环焊缝质量排查技术研究

发表时间:2021/8/10   来源:《中国电气工程学报》2021年第六卷3期   作者:李爱莉
[导读] 针对近年来管道因环焊缝质量问题导致天然气管道事故,国内外各管道公司相继开展了环焊缝质量排查工作,通过收集管道建设期原始焊口资料,对射线底片等焊口相关资料进行电子化和数字化处理。
        李爱莉
        中国石油管道局工程有限公司第四分公司
        摘要:针对近年来管道因环焊缝质量问题导致天然气管道事故,国内外各管道公司相继开展了环焊缝质量排查工作,通过收集管道建设期原始焊口资料,对射线底片等焊口相关资料进行电子化和数字化处理。对比管道内检测数据,与电子化竣工资料进行数据对齐,查找在役管道中的“两高”焊口、黑口、截管和合管。对所有查找出的问题进行开挖、复拍、修复,确保管道的安全运行,排除因环焊缝质量问题导致的安全隐患。对整个环焊缝质量排查工作的各项工作进行详细的梳理和描述,规范环焊缝质量风险排查工作,明确相关方职责及工作标准。
        关键词:天然气管道;环焊缝;缺陷排查
引言
        随着我国工业化和城市化进程逐步加快,能源消费需求旺盛,随着我国的能源结构和低碳能源消费转型,天然气的消费量在一次能源消费占比持续增高。有资料显示预计在未来较长一段时间内,我国天然气的消费需求将高速增长,年均增速将超过10%。管输天然气是天然气运输的主要方式。因此天然气管道的运行安全成为保障国民经济发展和能源安全的头等大事。近年来因管道环焊缝缺陷导致的天然气管道事故频发,严重威胁了管道的运行安全,各管道公司陆续组织开展对在役管道的环焊缝缺陷排查工作,通过查阅管道施工记录,复核底片,建立电子档案,与管道内检测数据对齐,排查出大量“两高”焊口、黑口、截管和合管,并对管道缺陷进行了修复,为管道的安全运行排除了隐患。参照国内外先进管道公司在环焊缝质量风险排查工作的成熟做法,仔细研究并梳理出环焊缝质量风险排查技术的规范方法。
1主要工作描述
(1)资料收集
        收集需排查管段焊口相关的竣工资料(主要为射线底片),对竣工资料进行扫描,完成竣工资料电子化和数字化。
(2)数据对齐
        焊口竣工资料与内检测管节列表、特征列表进行对齐,对齐过程中发现的疑似黑口,临时编号,补充到焊口列表中;建立焊口射线底片与内检测焊缝的对应关系,确定焊口与射线底片的一致性。
(3)焊口资料排查
        根据前两阶段的工作成果,对所有焊口进行排查,复查竣工资料中施工记录、监理记录、无损检测报告的符合性和一致性,重点识别无施工记录、检测记录(检测报告)和底片的焊口。对于排查阶段发现的问题焊口,通知原施工单位补充相关资料并复核,对无法提供资料的焊口则定性为黑口。
(4)现场开挖、复拍及修复
        对资料排查阶段发现的缺陷焊口进行适用性评价,确定是否需要修复和修复措施。对需要进行修复的焊口以及黑口进行开挖和复拍,复拍不合格的焊口进行修复。
(5)数据入库和成果验收
        排查过程中将焊口建设期数据、排查结果数据分阶段记录。相关数据模板参见附件。每完成一条管道(或管段)的资料排查、底片复核、内检测信号复核后针对排查成果的验收。
2 工作流程
(1)资料收集阶段
        结合管道实际情况,编制所需资料目录清单,搜集目录清单上的全部资料并进行扫描,完成竣工资料电子化。将焊口竣工资料与内检测管节列表、特征列表进行对齐,按照数据录入附件模板形成数字化的焊口列表。
(2)数据对齐阶段
1)竣工资料与内检测数据对齐
        针对每道焊口的施工、检测、监理等信息与内检测数据进行对齐和一致性复核。竣工资料、射线底片焊口对齐,检查竣工资料中施工记录、监理记录、内检测报告的符合性和一致性,识别竣工资料中存在的问题,针对每道焊口,核实焊口各类信息(如:焊口编号、施工日期、检测日期、监理旁站日期等)之间的逻辑关系。
