極寒條件下長輸油氣管道工程質(zhì)量管理要點

武文輝，解清宜

石油天然氣工程質(zhì)量監(jiān)督總站，河北廊坊 065000

極寒條件下長輸油氣管道工程質(zhì)量管理要點

武文輝，解清宜

石油天然氣工程質(zhì)量監(jiān)督總站，河北廊坊 065000

極寒條件下油氣管道工程施工往往面臨著工期緊、任務重、對工程質(zhì)量要求高、影響工程質(zhì)量的因素多等實際困難，保證工程建設質(zhì)量的難度極大，這對工程質(zhì)量管理工作提出了更高的要求。首先基于工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作經(jīng)驗，針對極寒條件下長輸油氣管道工程存在的質(zhì)量問題，分析各方責任主體的原因，并提出應對措施；而后重點從施工準備、管溝開挖和回填、管道組對和焊接、管道防腐補口和補傷等施工各個階段，較為詳細地闡述了工程質(zhì)量管理的要點。

極寒氣候條件；長輸油氣管道；工程質(zhì)量；管理要點

長輸油氣管道工程一般具有線路距離長、輸送壓力高、管道口徑大、所經(jīng)路由地形復雜、自然環(huán)境條件惡劣等特點[1]，我國東北地區(qū)的長輸油氣管道工程就面臨著極寒氣候條件對工程質(zhì)量的考驗。以中俄原油管道工程為例，其途經(jīng)的黑龍江省漠河縣、塔河縣、新林區(qū)是全國氣溫最低的縣區(qū)，其中漠河縣年平均氣溫-4℃，平均無霜期76～100 d，最低極端氣溫-52.3℃；塔河縣年平均氣溫-2.4℃，平均無霜期98 d，最低極端氣溫-45.8℃；新林區(qū)年平均氣溫-3℃，平均無霜期80 d，最低極端氣溫-46.9℃。并且部分地段因不規(guī)則永凍土、沼澤和建設工期等原因必須冬季施工作業(yè)。

極寒條件下油氣管道工程往往面臨著工期緊、任務重、對工程質(zhì)量要求高、影響工程質(zhì)量的因素多等實際困難，保證工程建設質(zhì)量的難度極大，對工程質(zhì)量管理工作也提出了更高的要求。以下基于工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作經(jīng)驗，針對極寒條件下長輸油氣管道工程存在的質(zhì)量問題，分析各方責任主體的原因，提出應對措施和工程質(zhì)量管理重點的建議。

1 存在的主要質(zhì)量問題

筆者依據(jù)對四條油氣長輸管道工程檢查出的質(zhì)量問題數(shù)據(jù)，分別從管道項目、實體質(zhì)量和質(zhì)量行為、冬季和非冬季施工等不同角度，對質(zhì)量問題數(shù)量進行了統(tǒng)計和對比，見表1和圖1。

從表1和圖1可以看出，冬季施工期間質(zhì)量問題總數(shù)、各類質(zhì)量問題較非冬季施工均有所上升。冬季施工質(zhì)量問題總數(shù)比非冬季施工質(zhì)量問題總數(shù)多出44%；冬季施工期間焊接施工和防腐補口、補傷施工質(zhì)量問題較多，分別占冬季施工問題總數(shù)的16%和17%；冬季施工期間施工單位質(zhì)量行為問題數(shù)量最多，占冬季施工問題總數(shù)的29%。以下介紹冬季施工期間幾個典型的質(zhì)量問題。

（1）某長輸原油管道工程某保溫防風棚外罩單層帆布比較單薄且密封性差，保溫效果差，導致保溫防風棚內(nèi)焊接環(huán)境溫度達不到焊接工藝規(guī)程的要求。

表1 四條油氣長輸管道工程質(zhì)量問題統(tǒng)計

圖1 四條管道項目非冬季與冬季施工質(zhì)量問題數(shù)量對比

（2）某長輸原油管道工程線路某焊口，在第一層填充焊接過程中層間溫度現(xiàn)場實測值為-15.9℃，不符合焊接工藝規(guī)程不低于60℃的要求。

（3）某長輸天然氣管道保溫被老舊且長度不夠，數(shù)量不足，某焊口填充焊接完成后將焊口直接裸露，未按冬季施工要求加保溫被緩冷。

（4）某長輸原油管道工程，管道與堅硬凍土管埻之間未加設草墊等柔性措施保護防腐層。

（5）某長輸原油管道工程防腐保溫管補口未采用防風保溫棚，在極寒氣候條件下露天施工；保溫被長度不能完全覆蓋補口熱收縮帶，不能達到有效的緩冷效果。

（6）某長輸原油管道工程在管溝溝底冰塊未清除的情況下實施了管道下溝作業(yè)。

2 應對措施

（1）編制冬季施工專項方案并嚴格審批。EPC總承包商及施工承包商應結(jié)合項目的實際情況，借鑒以往工程的質(zhì)量管理經(jīng)驗，對極寒條件下長輸原油管道工程的各工序，詳細地編制冬季施工方案，有針對性地采取應對措施。工程項目建設單位和監(jiān)理單位要嚴格審批冬季施工方案。施工承包商要按照冬季施工方案的規(guī)定，及時準備好相關(guān)機具、設施、材料。

