海洋平臺儀表管質(zhì)量分析與研究

（海洋石油工程股份有限公司 天津 300452）

1.前言

海洋平臺建造主要包括：結(jié)構(gòu)建造、管線預(yù)制安裝、設(shè)備安裝調(diào)試和電氣、儀表等安裝工作，儀表管是平臺建造過程中很小的一部分儀表材料。在我國南海石油平臺上經(jīng)常出現(xiàn)儀表氣泄漏的情況，儀表氣的泄漏或者導(dǎo)致相關(guān)控制系統(tǒng)失靈，或者導(dǎo)致消防系統(tǒng)觸發(fā)，平臺生產(chǎn)被迫停滯，影響非常不好，因此，近年來平臺建造過程中，業(yè)主、第三方、建造方等多方都對儀表管的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量非常關(guān)注，甚至出現(xiàn)分批次進(jìn)行材料破壞性試驗(yàn)的情況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不一致，各方意見不統(tǒng)一，導(dǎo)致項(xiàng)目建造推動異常艱難，為加強(qiáng)海洋環(huán)境儀表管的合理選材，強(qiáng)化儀表管的腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，提升儀表管材在惡劣環(huán)境下的抗腐蝕能力，本文針對儀表管材料質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，希望能為后續(xù)海洋平臺項(xiàng)目提供借鑒作用。

2.工程實(shí)例

(1)海上儀表管質(zhì)量問題概述

儀表管在海洋石油平臺上，主要用于井口盤采油樹、暖通、調(diào)節(jié)閥、關(guān)斷閥以及消防專業(yè)等，其工作原理為儀表管連接管路、閥門及風(fēng)閘等，通過儀表氣驅(qū)動控制閥門、風(fēng)閘，進(jìn)行操控相應(yīng)儀表系統(tǒng)[1]。

圖1 運(yùn)行平臺上儀表管損壞情況

在投產(chǎn)海洋平臺上，儀表管泄漏或者失效，帶來的影響主要有以下幾個方面：①井口盤采油樹操控失靈；②暖通風(fēng)閘開關(guān)失靈；③調(diào)節(jié)閥、關(guān)斷閥等驅(qū)動失靈；④消防專業(yè)的易熔塞管路泄漏，導(dǎo)致自動關(guān)斷，從而引發(fā)平臺停產(chǎn)。經(jīng)統(tǒng)計分析，以上情況出現(xiàn)的大部分原因都是儀表管破損，因此近年來多個海洋平臺建造項(xiàng)目都對儀表管質(zhì)量問題異常關(guān)注。

(2)儀表管適用性要求及試驗(yàn)規(guī)范

①原材料要求

A.原材料及制造要求

不銹鋼采用電爐加爐外精練加電渣重熔ESR法冶煉，也可以采用其他更好的或相當(dāng)?shù)墓に囘M(jìn)行冶煉，并經(jīng)熱鍛成形。鍛造比≥3。

為確保無縮孔和嚴(yán)重偏析，鋼錠的頭、尾應(yīng)有足夠的切頭。用于制造鋼管的圓鋼或管坯，應(yīng)去除表面裂紋和其它表面缺陷。在制造過程中，采用熱擠壓而成的管坯經(jīng)一系列的冷軋（拔）工藝成形，固溶處理狀態(tài)交貨。

B.化學(xué)成分

表1

C.非金屬夾雜物

每批次任取2個試樣按ASTM E45 A法或等效國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行非金屬夾雜物評定，非金屬夾雜物應(yīng)滿足表2要求。

表2

②試驗(yàn)規(guī)范

采用點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)規(guī)范：ASTM G48 A或不銹鋼三氯化鐵點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)方法GB/T 17897，點(diǎn)腐蝕速率＜30g/m2·h 72H，50celsus。

點(diǎn)腐蝕試樣清洗規(guī)范：ASTM G1或GB/T 16545（ISO8407等效）金屬合金腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除（使用超聲波清洗處理）。

(3)本項(xiàng)目儀表管質(zhì)量問題及處理方案

本項(xiàng)目是南海東部陸豐海域又一新建海洋平臺項(xiàng)目，汲取近年來項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，項(xiàng)目初期，生產(chǎn)方、業(yè)主方、總包方等多方在風(fēng)險識別過程中就把儀表管質(zhì)量作為一項(xiàng)質(zhì)量風(fēng)險重點(diǎn)關(guān)注。材料驗(yàn)收過程中對儀表管質(zhì)量保證書和外觀重點(diǎn)把控，某一批儀表管，儲存過程中被發(fā)現(xiàn)外表產(chǎn)生大量“黑點(diǎn)”（如下圖所示），此事引起各方高度重視，一方面要求廠家調(diào)派技術(shù)人員現(xiàn)場分析原因和處理“黑點(diǎn)”，另一方面全面審查儀表管質(zhì)保書及理化試驗(yàn)報告，在業(yè)主及第三方要求下，重新取樣進(jìn)行理化試驗(yàn)，并要求出具質(zhì)量承諾函。