2)内检测数据与底片的对齐
        确定焊口和射线底片的一致性,建立焊口射线底片与内检测焊缝的对应关系,通过识别焊口射线底片中的钢管制管焊缝与环焊缝相交位置长度数据,与内检测数据中钢管制管焊缝和环焊缝相交位置长度数据的对比,确定焊口与射线底片的一致性。
        在内检测数据对齐过程中,发现有内检测数据但缺少与之数据相对应的安装记录资料焊口编号。此类焊口因无焊口编号,无法通过焊口编号查找与之对应的检测报告、X射线底片来核实是否经过检测拍片,此类情况有可能是原施工承包商竣工资料漏统计造成,对于此类焊口的处理情况采取以下措施:
        核实完成内检测数据对齐的成果表,确保数据对齐过程中的准确性,对发现的疑似资料缺失焊口统计列表,将疑似“黑口”在列表中备注说明。将内检测数据对齐成果表、疑似“黑口”统计表以文件形式通知原施工承包商,要求原施工承包商限期对疑似“黑口”情况查找原资料库对疑似“黑口”进行进一步核实;
        原施工承包商若能查找到疑似“黑口”的相关原始焊口资料,并有与之对应的检测报告、X射线底片,经审核确认无误后,由原施工承包商、检测承包商共同出具正式证明资料,对此疑似“黑口”进行闭合,同时由原施工承包商完善相关疑似“黑口”处的焊口记录资料。
3)内检测数据复核成果
        每完成一阶段,(30公里,含阀室和清管站)的内检测数据复核和抽检后,形成数字化的内检测数据复核结果列表。
        每完成一阶段,(30公里,含阀室和清管站)的内检测数据复核后,编制内检测数据复核报告,内容应包括但不限于:发现的主要问题及在各管段的分布情况,异常焊口在不同类型焊口的分布情况,结论与建议。
(3)焊口资料排查阶段(分为竣工资料排查、底片复核和内检测数据复核)
1)竣工资料排查
        资料排查组核实原始施工记录、无损检测申请(委托单)、无损检测记录(报告)、底片上的焊口编号是否一致,不同资料的时间关系是否合乎逻辑并满足建设期施工要求;资料排查过程中应重点识别无施工记录、检测记录(检测报告)和底片的疑似黑口。以内检测管节列表、特征列表和管道安装记录为基础,根据管节长度、管节特征进行焊口对齐,发现有内检测记录但没有施工记录的焊口时应重点关注。收集施工记录中没有检测记录的焊口,有检测记录但没有施工记录的,或检测记录日期早于施工日期的焊口,所有焊缝编号不一致的,将竣工资料中的焊口总数与底片复核焊口总量进行核对,确定是否存在丢失底片的情况。
        排查期间存在的主要问题包括:施工记录和底片上的焊口编号不一致、有施工记录无检测报告、有检测报告无施工记录、有内检测记录但没有施工记录、检测日期早于施工日期等。对齐过程中发现的疑似黑口按照“公司名称+管道名称+HK+3位数字序号”的规则临时编号。发现疑似黑口后,要求原施工承包商补充原始施工记录、无损检测申请(委托单)、无损检测记录(报告)、底片等相关资料。资料排查组核实内检测焊缝与原施工单位新提供底片的间距与内检测结果是否一致,确定是否可对疑似黑口进行销项。
2)竣工资料排查成果
        每完成一阶段(30公里,含阀室和清管站)的资料排查后,编制资料排查报告,内容应包括但不限于:管道沿线焊口总数及在各标段的分布情况,疑似黑口、三口、变壁厚口、弯头连接口等特殊焊口的分布情况,资料排查发现的主要问题及闭合情况,底片复评及内检测数据复核情况,排查结论与建议。


3)底片复核
