壓力管道安裝質量常見問題及分析*

(山東省特種設備檢驗研究院有限公司，山東 濟南 250101)

《中華人民共和國特種設備安全法》(中華人民共和國主席令 第四號)第二十五條[1]明確規(guī)定，壓力管道元件制造及壓力管道安裝過程,應經特種設備檢驗機構按照安全技術規(guī)范的要求進行監(jiān)督檢驗后，方可交付使用。目前各檢驗機構按照《壓力管道安裝安全質量監(jiān)督檢驗規(guī)則》(國質檢鍋[2002]83號)[2]開展管道安裝監(jiān)督檢驗工作，對于規(guī)范施工質量、保證管道安全生產運行起到了至關重要的作用。但是從多起工業(yè)管道和公用管道的鑒定、評審及監(jiān)督抽查工作、試安裝工程現場檢驗和竣工資料審查中，發(fā)現存在許多共性問題，現將發(fā)現的問題進行梳理和分析，希望能對建設、設計、管件制造、安裝、監(jiān)理、檢測、監(jiān)督檢驗及監(jiān)管部門有一定的借鑒作用和參考價值。

1 竣工資料不完整

雖然TSG D0001—2009《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道》[3](以下簡稱《管規(guī)》)規(guī)定了工業(yè)管道竣工資料歸檔的要求；但在進行竣工資料審查過程中，發(fā)現普遍存在軸測圖內容不完整、缺少管道元件質量證明書(主要發(fā)生在非系統(tǒng)管道安裝工程時，管道元件多為甲方供料，因此施工單位未將管件的質量證明書納入自己體系管理)、壓力管道設計文件和管道元件合格證的格式和內容不符合《管規(guī)》要求。出現上述問題的原因主要是因為安裝過程表卡分離、資料后補所造成的。此外，由于公用管道尚未出臺安全技術規(guī)范，因此大多公用管道安裝公司竣工資料整理均參考《管規(guī)》進行，存在類似問題。

2 開工資料審查

開工資料包括審查合同評審、開工告知、設計文件、施工組織設計或施工方案、焊接工藝評定報告及焊接作業(yè)指導書等。

2.1 合同評審

大多數安裝單位僅僅將合同評審理解為施工合同，購買管子、管件、焊材和緊固件等材料,未進行合同評審及合同簽訂，將材料由供方評價理解為合同評審，即大多數施工單位對于技術規(guī)范不理解。

2.2 設計文件

目前僅有《管規(guī)》對設計文件的具體內容做出了相應規(guī)定(公用管道大多借鑒工業(yè)管道)，在設計文件審查中發(fā)現存在以下問題：

(1)設計文件不規(guī)范。缺少設計說明(強度計算書)和軸測圖,管道數據表的內容少于安全技術規(guī)范規(guī)定的內容,未按照要求在管道圖紙目錄和管道平面布置圖上加蓋設計許可印章，未給出管道支吊架之間的距離,未注明保溫層材料要求。

(2)設計依據的規(guī)范不準確。工業(yè)管道廣泛地應用于石油、化工、冶金、制藥、能源和環(huán)保等行業(yè)，因此設計、制造、安裝及使用管理的規(guī)范不統(tǒng)一、不齊全甚至有矛盾，有的設計依據中注明了多個規(guī)范標準;但卻未引用《管規(guī)》和GB/T 20801—2008《壓力管道規(guī)范——工業(yè)管道》[4]，同時技術說明中又未明確具體的檢驗要求，使得施工檢驗標準沒有統(tǒng)一的尺度，缺乏可操作性。

(3)材料選用不規(guī)范。設計單位、設計人員水平參差不齊，很多工業(yè)管道在設計時就選材不當，或結構先天不足。如有毒和可燃介質采用商品級緊固件，不符合其設計引用標準HG/T 20613—2009《鋼制管法蘭用緊固件》[5]5.03的規(guī)定；未結合具體工程對材料提出特殊驗收要求，如20號鋼管用于液氯管道時，未按照《管規(guī)》的要求提出應符合超聲檢測L2.5級，導致探傷級別為L4的20號管道用于液氯管道；材料表中僅有材料牌號和規(guī)格，而無執(zhí)行標準。焊接材料選用不當，例如張幼德[6]認為氧氣管道碳鋼與不銹鋼異種鋼焊接，氬弧焊焊絲采用H0Cr19Ni9是不合適的，因為采用18-8型焊材，異種鋼焊接接頭熔合區(qū)沖擊韌性較低，如控制不當，過度稀釋，焊縫處金屬中將形成脆性馬氏體組織，并有出現裂紋的可能。應采用25-13型1Cr24Ni13(或309)焊絲和A302焊條。

