监理在压力管道焊接质量控制中的系统工作与措施

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【摘要】压力管道焊接质量是否符合设计及规范要求，决定着压力管道安装工程的质量和能否安全运行。本文从工程监理的角度对压力管道安装焊接质量的影响因素及其表现进行了分析，并结合相关规范的要求和工程实践，探讨了焊接施工各阶段工程监理进行质量控制的系统工作和措施。

【关键词】压力管道；焊接；质量控制；措施

中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：

0．引言

压力管道属于承压设备，基本上用于传输一些特殊物质，如有毒、高压或易燃易爆等物质[1]。因此，一旦管道出现质量问题，就非常容易引发这些危险物质的泄露从而引起中毒、爆炸、火灾等事故。压力管道工程施工的核心环节就是安装焊接，在焊接质量控制方面，工程监理有着与焊接施工单位不同的内容与特点。在进行监理质量控制之前，应结合工程各方面的实际情况，分析识别各种可能的影响焊接质量的因素，并针对这些影响因素，制定并执行有针对性的监理措施。

1. 影响压力管道焊接质量的因素分析

根据质量控制的理论，影响质量的因素主要有六类：人、机、料、法、测、环（5M1E）。在压力管道焊接施工中，这六类因素主要表现如下。

1.1 人

焊接施工中的人员有焊工、质量管理人员、检测试验人员等，人的因素就是上述人员的资质、技能、经验，质量意识以及管理能力。各类人员中，又以焊工最为重要，焊工是压力管道安装焊接工作的直接执行者，其质量意识、技术水平和工作经验直接关系着安装焊接的质量。而实际上，焊接施工时焊工无证施工、超许可范围施工、超期上岗、焊接技术水平不合要求等现象十分常见，使施工质量难以保证。

1.2 机

机指各类焊机、焊条烘箱、焊条保温桶、无损检测设备等。其是否完好、是否能达到规定的性能参数，对焊接质量有较大的影响。常犯的错误有焊接设备完好率不足，附件、计量器具、仪表不完备或不达标等。

1.3 料

焊接施工中的料有各种管道材料、各种焊材、各种焊接保护气体等。材料因素对焊接质量有直接影响。主要体现在以下几个方面：材质成份偏差，焊材管理不规范，不按规定要求进行采购、保管、烘焙、发放和回收，焊材质量难以保障；材料验收不认真，焊材发放错误；不同焊条混放在一个保温桶中，甚至用错焊材等。

1.4 法

包括焊接工艺方法、质量控制方式与程序等。常出的问题有：焊接工艺规程指导性不强，没有针对性；技术交底不详，甚至不进行技术交底；不严格执行焊接工艺要求；质量管理混乱，不执行质量控制程序等。

1.5 测

测就是指测量、检验、试验的方式、方法。在压力管道焊接质量控制中的表现主要是无损检测、压力试验的方式、方法是否符合设计与规范要求。

1.6 环

因为压力管道焊接有很大一部分施工工作都是现场作业，所以环境因素对焊接质量有较大的影响，但通常易被人们所忽视。其主要的影响因素有：风、湿度、气温、以及雨雪天气等。不同的现场条件和施工季节，各类环境因素的影响大小不一。通常遇到气候条件非常恶劣的情况，焊接往往易产生缺陷。在雨雪天气或湿度大于90%时，焊条就会因吸潮而使焊接出现气孔等问题；当风速过大且无防护措施时，焊道就会失去保护，外界空气易进入熔池，导致焊接缺陷的产生。

控制压力管道的焊接质量的监理措施

从上述分析内容可以看出，影响压力管道的焊接质量的因素是多方面的，因此就要加强焊接施工各阶段的各方面因素的控制，以达到保证压力管道的安装焊接的质量目的。

2.1 焊前准备

2.1.1 技术准备

首先要熟悉施工图，了解压力管道设计意图、流体种类，熟悉各种管道的口径、壁厚、材质、等级、工作压力、设计压力、设计温度、无损检测方法与比例、验收标准等设计要求。在此基础上，编制《监理细则》。

其次，认真审查《焊接工艺评定报告》（PQR）、《焊接工艺规程》（WPS）和其他焊接技术资料。应审查工程各类母材、焊接方法、填充金属、焊后热处理以及母材厚度范围是否都进行了焊接工艺评定，是否与设计相符，评定试件的力学性能是否能达到设计要求等。如是否定答案，则应要求重新进行焊接工艺评定。审查焊接工艺规程时应着重审查各种焊接工艺参数是否与评定报告相符，是否有焊接方法的重要因素变更，各种技术措施是否有针对性，当焊接方法有重要因素变更时，应要求施工单位重新进行焊接工艺评定[2]。