        无损检测专业技术人员按照工程建设期间管道安装和无损检测标准,复评建设期底片,完成复评后,形成底片复评报告(报告需包含建设期环焊缝基础信息和复评结果,报告需评审人员签字,格式可由承包商自行确定),并分析质量隐患,给出处置建议。同时记录底片上制管焊缝与环焊缝交点的位置和间距。
4)底片复核成果
        每完成一阶段(30公里,含阀室和清管站)的底片复核后,编制《底片复核总结报告》,内容应包括但不限于:底片复核发现的主要问题及在各标段的分布情况,底片存疑焊口在不同类型焊口的分布情况,产生底片存疑焊口的主要原因;排查结论与建议。
5)内检测数据复核
        对环焊缝内检测数据进行复核,形成内检测数据分析复核报告(报告需包含建设期环焊缝基础信息和内检测数据分析结果,报告需分析人员签字,格式可由承包商自行确定),形成焊口内检测数据分析结果列表,统计表内备注说明推荐开挖的异常焊口。
6)内检测数据复核成果
        数据录入模板统计样表应包括但不限于以下列表:
        环焊缝和补口基础信息(备注说明是否为“双高”环焊缝、“三口”、变壁厚口、弯头连接口等特殊焊口)、环焊缝和补口基础信息(坐标定位)、焊口施工期射线检测信息及复评信息采集表、焊口施工期超声波检测信息(及复评信息)采集表、焊口施工期全自动超声波检测信息(及复评信息)采集表、内检测数据复核及环焊缝信息表、存疑焊口信息采集表(按资料存疑、黑口、疑似黑口,底片复核存疑,内检测数据缺陷等类型分类备注说明)。
        形成数字化的焊口底片复核结果存疑列表和内检测异常焊口列表后,将两列表数据进行对比形成底片复评与内检测数据异常对比列表。(焊口施工期射线复评及内检测数据复核综合信息采集表)将内检测数据严重异常而底片复评合格的口,与内检测数据正常而底片复评不合格的焊口在列表中进行统计说明。
3 建议处置措施
        承包商参考建设期标准,根据前述阶段的工作成果,通知原施工承包商对进行销项整改,对于不能提供资料的焊口,承包商提出初步的建议处置措施,包括割口、返修、复拍(复检)验证、质量关注等。
(1)有施工记录无检测报告的问题
        将焊口号提供原检测单位,要求其进行补充和说明。若原施工单位能查找到原始检测报告,要求提供正式说明,并将检测报告补充到竣工资料中。若原施工单位不能查找到原始检测报告,需进一步查找焊口底片是否存在。若有焊口底片,通过对比内检测信号和底片上的制管焊缝间距信息核实底片的真实性,经资料排查组、底片复核组共同确认后进行销项;若无法提供检测报告和底片,则进行开挖验证。
(2)有检测报告无施工记录的问题,
        将焊口号提供给原施工单位,要求其进行补充和说明。若原施工单位能查找到原始施工记录,要求其提供正式说明,并将施工记录补充到竣工资料中。若原施工单位不能查找到原始施工记录,但有相应的底片且经底片复核组复核确认后,由原施工单位出具漏记录焊口编号的说明后,进行销项处理。
(3)检测日期早于施工日期的问题
        要求原施工单位提供原始施工记录、无损检测申请、无损检测指令、无损检测报告和底片等资料,核实是否存在录入错误、未按照指令检测等行为。
(4)焊口编号不一致问题
        要求原施工单位提供原始施工记录、检测报告、底片等资料,核实是否存在录入错误、桩号变更的情况。若焊口号存在书写错误,要求相关单位出具正式说明,并对竣工资料内容进行更正。若无法解释焊口编号不一致的原因,且无法按照施工记录中的焊口编号提供对应底片,按照无底片焊口进行抽样开挖验证。同时缺少检测报告和底片的,全部开挖验证。
(5)焊口总量核对
        将竣工资料中的焊口总数与底片复核焊口总量进行核对,确定是否存在丢失底片的情况。若焊口资料总数多于底片总数,应对比出缺失底片的焊口号,要求原施工单位提供焊口底片。如原施工单位无法提供,且无检测报告,需进行开挖验证。如果焊口有检测报告,没有底片,进行开挖验证。