(4)蒸汽管道未進行泄漏性試驗。

2.3 施工方案

施工方案是現場施工的技術作業(yè)文件，但大多數安裝單位施工方案生搬硬套，內容不符合相應規(guī)范要求或者缺乏現場指導性，主要問題如下：

(1)缺少現場質量保證體系任命文件，無法保證現場安裝質保體系有效運轉。

(2)內容簡單，未結合施工規(guī)范，明確各工序質量檢驗要求。

(3)借用其他工程施工方案，未結合自身工程進行消化吸收。

(4)施工方案中缺少儀器設備和人員配備等信息。

3 材料檢驗

選用合適的材料是確保管道質量的重中之重，通過對竣工資料審查，發(fā)現材料質量證明文件存在眾多問題，不符合《管規(guī)》的要求。

3.1 材料質量證明文件

(1)大多管道元件及管道組成件材料質量證明書上缺少“TS”標識。

(2)合格證和產品質量證明書內容和格式不符合《管規(guī)》要求，如缺少管道組成件合格證、質量證明書未加蓋質檢章、非標件缺少設計計算書和圖樣。

(3)鋼管缺少液壓試驗見證，如未做耐壓試驗，也未采用無損檢測代替液壓試驗。

(4)化學成分及機械性能不符合要求，如S和P化學成分超標、抗拉強度和延伸率低于標準要求。

(5)質量證明書中缺少管道元件熱處理狀態(tài)。

(6)合金鋼管道組成件未進行表面檢測。

(7)未按照設計文件要求提供奧氏體不銹鋼E法晶間腐蝕試驗見證。

3.2 材料驗收

(1)管道元件未按照要求放置在管架上，且未進行三區(qū)劃分。

(2)管道元件和管道組成件未按照其制造標準要求標識執(zhí)行標準、材質、規(guī)格、壓力等級、密封形式和“TS”標識，無法與其合格證或質量證明書進行核對檢查。

(3)未按照GB/T 20801—2008的規(guī)定，按照比例進行抽檢，或有抽檢記錄，但檢驗記錄不符合要求，如閥門耐壓試驗時間為1 min，未達到5 min要求；不銹鋼閥門耐壓試驗未注明Cl-質量分數；合金鋼管道、螺栓、螺母未按照要求進行硬度和光譜分析；GC1類管道或者C類流體管道管子、管件，未進行外表面磁粉或滲透檢測。

(4)部分管道元件圓度不符合要求，且厚度不均勻；部分管道表面點蝕嚴重。

4 焊 接

壓力管道安裝現場大多數在露天，焊接條件復雜、惡劣，因為焊接缺陷引發(fā)了多起管道事故，如湖北當陽“8.11事故”，造成巨大人員傷亡和財產損失，因此控制好焊接過程，是保證壓力管道施工質量的關鍵環(huán)節(jié)。

4.1 焊接工藝評定

(1)未按照NB/T 47014—2011《承壓設備焊接工藝評定》[7]進行焊接工藝評定或未轉化。

(2)管道焊接多為GTAW+SMAW，屬于組合評定，應做側彎試驗；但大多數企業(yè)均為面彎和背彎試驗，即對NB/T 47014—2011規(guī)范不理解。

(3)PE焊接工藝評定試樣不符合TSG D2002—2006《燃氣用聚乙烯管道焊接技術規(guī)則》[8]附錄A2-A3的要求，如電熔承插焊接工藝評定試樣未進行靜液壓強度試驗；電熔管件剖面未按照45°角進行切開。

4.2 焊工超項次焊接

如某φ57 mm×4 mm氧氣管道的接氣口為φ18 mm×2 mm，該企業(yè)對《管規(guī)》第三條工業(yè)管道的范圍理解不全，認為該支管不屬于壓力管道范圍，缺少公稱直徑<25 mm項次；受施工條件限制，管道“碰死口”可能需要全位置焊工，但施焊焊工缺少6G或6FG項次；焊工項次為GTAW+SMAW，即相當于SMAW焊工項次為帶墊板資質，但實際焊接僅采用SMAW；某焊工項次為FeII/FeIV，實際施焊管道為S30408；某焊工項次為GTAW-FeⅡ-6G-3/57-Fefs-02/11/12，但施焊管道為φ219 mm×7 mm，焊縫金屬厚度不符合要求。

4.3 焊接工藝執(zhí)行

(1)冬季施工未注明焊接環(huán)境的溫度和風速。

(2)未按照要求選用焊接材料和預熱,如異類金屬焊接未按照等強匹配原則選擇焊接材料，未按照預熱溫度高側選擇預熱溫度。

(3)施焊記錄與實際施焊方法和工藝不符，如工藝和施焊記錄為GTAW+SMAW，實物為GTAW。

(4)焊接外觀檢查項目不符合施工規(guī)范要求。

(5)焊材管理混亂，普遍存在不烘干或烘干溫度和時間不符合要求的現象。

(6)公用管道焊縫返修后，擴大檢驗比例不夠。

5 無損檢測

(1)底片質量不符合要求.如無損檢測委托單焊口信息與底片不一致；底片區(qū)域號錯誤、黑度不符合要求、偽缺陷未備注、底片存在水跡、鉛字壓焊縫、未加“F”標識、像質計的靈敏度的選擇和擺放不符合要求。

