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摘要:本文基于工艺技术、管材性能、质量把关视角分析影响焊缝质量安全的主要因素,围绕落实焊接过程管理、做好焊接质量复核、加强质量安全管控三个层面,探讨了关于长输油气管道干线焊缝的安全管控措施,以期为焊缝管理工作提供参考,杜绝因焊缝管理不当引发管道泄漏事故,延长在役油气管道的使用寿命。
关键词:油气管网;长输管道;焊缝质量
引言:据能源情报统计,截至2018年我国在役油气长输管道总里程已达到13.14万km,其中天然气管道7.26万km、原油管道3.09万km、成品油管道2.79万km。伴随油气管网规模的持续扩大,对于管道建设、施工与管理水平提出了更高要求,整合近年来油气管道泄漏事故的成因,需加强对现役管道焊缝质量的管理。
1影响焊缝质量安全的主要因素
1.1管道建设技术
据中国石油天然气管道局统计,在我国现役原油、天然气与成品油管道中约有60%的老管道仍在服役,其中以20世纪70-80年代投产管道的数量居多,如1974年建成投产的鲁宁管道至今仍处于运行状态。然而受当时物质条件、技术储备、管理水平等因素的局限,导致此类管道存在一定的焊接缺陷,并由此影响到管道服役效果。
1.2管材性能局限
近年来我国新建管道施工项目多采用X80级管线钢,虽然有效节约投资与建造成本,但此类管材的焊接工艺窗口较为狭窄,在焊接环节对于作业环境、工艺水平提出较高要求,难以满足设计安全系数的标准,并且现有无损检测标准对于X80级管线钢焊缝质量检验的适用性仍存在争议,无法保障焊缝质量评价结果的科学性与可信度。
1.3焊接质量把关
部分新建管道工程缺乏完善的施工管理机制,难以保障焊接质量管理体系得到全面落实,仍普遍存在斜接、咬边、错边、电弧灼烧等质量问题,并且在焊后未能严格执行无损检测,仍存在未焊透、有气孔等质量缺陷,严重影响到后续管道运行质量。例如中石油在2011-2015年间共发生8起新建管道环焊缝开裂事故,其中有6起事故的成因为焊接缺陷[1]。
2关于长输油气管道干线焊缝的安全管控措施
2.1落实焊接过程管理,完善工艺技术把关
2.1.1焊前
从安全技术交底环节入手,由技术负责人组织施工与管理人员完善交底,安排专业监理工程师对焊接过程实行旁站监督管理、填写监理日志。接下来应开展试圈试验,安排施工人员尝试焊接两道焊缝,待外观检查、无损检测、力学性能试验均合格后,由各焊接机组进行百口考核,确保焊接一次的合格率≮95%,待考核通过后进入到正式焊接作业阶段。在焊接前还落实环境监测与预热处理,围绕焊接全过程安排专人进行3次以上测量,将温湿度、风向、风速等测量结果进行记录,并结合施焊环境的温度条件调节预热温度,做好保温处理。
2.1.2焊中
首先,施工人员应逐根完成清管与管口封闭处理,在清理坡口的过程中做好内外表面的防护工作,并确保在清管的当天进行坡口焊接,保障坡口周围可见金属光泽、无杂质异物。其次是管口组对处理,在组对前做好钢管类型、壁厚、坡口质量、对口器中心等参数的校对,在使用内对口器时先将清管器安装在操纵杆上、再进行清管,待完成根焊后即可撤离;在使用外对口器时,应在根焊完成1/2以上后方可撤离,并且在对口过程中严禁采用锤击法修口,在钢管起吊过程中做好防腐层的保护措施。最后是管道连头,在施工前需预先挖好连头作业坑,调节管端外露长度、使待连两端管道保持在同一水平线上,待将两道连头口点焊牢固后执行焊接作业,并在焊口打底焊环节将封口处调整至正上方部位,待连头组焊完成后进行外观质量检查与无损检测[2]。
2.1.3焊后
首先是完成焊道清理工作,做到随焊随清,利用角向磨光机清除层间焊渣、氧化渣,将焊道接头磨平,并做好坡口与管道表面的防护工作;在完成根焊后需及时焊接后续焊道,做好表面清理并开展焊缝自检,及时修补裂纹、气孔等缺陷,针对未焊透、未熔合等缺陷问题需执行返修处理。其次是进行焊缝外观检查,判断是否存在裂纹、气孔等质量缺陷,待外观检查合格后由监理单位向检测单位下发指令,完成无损检测工作,并针对质量不达标的焊缝下发返修通知单。最后进入到返修环节,应在监理单位的监督下依据返修规程执行返修作业,并明确返修标准,如针对根焊可允许一次返修,针对填充、盖面焊允许两次返修,针对裂纹缺陷则不允许返修,待返修完成后再次进行检测。
2.2做好焊缝质量复核,健全焊接资料档案
在管线投产后,需严格执行焊缝质量的复核,经由内检测整合异常焊缝信息,对照原始档案资料与焊缝拍片结果执行分批次开挖检测,以此完成对异常焊缝、有争议焊缝的综合判定与评价,保障焊缝质量。同时,应健全焊接资料档案管理机制,整合作业单位、施工人员、焊接工艺、焊口类型、有无返修记录、无损检测结果等资料信息,针对焊缝进行统一编码、记录标志,将后期焊缝的新增、修复情况与各焊接工序记录等资料统一纳入到焊缝档案中,报由监理单位、项目经理部进行审核,为后续责任追究与抢修等作业提供参考依据。
2.3加强质量安全管控,提高隐患排查水平
为落实焊缝质量与安全管理,还应加强焊缝隐患与质量安全风险的排查工作,围绕根焊12点或6点钟位置、返修焊缝、连头口与弯头连接口等薄弱环节加大焊缝缺陷排查力度,结合内检测数据实现对焊缝缺陷的综合评价,并编制修复计划与专项修复方案,完成记录归档。同时,需基于闭环管理原则落实过程控制与监督管理,明确焊接工艺标准与无损检测验收标准,在管道投产前做好基线检验,配合焊接自动化、焊口管理数字化、防腐补口数字化等先进技术的推广应用,更好地筑牢管道施工质量防线、提高焊缝管理水平。
结论:当前我国在役油气长输管道多采用焊接工艺连接,考虑到焊缝数量庞大、现场焊接质量管控难度大、焊缝排查与修复难度高、焊缝开裂危害性强等因素,要求管理人员聚焦管道安装施工中的薄弱环节,综合运用技术攻关、工艺管理、隐患排查与质量管控等措施,提高焊缝管理水平与实效,保障管道本质安全。
参考文献:
[1]张明东.油气田长输管道焊接工艺及质量管控措施探析[J].中国科技投资,2019,(15):75.
[2]曹军峰,刘光明.油气长输管道无损检测监理及焊接质量控制[J].工程技术研究,2019,(13):217-218.