        若焊口资料总数少于焊口底片总数,应对比出缺少相关记录的焊口号,要求原施工单位在提供原始记录、出具正式的说明文件,经资料排查组复核确认后,对竣工资料进行修改,并更新已对齐的数字化焊口列表。
4 现场开挖、复拍及修复
(1)现场开挖验证、复拍及修复的施工方案
        承包商应将根据前期工作成果确定需要开挖验证、复拍及修复的焊口,经B审核同意后承包商依据所在国相关法律法规编制施工计划及方案,经批准后实施。
(2)无损检测方法
        在开挖验证过程中除射线复拍外,还需结合缺陷类型采用磁粉(或渗透)等方法进行辅助检测,以全面、准确获取焊口缺陷信息。射线复拍后应对底片进行数字化处理,或直接采用数字射线技术进行复拍。
(3)修复处置方法
        根据前期排查工作,常用的修复方式主要包括:割口、B型套筒、环氧套筒、打磨、补焊、复合材料、高压夹具等方式。在确定修复方式后,应结合生产实际组织开展修复处置工作。在修复处置前,按照“一点一案”的原则制定风险管控措施,组织加强现场巡护。修复完成后按照附件模板填写相关信息。
(4)工程物资进场报验质量管理
        工程实体使用的任何材料和设备进场都需要履行报验程序。监理、现场开挖复拍承包商应分别建立工程物资进场报验管理台账,对进场物资的外观状况、规格型号、单位、数量、质量证明文件、使用部位、材料试验报告、设备现场试验报告,以及进场报验记录进行汇总、跟踪、统计、分析,工程物资进场报验管理台账作为竣工资料归档。
(5)施工过程监督管理
        施工过程监督派驻旁站监理,现场监理根据批复的监理管理文件要求,进行现场过程监督检查,确认施工过程是否符合要求。对开挖、外防腐层剥离、无损检测、管体/焊缝修复、作业坑回填等工程质量控制点实施旁站监理。
(6)资料归档
        现场开挖、复拍以及修复工作按照施工流程进行管理,承包商应遵循并履行相关管理流程,所有施工记录及资料需按照竣工资料进行归档。
5 数据入库和成果验收
(1)数据入库要求
        每完成一个阀室间距或30公里,将焊口建设期数据、内检测数据、排查结果数据参照附件模板进行填写。
(2)成果验收要求
        对承包商的工作成果进行验收检查并提出要求,焊口建设期数据、内检测数据、排查结果数据填写的规范性和真实性是竣工成果验收的重要依据。
6 其他注意事项
(1)环焊缝质量排查工作需严格按照资料收集、数据对齐、焊口资料排查、现场开挖复拍及修复、数据入库和成果验收的逻辑顺序开展。
(2)每一步工作应谨慎细致,仔细核对每一道焊口的竣工资料与内检测数据,确保数据的有效性和可靠性。
(3)建立定期抽查制度,对已完成的工作成果随机进行抽查,检验环焊缝质量排查工作的质量和数据归档情况。
(4)工作组应定期汇报工作进展,确保环焊缝质量排查工作按计划进行。
(5)现场开挖验证及修复过程应按照第三方施工入场程序办理进场许可,修复方法应符合所在国相关规范和标准。
参考文献
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[2]周军峰,伍建春,刘勇,詹寿赞.在役管道环焊缝风险排查中环焊缝精确定位方法.
全面腐蚀控制[J],2008年04期.
[3]庄传晶,冯耀荣,霍春勇;西气东输管道环焊缝强度匹配工艺探讨[J];机械工程材料.
2005年08期.
[4]赵晓利,张琳,李睿,李博,张新宇,靳元章,宋乔.管道环焊缝检测识别方法[J];
油气储运,2016年06期.
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