xiàn)各部分之間的有效連接；另外，對(duì)長(zhǎng)輸管道焊縫中的余高、加寬內(nèi)容，還可根據(jù)管道的實(shí)際施工情況，進(jìn)行合理調(diào)整，制定焊縫修補(bǔ)制度，以幫助操作人員及時(shí)、有效地修補(bǔ)不合格的管道管體，保證管道的整體修補(bǔ)質(zhì)量，避免頻繁出現(xiàn)的修補(bǔ)問題，既節(jié)省修補(bǔ)費(fèi)用，又能提高輸送電能的質(zhì)量。

3.4 焊接環(huán)境控制

長(zhǎng)輸管道在施工過程中由于材料的原因會(huì)產(chǎn)生很多質(zhì)量問題，為了有效地提高其焊接質(zhì)量，必須加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制。購(gòu)買鋼管，法蘭，焊料，管件，閥門等壓力管件，一定要選擇質(zhì)量可靠的廠家，所有材料或焊料上的標(biāo)記必須完整、清晰，所有產(chǎn)品都必須有質(zhì)量證明。同時(shí)，材料使用前還要再次進(jìn)行檢查，以確定是否有質(zhì)量缺陷，確保原材料的質(zhì)量和規(guī)格符合要求，方可投入生產(chǎn)，在長(zhǎng)輸管道施工中，原材料控制是保證焊接質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)［7］。

3.5 施工人員管理

在任何施工質(zhì)量控制過程中“人”是第一要素，在焊接質(zhì)量控制中也同樣如此。從事壓力管道受壓元件焊接的焊工，必須通過基本知識(shí)和操作技能考試合格后，取得質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的焊工合格證，而且在有效期內(nèi)才能進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的焊接工作。施工企業(yè)必須與焊工簽訂勞動(dòng)合同。堅(jiān)決杜絕無證人員從事焊接工作。焊接機(jī)組所有人員都必須圍繞保證焊接質(zhì)量這個(gè)中心，盡心、盡責(zé)、盡力做好本崗位工作。另外，質(zhì)檢員要起到嚴(yán)格把關(guān)的作用。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)給予糾正，及時(shí)反饋質(zhì)量信息，防止不合格品發(fā)生。

3.6 原材料的控制

長(zhǎng)輸管道在施工過程中由于材料的原因會(huì)產(chǎn)生很多質(zhì)量問題，為了有效地提高其焊接質(zhì)量，必須加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制。購(gòu)買鋼管，法蘭，焊料，管件，閥門等壓力管件，一定要選擇質(zhì)量可靠的廠家，所有材料或焊料上的標(biāo)記必須完整、清晰，所有產(chǎn)品都必須有質(zhì)量證明。同時(shí)，材料使用前還要再次進(jìn)行檢查，以確定是否有質(zhì)量缺陷，確保原材料的質(zhì)量和規(guī)格符合要求，方可投入生產(chǎn)，在長(zhǎng)輸管道施工中，原材料控制是保證焊接質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。

3.7 焊接設(shè)備和檢驗(yàn)儀器工具

高電壓管道焊接需要具備氬弧焊、自動(dòng)焊、手弧焊、焊條干燥、焊縫熱處理等工藝性，才能保證焊接質(zhì)量。一切顯示、測(cè)量和檢查用的儀器、儀表，必須經(jīng)過周期檢查，并在有效期內(nèi)使用，如：安培計(jì)、濕度計(jì)、風(fēng)速計(jì)、壓力計(jì)、焊口尺、紅外溫度計(jì)等。

4 結(jié)語(yǔ)

因?yàn)殚L(zhǎng)輸管道在施工過程中有著非常重要的意義，所以對(duì)它的施工質(zhì)量要有保證，焊接是長(zhǎng)輸管道施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以焊接控制必須加強(qiáng)，只有這樣才能保證長(zhǎng)輸管工程的順利進(jìn)行。