其他技术资料主要指管道轴测图（单线图），审查内容主要是预制焊缝和现场焊缝的划分是否合理以及焊缝编号体系是否合理。对现场焊接困难或现场无损检测困难的焊缝应作为预制焊缝进行焊接。

第三，检查施工单位是否进行了书面的技术交底。可以采取审查交底文件，对焊工随机进行交底内容提问等方法。

最后，对施工方进行监理交底。主要内容有：各类检查点的内容和要求，检查及验收的程序及标准，现场各类焊接标识、标志的要求，焊接施工记录的要求等。

2.1.2 焊工考核

压力管道焊接都是由焊工亲自来操作的，所以焊工的焊接技术水平的高低直接影响着焊接质量的好坏。监理应对施工单位拟进场焊工的特种设备作业人员证是否在有效期内，其焊接合格项目是否满足本工程压力管道焊接施工的要求，否则不允许进场。并且，为验证焊工的实际焊接技术能力，在焊工上岗前还应进行现场焊接操作考核。考核的焊接项目依据焊工资格证注明的合格项目并结合工程实际进行设置，考核的焊接试件应进行焊接质量外观检查和RT无损检测。

只有通过现场实际焊接操作考核的焊工，方允许按现场实际考核通过的焊接项目范围进行焊接操作，未通过考核的焊接项目或未进行考核的焊接项目不允许该焊工进行焊接。对通过现场考核的焊工应登记成册并颁发有编号的焊接许可证。许可证应注明该编号焊工的允许焊接项目并要求焊工在焊接作业时随身携带，以便随时查验。

2.1.3 焊接设备的准备

焊接设备是压力管道安装焊接顺利进行的必需品，比如电焊机、焊条烘干等设备，这些设备都要求齐全完好且性能稳定，而且还应配合上相应的压力表、电流表和电压表等控制显示仪表。此外，监理人员还应检查各类计量器具和检测设备是否满足设计和规范的检测项目要求，是否在检定或校准的有效期内。

2.1.4 焊接样板

对不同材质的压力管道和不同的焊接方法，在正式焊接施工前，宜进行样板焊接。样板焊接应由现场考核合格的焊工严格按照焊接工艺规程进行操作。焊接样板应进行严格的无损检测，以验证焊接工艺及各项技术措施的有效性。

2.1.5 质量监督告知

监理应提醒和督促压力管道安装施工单位，在管道施工前填写《特种设备安装改造维修告知书》，向管道安装工程所在地负责管道使用登记的质量技术监督部门书面告知，并且按照规定接受监督检验。 无损检测机构也应当在检测前，书面告知工程所在地的使用登记机关，并且按照规定接受监督检验[3]。监理人员应积极配合国家的质量监督检验工作。

2.2 焊接施工

焊接施工阶段的质量控制监理措施就是现场检查，以督促焊工和施工单位消除各类影响焊接质量的因素对焊接质量的影响，保证压力管道安装焊接质量。

对施焊焊工应检查其是否有现场颁发的焊接许可证，是否人与证相符，是否在许可范围内进行焊接作业。否则，该焊工焊接的所有焊缝全部切除。还应检查纠正焊工的一些不良习惯，如焊条保温桶不插电、不关闭，一次从保温桶内取两支以上焊条等。

对焊机、焊条烘箱、除湿机等应检查其是否正常运行，各类仪表、气体流量计是否正常显示和控制，气体管线是否有破损等。各种设备中，容易忽略的是焊条保温桶，常常出现关闭不严，保温功能失效等问题。发现问题应督促施工单位及时维修或更换。

对各种管道组件应严格进场验收程序，不经过验收或验收不合格的，一律禁止使用。验收时，应查验实物、标识、和质量证明文件。管道组成件必须具有质量证明文件并应有批号，质量证明文件的性能数据应符合国家现行标准和设计文件规定。实物标识应与质量证明文件相符。设计与规范要求复检的材料，还应见证取样、送有资质的检测机构进行要求项目的复检，并审查复检报告，确认符合要求。到货的管道组成件实物标识不清或与质量证明文件不符或对质量证明文件中的特性数据或检验结果有异议时，在问题和异议未解决前不得验收[4]。

焊接材料应具有产品质量证明文件，且标识应与质量证明文件相符。焊条的药皮不得有受潮、脱落或明显裂纹，焊芯不得锈蚀。焊丝表面应洁净，并应无毛刺、无锈蚀等缺陷。各种焊条、焊丝型号应与设计和焊接工艺规程规定相符，保护气体纯度应符合规范要求。应检查焊条烘烤、焊丝清洁、焊材领用与回收登记等是否符合焊材使用说明书和有关技术文件要求，同时要确保有焊接技术人员的签字。

