管道施工質(zhì)量的控制措施

孫繼超，劉吉飛，郝孟江，朱保慶，陳希

(1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；2.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

管道是海洋石油平臺工藝流程的重要組成部分，為了嚴(yán)格控制好管道的建造質(zhì)量，要求各方面人員進(jìn)行密切合作，加強(qiáng)質(zhì)量意識，了解管道建造工藝中的各個環(huán)節(jié)。

1 材料質(zhì)量控制

1.1 材料裝卸、存放及保護(hù)質(zhì)量控制

所有的材料在儲存、裝卸時應(yīng)避免損壞和污染。法蘭密封面應(yīng)無油漆，密封面用法蘭密封蓋保護(hù)。

易受損的螺紋件應(yīng)該用塑料螺紋保護(hù)件或其他有效措施予以保護(hù)。用塑料蓋封堵管子的端部，以防止水及污垢進(jìn)入管線內(nèi)部。

1.2 材料檢驗(yàn)與質(zhì)量控制

所有預(yù)制和安裝的管材都必須標(biāo)記避免安裝錯誤，標(biāo)記在沿管線軸向易于觀察的地方，碳鋼管線和不銹鋼管線的壁厚標(biāo)記方法如表1所示。

表1 碳鋼管線和不銹鋼管線的壁厚標(biāo)記方法

2 管道預(yù)制質(zhì)量控制

2.1 下料、切割質(zhì)量控制

不銹鋼及Cu-Ni合金管不許允用鋼印標(biāo)記。在每一個預(yù)制管段上盡可能的減少預(yù)制焊口和現(xiàn)場焊口數(shù)量。管線相鄰的兩環(huán)焊縫之間的最小間距離應(yīng)大于管壁厚的5倍或75 mm，兩者中取大值。管線的對接焊縫上不應(yīng)有開孔，支管連接，支管支撐等。

碳鋼材料可用無齒鋸切割或火焰切割的方法切割，不銹鋼材料應(yīng)用切割機(jī)或加工的方法切割，Cu-Ni合金材料應(yīng)用切割機(jī)切割?；鹧媲懈顑H用于碳鋼的粗成形，不適用于其他材質(zhì)管線。火焰切割后，經(jīng)處理后表面應(yīng)該平滑，切割之后應(yīng)將表面的熔渣、氧化皮等徹底清理干凈。切口端面傾斜偏差≤管外徑的1%且≤3 mm。

2.2 坡口、端口質(zhì)量控制

所有對焊管線應(yīng)按要求開相應(yīng)的焊接坡口。不同材質(zhì)坡口加工方式如表2所示。

表2 不同材質(zhì)坡口加工方式

2.3 組對質(zhì)量控制

組對應(yīng)在專用的胎具上進(jìn)行，不銹鋼及Cu-Ni合金材料要在碳鋼胎具上墊上膠皮或其他類似物。管道不得強(qiáng)力組對，不許使用刀把。點(diǎn)焊必須是符合要求的有資質(zhì)的焊工進(jìn)行操作。不允許用錘擊、千斤頂或其他機(jī)械方式矯正。

管段組對時允許的最大錯邊量為1.5 mm。不同管線壁厚焊接時，管線焊接壁厚差大于等于3.0 mm時需要對管線焊接端作削邊處理、管線焊接端削邊長度大于等于4倍的管線壁厚差。不同管線材料組對錯邊量如表3所示。

表3 不同管線材料組對錯邊量

承插管件組對時，插入端頂部至承插口底部的間隙為1.5～2.0 mm，以防止在插焊/或焊接后承插口底部破裂。

2.4 尺寸精度質(zhì)量控制

管線預(yù)制完后的尺寸偏差應(yīng)符合ASME B31.3的要求，長度尺寸偏差不許允累計，長度和直線尺寸偏差不應(yīng)超過3.0 mm。法蘭面應(yīng)與軸線垂直其偏差為0.25°即法蘭面偏斜不超過5.0 mm/m。

所有定位焊必須由具有相應(yīng)焊接資格的焊工施焊，組對完的管段按要求進(jìn)行報檢且合格后方能焊接。預(yù)制好的管線將管內(nèi)清掃干凈，兩端封口，以防雜物進(jìn)入。

