天然氣加工廠工藝管道預制安裝施工及焊接質量控制研究

宋 亮

中國葛洲壩集團國際工程有限公司，北京 100025

工藝管道在實際安裝過程中，主要采取的是預制安裝方式，主要目的在于提升焊口質量，減少施工現場安裝工作量。在實際預制安裝過程中，安裝人員根據管段圖紙開展安裝作業，仔細確認預制安裝順序，按照管段圖進行系統編號標識，保證預制安裝效果。化工企業要想進一步提升工藝管道預制安裝質量，必須加強對焊口質量的控制，提升工藝管道的整體施工水平。

1 工藝管道預制安裝施工工序及要點

1.1 預制施工工序

（1）審核施工圖。施工單位需反復校核和確認單線圖，對重點內容進行標識，確認無誤后，下達預制計劃，合理優化人員配置，保證項目計劃切實落實和執行。

（2）檢驗材料及焊縫質量。相關預制安裝人員需根據進料計劃開展進料檢驗工作，對進料段進行明確標識，并進行切割，完成上述操作后，實施焊口組對作業，并將焊口編號進行標識，仔細檢查焊縫焊接情況，查看是否存在脫焊現象，并及時補焊。相關技術操作人員需做好技術交底工作，出現異常問題應及時向施工員報告。

（3）明確施工管理人員職責。施工管理員要明確自身的職能作用，做好檢查檢驗工作，切實履職盡責，做好質量安全監督管理工作，優化工藝管道預制安裝施工環節，做好施工段的無損檢測工作，加強對工藝管道內部缺陷問題的檢驗，及時消除安全隱患，避免安全事故的發生。

（4）預制安裝質量控制。針對不同的管道材質施工，在預制安裝施工過程中，相關人員要嚴格審查施工設計圖紙，加強對設計文件的校核，要求相關技術人員做好安裝施工技術交底工作。①針對合金鋼材質管道的安裝，需要做好充分的安裝準備工作，安裝前要實行坡口裝備和組對，做好預熱和焊接工作，焊接后需進行熱處理，并開展硬度檢驗，引入無損檢測，做好檢查驗收工作，確認無誤后，投入生產使用。②針對碳鋼材質的工藝管道，施工工藝與上述工藝類似，需重點做好焊接檢驗工作，保證驗收質量；完成不銹鋼材料管道的無損檢測后，需要對其表面進行酸洗處理，最后做好檢查驗收工作[1]。

（5）管道安裝及無損檢測。在工藝管道預制安裝過程中，相關安裝施工人員需嚴格按照施工工藝順序開展安裝作業，做好土建、結構及設備交接工作，加強對材料的檢查和驗收，針對不合格的工藝管道，需進行現場組對安裝，并開展無損檢測，做好支架安裝工作，最后開展檢查驗收工作。針對檢驗合格的工藝管道，無損檢測過程中，重點進行熱處理和硬度檢測工作，并再次進行檢查和驗收，保證安裝施工效果，提升預制管道安裝質量。無損檢測技術的應用，可實現對工藝管道內部缺陷情況的識別和判斷，精準定位管道缺陷位置、大小、形態等，并將無損探傷檢驗結果反饋給檢驗人員，幫助檢驗人員更加精準地判斷管道內部構造情況，并就具體的缺陷問題制定具有針對性的處理措施。針對焊縫內缺陷問題，可采取砂輪打磨的方式，進行焊縫修補，采用正式的焊接工藝進行補焊，保證焊接質量。

1.2 施工準備要點

技術準備作為施工準備中的重要組成部分，要求相關技術人員積極組織圖紙會審，做好設計委托工作，加強對設計圖面的標識，優化預制管道的劃分；重點對焊口號、管線號、管支吊架等進行標識。對于焊口標識方法，可按照相關的規范標準進行標識，在劃分預制管段環節，秉持運輸方便、安裝方便的原則，切實做好安裝施工前的準備工作。同時，借助PDSOFT 3DPIPING管理系統，對工藝單元號、單線圖號、焊口號、探傷比例等進行明確的標識。施工期間，根據管段圖科學計算加工管段數量，進而保證施工計劃制訂的合理性。另外，參照相關的標準深化設計，按照相關的設計規范，制訂科學合理的施工計劃，對現場安裝施工人員開展技術培訓，做好崗前培訓工作，促使施工人員明確了解工藝管道預制安裝施工特點，項目各參建單位需做好技術交底工作，避免出現設計與實際施工上的偏差。配置安排管理人員、電焊工、起重工等，保證人員持證上崗，切實為安裝作業質量控制提供保障。

1.3 管材檢驗

工藝管道管材、管件檢驗需按照相關的檢驗標準等進行質檢，提交質量證明文件，確保管材、管件質量合格后，方能投入使用。根據施工進度和施工組織計劃，進行材料檢驗，在材料入場前，再次開展質檢工作，從源頭上實現對材料質量的把控，相關人員還做好管材外徑、壁厚、尺寸等指標的檢驗。同時，要保證法蘭密封面加工精度，避免出現劃痕、翹曲等缺陷問題[2]。按照相關的規定，由檢驗人員對樣品進行抽樣檢查，堅決剔除不合格的材料；材料管理人員要做好材料倉儲管理工作，按照管材類型、型號、材質、規格等進行歸類存放，做好產品標識。

