石油化工管道焊接工藝與質量控制措施分析

徐慶海

摘要：焊接質量控制是石油化工管道施工中的一項關鍵工作，焊接質量的控制管理十分復雜，涉及多方面因素，需要各方共同努力才能真正做好這一工作。

中圖分類號: Ｕ１７文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

隨著石油天然氣市場前景的明朗以及化工品的需用量增加，許多石油化工公司和儲運公司紛紛設立石油化工廠及石化存儲基地。石油化工管道如今大都為高溫高壓、易燃、易爆、有毒有害等介質的管道，并且管道的焊接工程量大，焊口眾多，如果焊接質量控制不好，很容易產生質量問題，因此焊接質量控制至關重要。施工方必須在安裝過程中嚴格遵守國家、地方及行業標準規范，通過建立健全完善的質量管理體系，堅持實行嚴格的全過程質量控制，抓好主要的控制環節，為管道焊接質量的管理提供充分的保障。

一、石油化工壓力管道施工中存在的問題

1、個別業主出于投資費用的考慮，不能由設計院直接提供管道軸測圖（俗稱：單線圖），施工單位被委托或不得不人工繪制單線圖；有的項目由于工期的壓力，詳細設計時間緊、任務重，單線圖多次升版，為管道施工過程中的單線圖管理帶來額外的麻煩和負擔。

2、由于近年來國外石油化工巨頭及國外工程公司大舉進入中國市場，對中高級技術人才需求量大，待遇高，國內石油化工建設公司的人才流失嚴重，技術力量青黃不接。許多項目在管道施工前，技術人員不能按照設計要求、標準、規范及項目特點、現場實際情況來制定切實可行的施工方案并對施工班組進行充分的技術交底，為焊接質量控制埋下了隱患。

3、同樣由于施工單位技術、質量管理力量不足，不能及時采用近年來管道施工最先進、科學的管理理念，如：單線圖管理、焊接與無損檢測的軟件化管理、管道的工廠化預制等，管理水平幾十年徘徊不前。

4、焊接施工過程中存在未取得施焊項目合格證的焊接操作人員，或者沒有在合格證核定的項目及規定的期限內承擔焊接作業，造成焊接質量失控。

5、施工現場的管道材質種類繁多，材料的可追溯性管理不到位，管材及管件色標及標識的移植不及時，造成材料混用，將帶來災難性后果。

6、焊接技術交底不清楚或焊接工藝指導書執行不嚴格，容易產生焊接工藝參數失控。有的施工工人隨意改變坡口的尺寸及形式，改變電流電壓等參數，為了早點下班甚至加快焊接速度，使焊縫產生諸如裂紋、咬邊、氣孔、夾渣、未融合等多種超標缺陷。

7、焊接材料的種類很多，因為焊材的烘烤、發放、回收工作流于形式，不能做到徹底的跟蹤管理，當班剩下的焊材不能及時回收，或者沒能及時重新根據規定烘干，導致焊材的混用和焊工隨意取用焊材。也有的焊條保溫桶的使用不規范，致使焊條受潮，以上所有這些都會對焊接質量產生不良影響。

8、管道施工焊接的場地不斷變換，焊接設備不斷移動，引起設備零部件損壞，從而導致焊接參數改變，最后影響焊接質量。

9、施工環境管理不當，不能根據現場的環境變化及時采取防護措施，這也會妨礙焊接質量。

10、管道安裝大多是露天野外作業，地點很多且分散，技術、質量管理、無損檢測人員不能及時到位，點口錯誤，控檢比例不夠，無損檢測找焊口困難、無損檢測結果滯后、不能根據缺陷情況及時制定返修工藝、返修不及時等，都將直接影響焊接質量。

二、常規的管理措施

從當前全國石油化工工程項目施工及焊接的實際情況看，管道工程大多是現場焊接，焊接工況不易控制，容易產生質量問題。

1、加強焊工的培養和繼續教育

焊接是一種先進的制造技術，在工業、農業、石油化工等領域的應用日益廣泛，焊接技術工人的短缺也成為一個必然的趨勢。焊接工人技術水平的高低將直接影響到壓力管道的焊接質量。所以需要培養大量的焊接技術人員。同時對現有焊接工人的需繼續教育，即結合項目工程實際，時常組織焊工進行學習。另外，還應該建立焊工管理檔案，實行獎罰制度，勉勵和促進焊工不斷提高自身的作業水平。對那些焊接一次合格率高且穩定的焊工，委派其擔任重要管道或管道中重要工序的焊接任務，使焊接質量得到保證。

