面向風險管控的全過程海底管道監造要點

李健(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

管道運輸是海洋油氣行業資源載體輸運的重要手段，視為海洋油氣開發生產的生命線。與陸基油氣管道相比，海底管道由于其所處工況環境的惡劣性，施工、維修、檢測監測難度巨大，且當事故發生時，極易造成巨大的經濟損失及環境破壞。

在管道的全生命周期中，完整性管理在設計、制造、安裝、運行及檢維修階段均占有重要地位，是保障管道質量安全與作業本質安全的重要基石。管道完整性管理指管道系統在其設計生命周期內始終保持其結構與功能的有效性管理方法，確保管道在整個生命周期中完整的管理體系[1]。工程建設階段是達成質量與本質安全的出發點，也是全生命周期中完整性管理的關鍵起點[2]。

1 國內外研究現狀

海底管道完整性管理的概念發軔于20世紀80年代，1995年，潘家華據國外海底管道完整性管理理念，結合國內海底管道工程實踐將其引入國內[3]。隨著近年發展，管道完整性逐漸拓展到工程建設階段期間管道管理。李記科等[4]對海底管道鋼材駐場監造過程中發生的問題進行了介紹，聶暢飛等[5]和劉長胤等[6]分別對油氣管道鋼材采購過程中的管理工作進行了討論。曾紅偉等[7]對管道供應鏈質量風險識別與質量控制體系構建問題進行了說明。

2 海底管道制造階段監造要點

海底管道是海上油氣運輸的基本作業實體，海底管道完整性管理目標的達成需要質量安全作為其必要條件。基于管材管理的海底管道工程建設要點如下。

(1)管料檢查：監控要點包括管材批號、材質、數量、鋼板壁厚、寬度、鐮刀彎測量、外形和理化試驗結果；(2)熱處理：針對各型號管材確定不同的處理溫度、時間等熱處理方案；(3)焊接：對需要進行焊接的管材進行焊接監造，嚴格按照焊接工藝作業并保存焊絲焊劑；(4)探傷及試驗：采用合適的探傷方法對各型號管材進行探傷，開展試壓試驗和理化性能檢驗；(5)入庫：檢查管材重量、表面質量、平直度及標識等最后入庫。

3 海底管道涂敷階段監造要點

油氣管道腐蝕是由于相較于陸地管線更為特殊的工作環境，投產后維修成本遠大于陸地。因此投產前應做好防護措施，加強海底管道涂敷作業質量監控，規范海底管道涂敷過程。

3.1 鋼管防腐作業監控要點

(1)涂料質量檢驗：根據不同管材確定所需涂料，對涂料主要性能參數及儲存環境等進行質量檢驗。

(2)涂料準備：根據涂敷要求確定涂料配比比例，對涂料進行攪拌。

(3)噴涂作業：針對各型管材及涂料設計噴涂作業，作業時嚴格控制涂料均勻性、固化時間及膜厚等作業質量。

(4)成品檢驗：對防腐層黏附強度、防腐層厚度、測漏檢驗及表觀密度等作業質量進行檢查。

3.2 鋼管保溫作業

(1)鋼管質量檢驗：檢查外管涂層和外管坡口完整性，對內管光管進行質量檢驗；(2)聚醚多元醇及多異氰酸酯質量檢查：檢查材質證書、檢驗報告、包裝是否完整，檢查儲存環境及日期；(3)鋼管表面處理與預熱：檢查內管表面銹、塵、油污清除干凈，檢查鋼管預熱溫度是否滿足材料廠家推薦溫度，檢查鋼管表面是否有水分；(4)保溫涂敷：檢查木塊綁扎、料溫調節符合要求，檢查吊管入模固化后內外管相對位 置與圖紙一致；(5)成品檢驗：檢查確定表觀密度、抗壓強度、吸水率、閉孔率、導熱系數、尺寸變化率、重量變化率、強度增長率等，并確保上述量化參數滿足要求。

3.3 鋼管配重質量監控要點

(1)配重材料：對水泥、骨料、鋼絲網及水等配重材料按照設計要求進行檢驗；(2)配重管涂敷：該階段主要監控涂敷溫度、稱重設備、涂敷及間隔時間等關鍵節點進行控制；(3)成品檢驗：配重管成品后需要對成品進行外觀質量、涂層厚度、涂層密度、涂層吸水率等進行質量檢驗；(4)鋼管陽極安裝質量控制要點：根據現場工作程序主要從原材料接收、陽極準備、陽極安裝位置、陽極焊接工藝評定、陽極芯焊接、陽極導線焊接、焊接區防腐、陽極間隙填充、陽極表面清潔進行質量控制。