2 工藝管道預制安裝過程中焊口質量控制措施

2.1 預制管道焊接方法及質量控制

（1）焊接方法。預制管道焊接，主要由焊接工負責操作，需將管徑控制在規范標準內，使用氬弧焊方式進行焊接，采用手工電弧焊進行填充。①在焊接過程中，重點控制引弧和收弧質量，在收弧的同時，將弧坑填滿，確保將多層焊層接頭錯開；焊工要保證每條焊縫一次連續完成。②在不銹鋼管道焊接前，需要使用白堊粉進行涂抹，焊接完成后，清理干凈表面的飛濺物等，使用酸洗處理方式進行鈍化處理。③在預熱焊道過程中，需要嚴格把控焊接溫度，若存在預熱溫度較低的情況，需停止焊接工作，并重新預熱。④完成焊接工作后，對有熱處理需求的管道進行焊口處理，需要立即采取預熱處理措施，將恒溫時間保持在30min，做好保溫工作[3]。為保證工藝管道焊接質量要求，必須優化焊接環境，將相對濕度控制在90%左右，確保滿足實際焊接要求。

（2）質量控制。焊接對工藝管道的安裝影響較大，在天然氣管道施工中，管道施工質量直接影響工程施工質量，為保證工藝管道預制安裝效果，需要根據焊接量進行評估。①加強對原材料的合理控制，加強對合金閥門、關鍵等配件的質量抽查，做好閥門安裝前的檢驗工作，堅決剔除不合格的材料，排除質量安全隱患。②預制安裝過程中，對管道與管道、管道與法蘭等管配之間的焊接質量要求較高，因此在工藝管道預制安裝施工中，必須加強對焊接質量的控制，保證焊接工作整體效果。③在日常焊接工作中，必須安排專人進行檢查和檢驗，核實管道各項信息的完整性，按照施工圖紙，核對管道材料、代碼、尺寸等是否符合實際施工要求，保證焊接工藝實施的合理性；同時，要做好預制管道外觀檢查，確認焊渣是否打磨干凈，是否存在錯邊問題，檢查焊條、焊接工藝是否符合相關的規范性。④重點檢查法蘭焊接縫，測量焊縫到法蘭的距離，確認距離無誤后，對拍片進行檢測，重點檢測其內在的質量問題，尤其在返修過程中，檢測是否存在氣孔、焊渣未清理問題，結合實際情況，制定具有針對性的解決措施，確保焊接施工過程，滿足實際施工要求，從而更好地提升工藝管道預制安裝施工質量。

2.2 管道安裝過程中的相關注意事項

工藝管道預制安裝過程中，由于管道安裝現象的特殊性和復雜性，需要明確劃分預制區域，明確標識材料。以俄羅斯某世界天然氣加工廠為例，在管段加工過程中，優先選擇機械加工方式，根據不同的管材材料性質，選擇具體切割方式，進而保證管道預制加工精度。其一，保證管道開孔處理環節在預制廠內完成，將開孔直徑控制在40mm以上，使用對口卡具進行管道組對，并做好點焊工作，明確標識焊縫。其二，針對壁厚相同的管道，在組對過程中，要保證內壁的整齊度；針對不等厚度的管道，組對過程中，需將內壁錯邊壁厚控制在10%以內，按照相關的要求進行修復，進而保證處理方案的合理性。其三，在焊接工藝完成后，加強對管道密封效果的檢驗，避免出現天然氣泄漏問題，保障天然氣加工廠安全運營。其四，在定位焊過程中，主要采用的是氬弧焊等焊接工藝，需要將管段和焊口編號及標識工作貫穿于管段預制的整個生命周期，使用標簽紙對管道標識進行標注，管線標識與焊道之前的距離控制在100mm，將熱處理管線標識與焊道距離控制在350mm。為減少現場安裝割口工作，管道預制安裝施工前，須做好現場測量工作，在現場條件允許的情況下，將附塔管線的直管段和管廊連接，進而保障現場安裝效果。其五，工藝管道焊接后，需對焊縫的外觀進行檢驗和處理，可通過電加熱等方式進行優化處理，如布設加熱器、保溫棉、熱電偶等，做好保溫工作。其六，在熱處理曲線圖上，明確標示焊口號、焊口規格、焊口材質等；對經過熱處理的管線焊縫立即開展硬度檢驗，并將焊縫硬度控制在100HB，注意按照相關的規定進行控制。

3 結束語

綜上所述，工藝管道預制安裝過程中，需要合理劃分管段，調整管段加工長度，加強對運輸和安裝條件的考量。管段預制安裝后，進行質量檢驗，重點對焊口進行無損探傷檢驗，聯合熱處理方式，確保檢驗無誤后，開展下一工序工作。完成上述操作后，將焊工代號標志在管段圖上，做好管道壓力試驗和防腐蝕處理工作，切實優化工藝管道預制安裝施工效果，改進化工企業生產方式。