油氣管道工程建設(shè)過程中業(yè)主方的焊接質(zhì)量管控

廖福金，趙 杰，吳 疆，程志飛，杜 曼

1.廊坊中油朗威工程項(xiàng)目管理有限公司，河北廊坊 065000

2.中國石油集團(tuán)工程有限公司北京項(xiàng)目管理分公司，北京100029

3.中海瀝青股份有限公司，山東濱州 256600

油氣長(zhǎng)輸管道是根據(jù)我國能源戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和業(yè)主方的業(yè)務(wù)需求而建設(shè)的，其建設(shè)過程必須符合相關(guān)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。選材、設(shè)計(jì)、制造、焊接、驗(yàn)收、施工技術(shù)能力等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)直接影響管道工程焊接質(zhì)量，業(yè)主方作為工程建設(shè)主管方或所有者，需提出焊接質(zhì)量的總體目標(biāo)和要求、管控焊接質(zhì)量形成的過程并最終對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)業(yè)主方也是焊接質(zhì)量的最終受益者和風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者，應(yīng)對(duì)工程的焊接質(zhì)量總體負(fù)責(zé)[1]。

本文在總結(jié)分析中俄二線、陜京四線、中靖聯(lián)絡(luò)線等以往工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從焊接工藝評(píng)定、焊工上崗考試、現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施、焊口質(zhì)量檢查和驗(yàn)收及焊口返修等5個(gè)管理規(guī)定方面歸納梳理出油氣管道工程建設(shè)過程中焊接質(zhì)量業(yè)主方的主要管控措施[2-5]，并指導(dǎo)了中俄東線（黑河－長(zhǎng)嶺）工程建設(shè)，將有助于提升業(yè)主方在今后我國油氣管道工程建設(shè)過程中對(duì)焊接質(zhì)量的管控能力。

1 以往工程總結(jié)與分析

對(duì)中俄二線、陜京四線、中靖聯(lián)絡(luò)線、寧夏成品油油氣管道工程的焊口缺陷及產(chǎn)生的原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出由于業(yè)主方各項(xiàng)管理規(guī)定不全面、不詳細(xì)或因經(jīng)驗(yàn)不足而出現(xiàn)的主要問題有：

（1）開展的焊接工藝評(píng)定和編制的焊接工藝規(guī)程中執(zhí)行和引用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有差異，試驗(yàn)與檢驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)量不同，過程監(jiān)督缺失，試驗(yàn)與規(guī)程制定過程中雖然按照國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件開展了相關(guān)焊接工藝評(píng)定和焊接工藝規(guī)程制定，但作為業(yè)主方缺乏更為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠蜌夤艿拦こ毯附庸に嚬芾硪?guī)定以及嚴(yán)格的審核批準(zhǔn)和監(jiān)管。

（2）由于提出和落實(shí)的焊工管理規(guī)定不全面不嚴(yán)謹(jǐn)，致使各方對(duì)焊工資質(zhì)審核不到位，存在部分參與施工的焊工沒有通過正規(guī)的焊接系統(tǒng)培訓(xùn)或部分焊工未持證上崗，或者具有焊工資質(zhì)證書但上崗證與具體施焊項(xiàng)目工藝要求不符的情況。

（3）由于參建方對(duì)焊工管理規(guī)定理解不充分或執(zhí)行不到位，致使個(gè)別焊工上崗考試過程監(jiān)督不嚴(yán)，流于形式，造成焊工對(duì)項(xiàng)目的焊接工藝、焊接設(shè)備、焊接技能要求掌握不夠，導(dǎo)致在焊接作業(yè)時(shí)錯(cuò)用焊接工藝、違反焊接工藝規(guī)程。

（4）由于提出的焊接質(zhì)量管理規(guī)定要求欠缺和施工現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)不到位，監(jiān)理和業(yè)主代表對(duì)焊接作業(yè)過程監(jiān)督不嚴(yán)，存在焊接材料錯(cuò)用或者變質(zhì)仍使用、焊接工藝規(guī)程要求不落實(shí)等情況。

（5）由于提出的現(xiàn)場(chǎng)無損檢測(cè)管理和檢測(cè)不符合項(xiàng)管理要求不夠全面嚴(yán)謹(jǐn)，致使對(duì)焊接檢驗(yàn)人員的資質(zhì)、能力、經(jīng)驗(yàn)的管理要求落實(shí)不到位，出現(xiàn)了一些錯(cuò)評(píng)漏評(píng)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。

2 業(yè)主方應(yīng)加強(qiáng)的焊接質(zhì)量管控要點(diǎn)