圖2 儀表管外表面出現(xiàn)黑點(diǎn)

(4)質(zhì)量問題處理和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在問題“黑點(diǎn)”方面，廠家派遣技術(shù)人員現(xiàn)場進(jìn)行分析解釋，按照技術(shù)規(guī)范，進(jìn)行外表面拋光處理，拋光量不大于0.001mm，拋光后按技術(shù)要求重新做理化性能測試，試驗(yàn)結(jié)果均符合技術(shù)條件要求，判定為合格，并出具質(zhì)量承諾說明。廠家承諾對后續(xù)發(fā)貨管材，全部采用單支套袋方式包裝，杜絕類似問題再次發(fā)生。同時，廠家提供了此類儀表管的《使用說明書》，用于指導(dǎo)后續(xù)施工安裝過程中的管材使用和防護(hù)，以避免因操作不當(dāng)帶來質(zhì)量隱患。

在理化試驗(yàn)方面，項(xiàng)目業(yè)主方指定獨(dú)立第三方理化試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場取樣，對儀表管進(jìn)行化學(xué)成分、拉伸、硬度、擴(kuò)口、點(diǎn)腐蝕和非金屬夾雜物分析等理化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果對比如下：

表3

表4

對比試驗(yàn)結(jié)果表明，獨(dú)立第三方實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與廠家檢驗(yàn)數(shù)據(jù)大體接近，參考標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，評判結(jié)果一致，本項(xiàng)目采辦儀表管原材料合格。

3.結(jié)論

此項(xiàng)目儀表管外表出現(xiàn)微小瑕疵，經(jīng)過技術(shù)處理和質(zhì)量分析，儀表管各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅最終確定其質(zhì)量合格，更重要的是為以后項(xiàng)目儀表管質(zhì)量管控指引了一套科學(xué)合理的策略，總結(jié)如下：（1）風(fēng)險識別，儀表管相關(guān)系統(tǒng)因其質(zhì)量問題經(jīng)常影響平臺正常運(yùn)行，為從源頭上解決問題，首先要把儀表管質(zhì)量作為一項(xiàng)風(fēng)險，在平臺建造過程中識別并跟蹤；（2）外觀檢驗(yàn)，由于儀表管易被污染，且對空氣濕度、酸堿度等極其敏感，因此在材料驗(yàn)收過程中，要特別注重外觀檢驗(yàn)，保證外觀完好，在顏色、斑點(diǎn)等方面無異常，持續(xù)關(guān)注并跟蹤其外觀變化；（3）理化試驗(yàn)，為保證儀表管質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)外觀異常，根據(jù)項(xiàng)目需要，可以聯(lián)系獨(dú)立第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理化試驗(yàn)，全面驗(yàn)證相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)，以保證其符合質(zhì)量要求；（4）施工培訓(xùn)和技術(shù)交流，施工前協(xié)調(diào)廠家技術(shù)人員赴現(xiàn)場進(jìn)行施工培訓(xùn)和技術(shù)交流，向施工現(xiàn)場人員普及儀表管的防護(hù)和使用注意事項(xiàng)，避免由此帶來的質(zhì)量隱患。①儀表管屬不銹鋼材質(zhì)，硬度不高，在裝、卸貨過程中，要避免野蠻操作，以防止變形、擦傷等；②運(yùn)輸過程中做好防水、防曬等防護(hù)工作，不可使用著色雨布覆蓋，以防污染；③儀表管在存儲過程中，以上輕下重為原則，堆放高度不宜過高，避免管子形變；④儀表管對空氣中PH值較敏感，應(yīng)兩頭封蓋，單支套袋，且不可隨意取下，以免其直接暴露于大氣中；⑤儀表管要做好隔離工作，不要直接接觸地表、鐵銹等，以免造成滲透污染，⑥安裝過程中，要遠(yuǎn)離氣焊、氣割等作業(yè)，此類作業(yè)會導(dǎo)致空氣中某種物質(zhì)含量超標(biāo)，易使管子受污染或在表面附著氧化層造成管材質(zhì)量下降。

4.結(jié)束語

筆者通過對儀表管質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究，已經(jīng)能夠?qū)ΜF(xiàn)有儀表管質(zhì)量進(jìn)行明確評判，并形成了一整套質(zhì)量管控策略，能夠系統(tǒng)管控儀表管質(zhì)量，但儀表管相關(guān)系統(tǒng)的泄漏或失效不僅僅源于儀表管原材料，儀表管安裝的質(zhì)量也要保證，只有整個系統(tǒng)都完好，才能保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)揮相應(yīng)功效。