3 管線安裝質(zhì)量控制

穿墻及過甲板的管道應(yīng)加護(hù)管，管道焊縫不應(yīng)置于套管內(nèi)，穿墻套管長度不得小于墻厚或甲板厚度。護(hù)管應(yīng)高出甲板，穿過防火墻壁的管道和套管的間隙應(yīng)按技術(shù)要求填塞防火材料。

3.1 管支架安裝質(zhì)量控制

管支架應(yīng)安裝在管線沒有對接焊縫的地方。環(huán)焊縫距支吊架凈距不小于50 mm，熱處理焊縫距支吊架凈距不小于焊縫寬度的5倍，且不小于100 mm。

管支架應(yīng)焊接在平臺的柱結(jié)構(gòu)、甲板、模塊或撬塊上，管支架不應(yīng)擱在格柵、甲板或其他非結(jié)構(gòu)原件上。支架螺栓孔應(yīng)比螺栓直徑大1.5 mm，所有螺栓孔應(yīng)采用鉆孔以保護(hù)油漆，不能用火焰切割的方法切割。盡量減少臨時支架，必須加臨時支架時應(yīng)快速制作，以免傷害管子和存在潛在的人員風(fēng)險[1]。

3.2 管線安裝質(zhì)量控制

管道安裝前需要檢查管支架是否合適并已焊接檢驗(yàn)完畢，所配管的設(shè)備是否已經(jīng)就為、找正并固定完畢，管段內(nèi)部是否清理干凈無雜物。法蘭口的覆蓋物或臨時盲法蘭應(yīng)保留在管法蘭或法蘭連接的設(shè)備和閥上一直到連接管線為止。在噴砂和油漆時，按照法蘭面的大小所有的法蘭密封面應(yīng)固定上臨時橡膠墊加以保護(hù)。盲板(或插板)插在設(shè)備法蘭管口處，以防止外來雜物進(jìn)入，或在管線試壓中起隔壓作用。

主要管線在安裝過程的重要位置(如：閥門處、支管處，拐彎處)必須按所在甲板的軸線及標(biāo)高核對其坐標(biāo)位置。管線安裝時，在小尺寸管、螺紋接管、儀表和設(shè)備等上不允許施加任何載荷。所有低點(diǎn)排放和高點(diǎn)放空應(yīng)設(shè)在容易接近和操作的地方。

安裝不銹鋼和Cu-Ni合金管線時，不得用鐵質(zhì)工具敲擊，不銹鋼和Cu-Ni合金管與支架間應(yīng)墊上聚四氟乙烯墊，并使用帶聚四氟乙烯襯的鍍鋅絕緣U型螺栓固定管道，使不銹鋼和Cu-Ni合金管線與其他材質(zhì)隔離。

在連接碳鋼法蘭和不銹鋼法蘭時應(yīng)用法蘭絕緣設(shè)施包括但不限于用絕緣螺栓、絕緣墊片和絕緣平墊。

螺紋應(yīng)用螺紋加工機(jī)或螺紋加工工具制作，螺紋表面應(yīng)光滑并涂上允許的專用潤滑油。所有的螺紋應(yīng)修整干凈，不允許有毛刺或剝落物。螺紋連接應(yīng)防止損壞。螺紋加工或吊裝過程中應(yīng)特別注意鍍鋅層的保護(hù)，如被卡傷應(yīng)消除缺陷，用罐裝鋅液噴涂，修復(fù)鍍鋅層。螺紋管安裝時可使用聚四氟乙烯帶保證螺紋密封。公用氣、儀表氣系統(tǒng)需用螺紋密封膠。

需涂塑或鍍鋅的碳鋼管(螺紋連接管除外)，預(yù)安裝且水壓試驗(yàn)合格后拆下來，清理干凈并清楚的標(biāo)記后進(jìn)行涂塑或鍍鋅。涂塑或鍍鋅完畢后回裝。