2.1 焊接工藝評(píng)定過程

業(yè)主在焊接工藝評(píng)定過程中管控要點(diǎn)包括：

（1）業(yè)主可以根據(jù)焊接工藝特點(diǎn)確定焊接工藝的關(guān)鍵參數(shù)，并規(guī)定各關(guān)鍵參數(shù)的合理變化范圍，關(guān)鍵參數(shù)的變化超出規(guī)定范圍時(shí)須經(jīng)業(yè)主審批。

（2）業(yè)主可根據(jù)焊接工藝特點(diǎn)對(duì)存疑的焊口質(zhì)量提出現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)要求，并提出現(xiàn)場(chǎng)焊接接頭試驗(yàn)要求。

（3）半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊工藝評(píng)定時(shí)，業(yè)主可以要求刻槽錘斷試樣在試驗(yàn)前進(jìn)行宏觀金相試驗(yàn)。

（4）業(yè)主可以選派專人對(duì)焊接工藝評(píng)定過程進(jìn)行見證監(jiān)督。

（5）業(yè)主可以根據(jù)工程的實(shí)際需要和質(zhì)量控制目標(biāo)提出相應(yīng)要求：其一，在焊接工藝評(píng)定進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)前對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢測(cè)；其二，在焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上做額外類型（如金相試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、夏比沖擊試驗(yàn)、斷裂韌性試驗(yàn)等）和額外數(shù)量的力學(xué)試驗(yàn)來驗(yàn)證焊口的力學(xué)性能；其三，基于不同管材和不同焊接工藝在試驗(yàn)前要求增加冷卻時(shí)間；其四，規(guī)定沖擊功最小值、平均值的限值；其五，規(guī)定可返修的缺陷類型和尺寸以及是否接受多次返修。

2.2 焊工上崗考試過程

焊工上崗考試過程中的業(yè)主管控要點(diǎn)包括：

（1）業(yè)主指派具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和能力的人員對(duì)焊工的上崗考試過程進(jìn)行見證監(jiān)督。

（2）返修焊工上崗考試時(shí)業(yè)主可以指定返修考試的位置。

（3）業(yè)主可以根據(jù)返修工藝的特點(diǎn)選擇在焊口質(zhì)量薄弱處取樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

（4）針對(duì)對(duì)接焊的焊工上崗考試，業(yè)主可以選擇射線或超聲無損檢測(cè)代替力學(xué)性能試驗(yàn)，也可以要求無損檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)都進(jìn)行。

（5）當(dāng)有一個(gè)彎曲試樣試驗(yàn)結(jié)果不合格時(shí)，需要由業(yè)主判定該試樣中的缺陷是否為該焊口焊縫的典型缺欠，如果是，則焊工不合格；如果不是，則允許在緊鄰該試樣附近再取一個(gè)替換試樣試驗(yàn)，如替換試樣仍不合格，則焊工不合格。

（6）焊工第一次資格考試失敗后，業(yè)主應(yīng)判定不合格的原因是否是由焊工不能控制的條件或環(huán)境所造成的，如果是，則允許焊工再考一次；如果不是，則焊工不合格，在完成相應(yīng)的再培訓(xùn)和教育前不得再參加上崗考試。

（7）采用熱輸入控制工藝時(shí)，業(yè)主應(yīng)檢查焊工能否將熱輸入量保持在焊接工藝規(guī)程范圍內(nèi)。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)焊接過程

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施焊接過程中業(yè)主方管控要點(diǎn)包括：

（1）現(xiàn)場(chǎng)加工坡口前采用手工氧氣切割作業(yè)須經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)同意。

（2）業(yè)主可以在經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝基礎(chǔ)上規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)的氣候條件，包括最低環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等。

（3）返修口、變壁厚口及連頭口等特殊焊口的焊接作業(yè)須由業(yè)主或其指定的代表在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。

（4）在役管道焊接時(shí)業(yè)主可以規(guī)定焊接順序。

2.4 焊口質(zhì)量檢查與驗(yàn)收過程

焊口質(zhì)量檢查與驗(yàn)收過程中的業(yè)主方管控措施主要包括：

（1）嚴(yán)格審查焊接檢驗(yàn)人員的資質(zhì)，必要時(shí)現(xiàn)場(chǎng)考核其業(yè)務(wù)能力。

（2）業(yè)主有權(quán)對(duì)任何焊口進(jìn)行無損檢測(cè)或力學(xué)性能試驗(yàn)，而且必須規(guī)定采用哪種或哪幾種無損檢測(cè)方法以及無損檢測(cè)的比例，如針對(duì)關(guān)鍵焊口，RT和UT的檢測(cè)比例都為100%。

（3）針對(duì)無損檢測(cè)結(jié)果合格的焊口，業(yè)主如果認(rèn)為焊口存在的缺欠有害，也可以拒收。

（4）業(yè)主可以提出比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范更為嚴(yán)格的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（5）業(yè)主可以要求無損檢測(cè)承包商評(píng)定其檢測(cè)規(guī)程和檢測(cè)設(shè)備。