（2）施工承包商要嚴格按照冬季施工方案的規(guī)定，在工程施工中保證各項措施落到實處。工程項目建設單位、監(jiān)理單位、EPC總承包單位要適時組織冬季施工質(zhì)量專項檢查，組織對有關(guān)人員的質(zhì)量計劃和冬季施工方案的宣貫培訓，督促極寒條件下長輸原油管道工程冬季施工措施到位。

（3）監(jiān)理單位要充分發(fā)揮現(xiàn)場監(jiān)理人員巡視檢查、旁站監(jiān)理的作用，加大對極寒條件下長輸原油管道工程冬季施工措施的監(jiān)理力度，加強施工質(zhì)量驗收工作，切實保證冬季施工質(zhì)量。

3 工程質(zhì)量管理要點

3.1 施工準備階段

（1）做好施工承包商現(xiàn)場作業(yè)人員的質(zhì)量交底和培訓工作，對經(jīng)過審批的質(zhì)量計劃和冬季施工方案，進行詳細交底和宣貫培訓。同時按照冬季施工方案的要求，準備好相關(guān)機具、設施、材料。

（2）在管材運輸、裝卸、布管過程中，要對所有吊具、捆扎用具、車輛底部與管道接觸部位等增加膠皮膠墊，采取加裝防滑鏈等相應措施，要選用低溫鋼吊具；在堅硬凍冰凍土地段，要在地面鋪設橡膠板、苯板或草墊等措施后再進行裝卸、布管作業(yè)，防止損壞損傷防腐層。

3.2 管溝開挖、回填階段

（1）在極寒氣候條件下，對堅硬的凍土層或石方地段可采用爆破施工方法開挖管溝[2]。管溝開挖施工要結(jié)合實際情況編制專項施工方案，制訂質(zhì)量保證措施，保證管溝開挖質(zhì)量。

（2）管道下溝前要將管溝內(nèi)的積雪、冰塊等清理干凈，防止管道下溝過程中損傷防腐保溫層。

（3）在管道回填之前凍土要粉碎至粒徑符合要求后，方可作為管道底部和管頂回填細土使用。回填土中不得含有冰雪或凍結(jié)的腐殖土等。管溝回填時要分層夯實，減少回填土體的融化下沉量。對于高含冰量多年凍土區(qū)管溝回填，存在著來年暖季的融化下沉問題，要在凍土第二年暖季融化后進行融沉恢復。

（4）管道下溝環(huán)境溫度不宜低于-30℃。

3.3 管道組對、焊接階段

（1）在管道組對施工時，首先對鋼管管端內(nèi)外壁進行除濕，除掉管端內(nèi)外殘留的冰、雪、霜，使管壁上的濕氣完全蒸發(fā)。管口組對應采用中頻加熱對管口進行預熱，預熱溫度應在焊接工藝規(guī)程要求的基礎上適當增加20～30℃。

（2）在極寒條件下，管道焊接作業(yè)要在防風保溫棚內(nèi)進行[3]。防風保溫棚壁宜采用復合保溫板材，外壁覆蓋保溫被或帆布層，棚底部要鋪設隔熱板以防止棚內(nèi)熱量向地面散失，同時棚內(nèi)要采用電暖氣、浴霸等加溫措施進行加熱，棚內(nèi)溫度要達到規(guī)定要求后方可作業(yè)。

（3）管端預熱溫度達到后要立即進行根焊，根焊時要注意管端的封堵，防止管內(nèi)穿堂風影響焊接質(zhì)量。焊接過程中，可在焊口兩側(cè)管端采取電加熱帶持續(xù)加溫，保證焊接層間溫度和管端溫度，防止在極寒低溫氣候條件下，溫度降低過快，層間溫度應在焊接工藝規(guī)程要求的基礎上適當增加20～30℃。焊接過程中，要嚴格落實質(zhì)量三檢制，質(zhì)量檢查人員、作業(yè)施工人員要及時檢查預熱溫度和層間溫度情況，確保溫度控制符合要求，保證焊接質(zhì)量。