4 海底管道存儲及運輸階段監造要點

管道質量監控環環相扣，海底管道存儲及運輸階段的監控也必不可少。本節將從以下方面對存儲及運輸階段的監造要點進行討論。

4.1 防腐鋼管儲存質量監造要點

(1)裝卸設備檢查：吊鉤、索具表面檢查、避免沖擊載荷、吊鉤、索具的經常性檢查、起重機械定期按標準檢查；(2)防腐管卸貨前檢查：有缺陷防腐管卸貨前記錄、通知監理、質檢員簽字確認、標識；(3)堆垛及標識：鋼管堆放層數、堆垛前固定擋塊防止塌垛、標識垛號及項目信息；(4)卸貨后管道檢查：該要點主要檢查管長、壁厚、彎曲、表面狀態；(5)儲層數據記錄：核對垛號、鋼管規格、項目名稱碼單等。

4.2 防腐管海運運輸質量監造要點

(1)防腐管裝船前檢查：質檢證書、產品合格證、核對發貨清單、成品管外觀、數量、規格檢查清單、船舶裝運能力及承運資質、防海水措施；(2)裝卸設備檢查：吊具表面檢查、吊鉤應在管口接觸區域(斜面處)加襯緩沖材料、吊鉤應有足夠的寬度和深度、采用尼龍吊帶吊裝防腐管；(3)支撐條和墊塊檢查：支撐墊至少四道；支撐墊寬度至少200 mm；支撐墊高度∶環氧粉末管/3LPE管≥100 mm ；防腐保溫管≥150 mm；(4)管端保護檢查：檢查船艙內襯木板、裸露管端涂刷防銹可焊接涂料涂刷、管端保護器安裝、裸露管端涂刷防銹可焊接涂料(管端打磨處理后涂刷)；(5)裝運層數檢查：按照API RP 5 LW附錄A進行復核計算；(6)裝船記錄及發運單填寫：按項目程序文件和規格書要求填寫。

5 海底管道安裝階段監造要點

海底管道的安裝是管道監造的重要階段，前期各監造階段均是為該階段做好基礎，標準的管道安裝鋪設對管道其他防護具有促進作用，同時管道鋪設質量的好壞直接影響著管道使用壽命。主要安裝質量控制節點有以下內容。

(1)路由預調查：該鋪管流程中需要控制的內容有作業工作區域、水深、聲納測線布置距離、淺地層剖面深度及成果文件審核。

(2)預挖溝：根據地質及環境條件，確定各區段的開挖斷面尺度，保證溝型、深度以及坡度。

(3)海管驗收：管道驗收包括管體檢查和涂層檢查兩部分，檢查主要是對管道存儲、運輸、吊裝過程中管體和涂層的完好情況。

(4)海底管道鋪設：設施安全、管端表面清潔度、坡口角度、剩磁強度、焊接質量、節點涂敷質量、棄管等作業質量。

(5)立管安裝：立管安裝分為整體安裝方法和水下法蘭連接方法，主要質量控制要點有立管預制、安裝作業區域及螺栓緊固效果。

(6)膨脹彎安裝：膨脹彎通常由直管段、彎管和法蘭焊接而成，主要控制要點有膨脹彎尺寸、彎曲半徑、角度、彎頭預制、水下安裝位置等。

(7)后挖溝：挖溝機位置、挖溝作業路由、溝深及拖拉力等。

(8)安裝后調查：海管安裝完畢以后，需對現場進行聲吶旁掃聲吶測量及淺地層剖面測量，對海底管道、電纜的路由進行質量檢查。

6 結語

海底管道建設水平和監造效果直接影響著管道“出生時的健康”，對海底管道的本質安全水平具有重大影響。文章從海管工程建設階段監造要點入手，探討了包含海管制造、海管涂敷、海管存儲及運輸、海管安裝等全過程監造要點。整體上為相關的海底管道工程建設質量安全管控提供完整性管理策略，為中國重大海洋工程的設計施工提供關注重點，最終有效提升建造及維護效率，為實現管道工程本質安全提供有力的技術基礎和理論支撐。