在液壓試驗(yàn)完畢后，拆下8字盲板或插板，檢查法蘭平行度和同軸度應(yīng)符合要求。

管線與閥門焊接時，管道系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)清潔。閥門安裝前，應(yīng)按要求進(jìn)行試壓。法蘭閥門和螺紋閥門應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)下安裝，焊接閥門連接時不得關(guān)閉。安全閥在安裝前應(yīng)經(jīng)調(diào)校、檢定合格且有鉛封，安全閥應(yīng)垂直安裝。有流向要求單向閥、過濾器、孔板流量計等，安裝時應(yīng)按圖紙要求安裝以免出錯。

法蘭安裝時應(yīng)檢查法蘭密封面及墊片，不得有影響密封性能的劃痕、銹斑等缺陷，管徑大于等于3″且壓力級別大于等于300lb的工藝管線法蘭的螺栓需要用力矩扳手緊固。所有螺栓應(yīng)完全伸出螺母并且每條螺栓最少應(yīng)露出2扣螺紋。

4 焊接質(zhì)量控制

4.1 焊接要求質(zhì)量控制

根部接頭的焊縫應(yīng)100%的焊透，根部的間隙應(yīng)利于根部全焊透。當(dāng)材料厚度≥19 mm時，其對接焊的坡口應(yīng)進(jìn)行著色檢查。鍍鋅及涂塑管必須使用鎢極氬弧焊以利于內(nèi)部焊道的除銹。

管道上嚴(yán)禁焊接臨時附件，所有的管線(管排)應(yīng)用管支架固定，固定的方法不應(yīng)損壞管子的表面，焊接管件的接頭的定位焊縫應(yīng)該為永久性的或者臨時點(diǎn)焊的焊材必須與母材相同。每道焊口組對時，點(diǎn)焊的長度應(yīng)在12～18 mm之間，以便點(diǎn)焊焊口牢固并且按照焊接工藝要求進(jìn)行預(yù)熱。焊口根部必須全焊透和全熔。如果沒有全焊透和全熔或有裂紋，則必須將不合格的點(diǎn)焊縫全部打磨掉。所有的點(diǎn)焊在焊接時應(yīng)削薄。

Cu-Ni合金、不銹鋼、雙向鋼在焊接后應(yīng)用不銹鋼絲刷將其表面的氧化物去掉。并且用不易燃、無毒的液體進(jìn)行清洗其表面，以去除表面的油污。

4.2 預(yù)熱與熱處理質(zhì)量控制

當(dāng)環(huán)境溫度低于0 ℃時，碳鋼在焊接時應(yīng)在始焊處100 mm范圍內(nèi)預(yù)熱到15 ℃以上。當(dāng)壁厚＞25 mm時，應(yīng)按要求對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。

5 檢驗(yàn)質(zhì)量控制

傳送天然氣及壓力等級大于CL600的管線及管件存放前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行PT或MT檢驗(yàn)抽檢比例為5%(且不少于1)。不允許存在線性缺陷，若出現(xiàn)質(zhì)量問題需雙倍檢測。

不銹鋼管線與支架(比如：管鞋、鞍座)需要進(jìn)行PT檢測。抽檢比例為5%。不允許出現(xiàn)裂紋、燒透及其他裂縫。

6 工藝檢查質(zhì)量控制

管線安裝后，應(yīng)進(jìn)行管、管件、閥門的規(guī)格等級，法蘭和閥門中螺栓的緊固情況，管件和閥門的流向，管線系統(tǒng)的完成情況，壓力試驗(yàn)管線NDT合格與否進(jìn)行檢查。

7 壓力試驗(yàn)質(zhì)量控制

管線安裝完成后，對管線焊接質(zhì)量，管線、管件承壓能力作進(jìn)一起檢查。

8 結(jié)語

要有一個好的管道施工質(zhì)量，需要從材料采辦、管道預(yù)制、管道安裝、焊接、檢驗(yàn)、工藝檢查、壓力試驗(yàn)層層把關(guān)，每一道環(huán)節(jié)都應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行各項規(guī)章程序。只有這樣，才能夠切實(shí)提高管道施工質(zhì)量，給整個管道提供更加安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。