（4）作業(yè)施工機組應當日及時完成整道焊口的焊接，遇到特殊情況不能完成整道焊口時，一般應至少完成三層焊道，且焊道厚度不小于管道壁厚1/2，其后繼續(xù)焊接前，要先對焊道兩側(cè)不少于300 mm的范圍均勻加熱，在除掉管內(nèi)外冰雪、霜凍、水汽后，再將整道焊口均勻加熱到規(guī)定溫度，方可作業(yè)。

（5）蓋面焊接完成后，要在焊道上包裹保溫被，減緩焊道的冷卻速度。保溫被的厚度、材料、規(guī)格宜先進行測試試驗，合格后才可使用。施工現(xiàn)場保溫被宜放置在防風保溫棚或暖房內(nèi)，以保證保溫被使用時，溫度能夠達到焊接工藝規(guī)程和冬季施工方案的要求，有條件的可對保溫被進行烘烤加溫。

（6）焊道返修也要按照前述要求，采取極寒條件下焊接施工質(zhì)量措施，保證返修施工質(zhì)量。

（7）在極寒氣候條件下，當采取各種措施都無法達到焊接施工所需的環(huán)境條件時，應立即停止焊接施工作業(yè)。

3.4 管道防腐補口、補傷階段

（1）管道防腐補口、補傷材料要按照有關(guān)要求存放在庫房內(nèi)。現(xiàn)場施工時，在運輸過程中和現(xiàn)場存放過程中，要注意存放溫度滿足材料的脆化溫度性能指標，使用時要隨用隨取。

（2）極寒條件下，3PE防腐補口應盡量采用機械化作業(yè)，保證管口預熱、噴砂除銹、底漆涂刷、熱收縮袋安裝質(zhì)量。不具備采取機械化防腐補口作業(yè)條件的，防腐補口施工宜在保溫防風棚內(nèi)進行，保溫防風棚的質(zhì)量要求可參見3.3節(jié)焊接作業(yè)要求。

（3）防腐補口作業(yè)完成后，管口要及時用保溫被包裹，以減緩防腐補口熱收縮帶的冷卻速度。保溫被的厚度、材料、規(guī)格宜在試驗測試合格后選定。施工現(xiàn)場保溫被使用可參見3.3節(jié)焊接作業(yè)要求。

（4）極寒氣候條件下，防腐補傷要注意保證補傷處的施工溫度，防腐補傷盡量在保溫防風棚內(nèi)進行。

4 結(jié)束語

通過中俄原油管道工程（漠河-大慶段）、中俄原油管道二線、陜京四線輸氣管道、中俄天然氣東線管道工程試驗段等長輸油氣管道工程的建設，各參建單位吸取工程質(zhì)量管理的經(jīng)驗教訓，不斷完善冬季施工方案，及時采取冬季施工有效措施，積累了極寒氣候條件下長輸油氣管道工程施工質(zhì)量管理經(jīng)驗，為保證施工質(zhì)量，編制和完善極寒條件下長輸油氣管道施工質(zhì)量計劃、冬季施工方案打下了良好的基礎，對即將全面建設的中俄天然氣東線（北段）輸氣管道工程施工質(zhì)量管理具有一定的借鑒意義。

[1]張斌，錢成文，王玉梅，等.國內(nèi)外高鋼級管線鋼的發(fā)展及應用[J].石油工程建設，2012，38（1）：1-4.

[2]馮大永.永凍土、季節(jié)性凍土、凍土沼澤地段長輸管道大開挖施工[J].石油工程建設，2012，38（6）：93-95.

[3]張存華，張海力，張明瑾，等.X70鋼管道冬季焊接和防腐的技術(shù)措施[J].石油工程建設，2009，35（S2）：110-112.

Key points of quality management of long distance oil and gas pipeline engineering under extremely cold weather condition

WU Wenhui，XIE Qingyi
GeneralAdministration of Quality Supervision of Petroleum&NaturalGas Projects，Langfang 065000，China

Oiland gas pipeline engineering construction under extremely cold weather condition often faces many difficulties such as time limit for the project，heavy task， high quality requirement and many other factors affecting engineering quality.Based on the experience from practical engineering quality supervision and management，and aimed at existing problems in long distance oil and gas pipeline engineering under extremely cold weather condition，the reasons from the liability subjects are analyzed and corresponding measures are put forward.Then，key points of engineering quality management are discussed in detail with respects to construction preparation，trench excavation and refilling，pipeline aligning，welding，field joint coating and repair for anticorrosion.

extremely cold weather condition；long distance oil and gas pipelines；engineering quality；key points of management

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.06.022

武文輝（1976-），男，山東寧津人，高級工程師，1998年畢業(yè)于中國石油大學（華東）熱能工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事石油天然氣工程質(zhì)量監(jiān)督業(yè)務管理工作。Email：wu_wenhui@126.com

2017-06-21