海洋石油平臺鋼結構制造質量控制方法解析

張歡歡

（海洋石油工程股份有限公司，天津300452）

0 前言

海洋石油開采是一項高成本、高技術、高風險的作業活動，對開采裝備的質量要求非常高。本研究主要是對海洋石油工程鋼結構制造過程中的各種質量控制要素進行解析。

1 項目投標階段質量控制要素

項目投標階段，招標方（項目業主或者總承包商）的標書中提出的每一項質量要求都會對項目成本、施工難度等造成影響，因此風險分析和技術澄清是投標階段的兩個重要質量控制要素。

1.1 風險分析

進行項目風險分析時，首先應仔細閱讀招標文件，對篩選出來的風險進行分類，然后描述具體的風險事件及其對項目的潛在影響，最后找出緩解策略及方法。風險分析的目的是找出潛在風險項，避免不合理的報價對公司造成的重大經濟損失。某投標項目風險分析如表1所示。

1.2 技術澄清

進行項目技術澄清時，需要找出詢問的參考章節、條款，具體描述出需要澄清的內容。技術澄清的目的是找出招標方技術文件中難以理解的條款，讓業主給出清晰明確的回答，由此判斷項目的運行可行性和成本。某投標項目技術澄清表如表2所示。

表1 某投標項目風險分析

2 質量控制文件的控制要素

質量控制文件主要包括檢驗程序和ITP（檢驗與試驗計劃）。

表2 某投標項目技術澄清表

檢驗程序主要描述的是項目施工過程控制方法，從材料到貨開始，包括下料、組對、焊接、外觀、NDT、熱處理、熱調直、現場硬度實驗，到組件釋放等，每個環節應當如何進行質量控制。

ITP是項目運行過程中，預先設置質量控制節點，當施工進行到此節點時，質量人員進行檢查，合格后才能繼續進行下一步工作。編制ITP時主要設置好質量控制點，達到既能控制好項目質量，又便于現場施工，同時得到業主和第三方的認可。主要質量控制點的定義、類別及適用范圍見表3。

表3 主要質量控制點的定義、類別及適用范圍

3 現場施工工序質量控制要素

建造現場施工工序主要包括材料檢驗、組對檢驗、焊接過程監控、外觀檢驗、NDT、熱處理檢驗、現場硬度試驗、組件釋放等。各工序質量控制要素如表4所示。

表4 各工序質量控制要素

3.1 材料檢驗質量控制要素

材料檢驗包括到貨檢驗、下料切割前材料確認、切割后材料跟蹤。

材料到貨檢驗時，檢驗員應依據到貨清單和材質證書檢查等級、型號、爐批號、數量、尺寸等，發現不合格材料時，及時進行標記并存放在指定區域[1]。

下料切割前，應依據圖紙劃好切割尺寸線，確認好材質、尺寸，切割后，將原始鋼印包括爐批號、桿件號等信息轉移至切割后的各桿件。

核對鋼板表面爐批號，如圖1所示，使用超聲波測厚儀檢查材料厚度，如圖2所示。

圖1 核對鋼板表面爐批號

圖2 檢查鋼板厚度

3.2 組對檢驗質量控制要素

組對檢驗時，首先應依照WPS檢查接頭節點型式（包括坡口角度、鈍邊、間隙、錯皮等情況）是否在偏差范圍內；其次，檢查構件裝配尺寸，包括直線度、橢圓度、垂直度等[2]。

檢查組對間隙，如圖3所示，測量裝配尺寸，如圖4所示。

圖3 檢查組對間隙

圖4 檢查裝配尺寸

3.3 外觀檢驗質量控制要素

對焊道進行外觀檢驗時，首先應檢查焊道表面的不連續（包括裂紋、氣孔、咬邊等）情況是否超出驗收標準的要求；其次，檢查焊縫輪廓和尺寸（包括凸度、凹陷、焊角、焊瘤、焊喉、余高等[3]）是否滿足驗收標準的要求。

表面電弧擊傷如圖5所示，測量焊角尺寸如圖6所示。

3.4 NDT檢測質量控制要素

NDT檢測主要是嚴格按照驗收規范的要求進行缺陷判定，檢驗員應持有規定級別的證書，有秉公執法的態度和責任心，嚴格按照操作程序和步驟進行檢測。

MT檢驗員檢查發現的裂紋如圖7所示。

圖5 表面電弧擊傷

圖6 測量焊角尺寸

圖7 MT發現的焊縫表面裂紋

3.5 熱處理質量控制要素

焊后對焊縫進行熱處理是消除焊縫內部應力和擴散氫的重要措施，只有保證操作方法和步驟正確，才能夠保證應力消除和擴散氫的釋放[4]。

檢驗員首先應查看熱電偶及溫度記錄儀的校準，熱電偶是否與被加熱接頭緊密接觸，分布是否均勻，數量是否充足；開始升溫后，檢驗員需使用紅外線測溫槍等測溫工具，測量起始溫度和保溫溫度，并記錄保溫時間，依據焊縫厚度，保證充分的熱處理時間，并保證不超過允許的升溫及降溫速率。吊點板熱處理檢驗如圖8所示。

3.6 現場硬度試驗

圖8 吊點板熱處理檢驗

現場硬度試驗通常用于多次或嚴重受熱影響的焊道及母材區域，例如進行過熱處理、熱調直、電弧擊傷、返修焊道等。這些區域受熱影響后，焊縫組織容易發生相變，產生一些淬硬組織[5]。

硬度檢測儀在使用前，QC檢驗員必須確保其在計量有效期內。硬度測試的方法必須參考廠家推薦的手冊。每次硬度測試前，檢驗員必須使用試塊進行現場校訂。

需測試的表面必須依據ASTME92要求仔細準備，以避免焊接和打磨影響到硬度測試。試樣區表面應清潔、光順、平坦、無氧化物，滲碳、渣質及銹蝕。油漆、氧化膜、坑或其他表面涂層應完全移除。準備測試的表面必須按照廠家推薦的要求進行打磨圓滑和磨光。

由于硬度測試是一種平均測試，通常檢驗員在同一區域進行3次測試，獲得3個測試值。計算這3個測試值的平均值，并將其作為該測試區域的最終硬度值。

4 結論

總結海洋石油平臺鋼結構制造各工序質量控制要素，為今后相關企業進行生產制造、發現潛在風險、控制產品質量提供借鑒和參考。