（6）業(yè)主可以要求無損檢測(cè)人員報(bào)告所有觀察到的缺欠。

（7） 當(dāng)不同的無損檢測(cè)方法（如RT和AUT）檢測(cè)結(jié)果不一致時(shí)，業(yè)主可以選擇進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)。

2.5 焊口返修過程

業(yè)主方的管理要點(diǎn)主要包括：

（1）所有的裂紋缺陷返修以及根焊道和填充焊道出現(xiàn)非裂紋缺陷的返修都必須經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)同意。

（2）業(yè)主可以根據(jù)自身的質(zhì)量控制要求制定返修區(qū)域的尺寸限值，包括最小返修敷焊長(zhǎng)度、單個(gè)修復(fù)區(qū)域長(zhǎng)度或整個(gè)焊口累計(jì)修復(fù)區(qū)域總長(zhǎng)度最大值（或完整焊縫長(zhǎng)度的百分比）。

（3）在焊口缺陷返修完成后，業(yè)主可要求采用同樣的檢測(cè)方法復(fù)查包括返修區(qū)域的整個(gè)焊口。

3 工程應(yīng)用

中俄東線天然氣管道工程（黑河－長(zhǎng)嶺）干線總長(zhǎng)715 km，管徑1 422 mm，材質(zhì)X80M，壁厚27.5 mm/30.8 mm，設(shè)計(jì)壓力12 MPa。該工程項(xiàng)目涉及手工電弧焊、手工+半自動(dòng)電弧焊、手工+半自動(dòng)氣體保護(hù)焊、手工電弧焊+全自動(dòng)氣體保護(hù)焊、手工氬弧焊+全自動(dòng)氣體保護(hù)焊、半自動(dòng)電弧焊、半自動(dòng)氣體保護(hù)焊+全自動(dòng)氣體保護(hù)焊、全自動(dòng)電弧焊、全自動(dòng)氣體保護(hù)焊等多種焊接方式。業(yè)主方以業(yè)主管理規(guī)定的形式下發(fā)至該工程項(xiàng)目所有參建方需執(zhí)行的部分焊接質(zhì)量管控要求有：

（1）焊接工藝評(píng)定方面，規(guī)定了力學(xué)試驗(yàn)的類型，包括夏比沖擊、宏觀金相和硬度3種試驗(yàn)及試樣的數(shù)量。

（2）焊工上崗考試方面，規(guī)定了“返修焊上崗資格考試時(shí)，應(yīng)將射線檢測(cè)合格的焊口按5G管位置固定在考試工位上，去除3點(diǎn)鐘至6點(diǎn)鐘（包含6點(diǎn)鐘）區(qū)域約320 mm長(zhǎng)的焊縫，修出坡口和間隙，每名焊工應(yīng)獨(dú)立、連續(xù)完成全部焊接操作”。

（3）現(xiàn)場(chǎng)焊接過程管控方面，規(guī)定了若無有效的防護(hù)措施不應(yīng)施焊的自然環(huán)境條件：“雨雪天氣；大氣相對(duì)濕度大于90%；自然環(huán)境溫度低于焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的溫度；自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊和埋弧自動(dòng)焊，風(fēng)速大于8 m/s；氣保護(hù)電弧焊，風(fēng)速大于2 m/s。”

（4）焊口質(zhì)量檢查和驗(yàn)收方面，規(guī)定了焊口外觀的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之一，即“焊縫外觀成形應(yīng)均勻一致，焊縫寬度應(yīng)比外表面坡口寬度每側(cè)增加0.5～2.0 mm”。

（5）焊口返修方面，規(guī)定了“每處返修長(zhǎng)度應(yīng)大于100 mm。兩相鄰缺陷距離小于100 mm時(shí)按一處缺陷進(jìn)行返修”“除弧坑裂紋外，所有帶裂紋的焊口宜從管道上切除”。

在該工程項(xiàng)目管道焊接質(zhì)量管控過程中，業(yè)主方的各項(xiàng)規(guī)定滿足焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，并對(duì)各個(gè)管控環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化和完善，如規(guī)定“用于焊接工藝評(píng)定的鋼管應(yīng)為工程用鋼管”。該工程最終竣工時(shí)圓滿完成了焊接質(zhì)量控制目標(biāo)。

4 結(jié)束語

在總結(jié)梳理以往工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納了2類26條業(yè)主方管控措施。工程應(yīng)用表明，梳理提出的業(yè)主方主要焊接質(zhì)量管控措施在實(shí)際工程項(xiàng)目中實(shí)用有效。