2、建立全面規范的管理制度和焊接管理體系

建立健全規范的管理制度和焊接管理體系，是確保壓力管道焊接質量管理工作順利進行的有力武器。一般來說，安裝單位都按照ISO9001:2008建立了相關的質量管理體系和規范的管理制度。如材料（焊材）驗收入庫、保管發放回收體制、焊接管理體制、焊接設備管理體制、焊接檢驗與返修管理體制、各部門及責任人的職責制度、焊工入場考核規定等相關質量管理程序及規定。筆者在2008年~2010年神華集團寧夏煤業集團寧東50萬噸/年烯烴項目上做PMC質量管理工作期間，曾監督相關施工企業嚴格執行焊材烘干、發放、回收記錄及焊接記錄，及時制止了多次焊材用錯的質量事故，取得了不錯的管理效果。

3、焊接前的施工準備及體系審查

焊前應熟悉設計文件、技術條件及相關標準中對焊接質量的要求，編制詳細的焊接工程質量檢驗試驗計劃；編制相關的焊接工程施工方案和焊接工藝規程（WPS）；提供滿足現場實物需要的焊接工藝評定文件。認真驗收材料，特別是管子、彎頭、法蘭等的材質、規格、尺寸偏差等應符合設計要求，實物標記應與質保書一致。檢查焊接設備性能及完好狀況，有關計量儀表靈敏可靠等。項目質保體系建立情況的檢查也是必要的，各責任人是否到位到崗，其履行職責的能力，對于不能勝任者必須調整。

4、加強焊接操作人員的資質審查和入場考試

根據相關程序進行焊接操作人員入場前資質審查，審查施工單位申請入場施焊人員的相關資質證書必須是合格有效的；審查施焊人員資質證書是否可以覆蓋本項目的要求；通過資質審核的焊工還必須經過入場技能考試，以檢驗該焊工的實際焊接操作技能是否符合項目要求。

5、焊接中的施工質量管理

針對石油化工廠生產特性,壓力管道焊接施工全過程的質量控制、管理工作，必須嚴格按照以下幾點進行：所有的焊材是從焊條烘干室領用的，并且由焊工本人簽字，具有可追溯性,防止焊接材料發放、使用錯誤；再者是環境防護的檢查，特別是有風、雨雪等惡劣環境情況下，必須檢查其防范措施是否有效，如果環境情況不能滿足規范要求的，就必須堅決停止施焊；另外，要加強焊接過程中的自檢，對于在焊接過程中發現違規情況，要立即處理。

6、焊接后的焊接質量及管理控制

首先，焊縫外觀的檢驗應在無損檢測之前進行。可以采用標準樣板、焊接檢驗尺、手電筒和工程師鏡等，對其進行100%的外觀檢測，對壓力管道焊縫余高、寬度、咬邊與母材的過渡、接頭錯邊量、棱角度等進行檢查，并做好焊接檢查記錄。不同標準對不同級別的管道外觀合格的判定寬嚴程度是不同的，必須熟悉相關標準，按照標準執行。其次，焊縫內部質量的檢驗通過無損檢測方法來判別，無損檢測方法和檢測比例要滿足設計、標準、規范的要求。此外，及時對射線探傷底片、無損檢測報告進行檢查，對于需要返修的焊縫，應嚴格執行返修工藝，并做好返修施焊記錄。返修必須是在熱處理和壓力試驗之前進行。

三、近年來先進的管理理念

1、加強工廠化預制

鑒于管道工程大多數是現場焊接，焊接工況不易控制的現實，自2000年以來國內大型石油化工工程大力推廣管道的工廠化預制，如上海賽科90萬噸/年乙烯工程，由中國石化集團投資，在距離安裝現場二至三公里的范圍內征地，建立了五個大型管道加工廠，即使是管廊上的管道也都在加工廠預制，連直管段也是將兩根定長12米的管子焊接在一起再拉到現場安裝，這樣算下來管廊的管道預制量也超過50%，裝置區的管道預制更是到達75%以上，極大的保證了焊接質量和施工工期