(2)底片評定不準確，特別是放松了對管道根部內凹的評定(主要是未采用根部內凹對比試塊，評片人員根據經驗判斷)。

(3)某些單位存在拍假片現象。

(4)采用隔張貼片，一次曝光拍多張片，導致焊縫透照厚度比K不符合要求。

6 支吊架、膨脹節(jié)及閥門檢驗與安裝

(1)支架距離不符合設計文件或者標準的要求，導致管道未使用，即發(fā)生橈性變形，建議支架間距的設計選擇可參考《化工管路設計手冊》第9.2.2[9]。

(2)有熱位移的管道支吊架，未將吊桿在熱位移相反方向偏置安裝。

(3)波紋管膨脹節(jié)安裝記錄中缺少預拉伸或預壓縮記錄；波紋管內套焊縫側安裝位置錯誤。

(4)閥門與管道以焊接方式連接時，未采用氬弧焊打底且在閥門關閉狀態(tài)下安裝，無法保證閥門內部清潔且容易造成閥座發(fā)生變形；熱力管道中焊接球閥水平安裝或垂直安裝時，其閥門開關顛倒，且未記錄降溫方式，同時安裝完畢后，未進行2～3次開啟試驗[10]。

7 強度試驗及吹掃

7.1 強度試驗

(1)耐壓試驗報告中缺少壓力表信息，或壓力表精度等級不符合要求，如CJJ 28—2014《城鎮(zhèn)供熱管網工程施工及驗收規(guī)范》[11]中的規(guī)定，熱力管道耐壓試驗壓力表精度不得小于1.0級，而大多數單位按照慣性采用1.6級壓力表。

(2)燃氣用聚乙烯管道耐壓試驗壓力不符合要求，大多數單位僅考慮其1.5 PN，忽略了最小耐用試驗壓力，不符合CJJ 33—2005《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》[12]的規(guī)定。

(3)奧氏體不銹鋼耐壓試驗未注明Cl-質量分數。

(4)當管道的設計壓力大于0.6 MPa時，未經設計或建設單位同意，采用氣壓試驗，且未采取相應的安全防范措施。

7.2 吹 掃

(1)不滿足管道水沖洗的流速不應低于 1.5 m/s或空氣吹掃速度不宜小于20 m/s，空氣吹掃后白靶檢驗時間不足5 min的要求。

(2)蒸汽管道未采用大流量蒸汽進行吹掃或流速小于 30 m/s，且吹掃前，未進行暖管和及時疏水就通入蒸汽，這樣若管道低點存在積水，極易造成“水擊”現象，易引發(fā)管道破裂失效。

8 討論與建議

國內對于壓力管道標準體系的建立相對于鍋爐和壓力容器，相對較晚，而且壓力管道作為工業(yè)生產的“血管”和城市的“生命線”，其應用于各個方面，而行業(yè)標準不統(tǒng)一，甚至有互相沖突的地方，給設計單位和施工單位造成很大的困擾。

(1)目前只有工業(yè)管道有了相對完備的標準體系，但由于其涉及化工、氨制冷、集中供氣、動力管道等不同行業(yè)，但各行業(yè)之間又有不同標準，如何做好工業(yè)管道涉及行業(yè)之間標準的協調關系；以及建立公用管道法規(guī)標準體系(公用管道多屬市政管理，但只是投用后的業(yè)務管理，其施工質量并不涉及)是目前急需解決的問題。

(2)壓力管道施工多為現場施工，往往面臨工期緊、任務重、施焊環(huán)境差、勞動強度高等特點，因此針對大型管道施工現場，建議按照管道單元進行撬裝施工，這樣既提高了工作質量，又降低了勞動強度。

(3)實際安裝過程中，往往是邊設計邊施工，導致安裝過程需要不斷調整，極易造成管道結構不合理或焊接接頭無法進行射線探傷，因此管道安裝也應嚴格執(zhí)行安全生產“三同時”制度。

(4)加強施工單位、檢測單位的質量意識，監(jiān)督檢驗人員應多學習相關法規(guī)標準，多進行施工過程現場檢驗，而非階段性檢驗，將監(jiān)督檢驗落在實處。

注：本論文能夠完成，皆因有幸參加山東省特種設備協會、山東省特檢院有限公司鑒定評審中心組織的鑒定評審及監(jiān)督抽查工作，在此對其表示衷心的感謝。