压力管道焊接过程检查内容。首先是组对检查，有坡口、焊缝两端打磨清洁、管内壁错边量、间隙与钝边、对口轴线偏差等内容，确保符合规范要求。检查管道预热、焊接工艺参数是否与焊接工艺规程规定相符，现场使用的焊材型号是否正确。然后是定位焊，所采用的焊接工艺要与根部焊道相同。检查焊接清理后的根部焊道（包括外侧和可及内侧）状况，当设计有规定时，可辅之以磁粉检测或渗透检测[5]。检查各焊道、各层间是否打磨清除熔渣、有害氧化物、油脂、锈迹等。有热处理要求的焊缝，还应检查热处理工艺参数的执行情况。热处理后还应检查焊缝硬度是否符合要求。对监理检查中发现的未执行焊接工艺规程的焊工，应视为其焊接的同批次焊缝全部未执行焊接工艺规程，应全部切除返工。焊接完成后，每条焊缝应立即进行标识，主要内容有：管线号、材料批号、焊缝编号、焊工编号、焊接时间等信息，并填写好焊接记录。

由于压力管道焊接施工有很大一部分是现场施工，各种环境因素对焊接质量影响很大，应充分重视环境因素的影响。焊材储存仓库应保持干燥，焊材应分类放置在货架上，货架与墙壁宜保持一人通过的距离，仓库内应有湿度计测量实时湿度状况，必要时，应要求施工单位配置除湿机以保持仓库干燥。

现场焊接主要防止风的影响，应要求施工单位设置防风棚，焊接时应在防风棚内施焊并放下防风帘，此外还应注意防止穿过管道的穿管风。在潮湿环境下，应测量焊接电弧1米范围内的湿度[6]，超过规范要求的，应停止焊接作业。在雨、雪天气下，还应采取其他有效防护措施。监理人员应对上述的环境防护措施的有效性进行检查，如果不符合要求，则必须停止焊接作业。

不锈钢和有色金属焊接时，应要求施工单位设置专用场地和组焊工装[6]，并防止受黑色金属污染。

2.3焊后检验

焊后的检验通常进行三种方式的检验，一为焊缝外观检查，二为焊缝的无损检测，三为压力试验。

2.3.1焊缝外观检查

外观检查应对所有焊缝进行100%检查，并按设计的焊缝外观质量检查等级要求，依据GB50184、GB20801.5标准进行，对超出规范要求的外观缺陷应进行记录，有条件的应拍照，并要求进行消缺返工。外观检查不符合要求的焊缝不允许进行无损检测。外观检查应安排有经验的焊接监理人员进行，采取观察检查、对比标准样板、焊接量具测量等方法。

2.3.2焊缝无损检测

焊缝进行无损检测时，其检测方式和检测方法必须符合设计与相关规范要求。当设计与相关规范不一致时，应执行更严格的要求。不得随意变更检测要求，如需变更应征得设计和建设单位同意[7]。

从事无损检测的人员，应当取得特种设备无损检测人员资格证书，在进行无损检测前，监理应对无损检测人员的资格进行审核，确认将进行的相关检测项目在其资格许可范围内。

除100%进行无损检测的管道外，对设计及规范要求按比例进行无损检测的管段焊缝，应区分转动焊（预制焊缝）和固定焊（现场焊缝）。抽样时，对固定焊环焊缝抽样检验比例不应少于全部抽样数量的40%，并确保每一位焊工所焊的焊缝按规定的比例抽查[8]。

当有不合格焊缝时，应对焊接该不合格焊缝的焊工在同一检验批中的其他焊缝用原规定的方法加倍扩大检验，直至该焊工在该检验批中的所有焊缝。

无损检测完毕之后，应要求检测单位应及时反馈检测结果并及时将检测报告送至监理、总包及施工单位，监理应督促检测单位做好项目无损检测资料的收集、保管和整理工作，并按要求归档。

2.3.3 压力试验

完成无损检测并确认合格后，压力管道还应进行压力试验。试验压力应符合设计要求，设计要求不明确时，试验压力应符合GB50235规范要求。压力试验时，应全数检查各焊缝有无渗漏。压力试验后，如设计有要求，或输送极度和高度危害介质以及可燃介质的管道，必须进行泄漏性试验[7]。压力试验时，应注意安全，严禁带压时进行焊接修补！

对管道进行修补或增添物件，应重新进行压力试验。

3. 不合格控制

对于无损检测中发现的不合格焊缝，应督促施工单位按规范要求进行返修，返修后按原方法进行检验。同时，还应对焊缝的不合格数量及种类进行统计分析，以便能发现改进和提高焊接质量的机会。

在质量控制方面可采用的统计方法很多，其中焊接质量控制常用的方法有：统计表法，主要作用是数据采集整理并进行初步的原因分析；排列图法，通过各类不合格出现频次的统计分析，找出主要的不合格种类和改进重点；水平对比法，对象之间相同项目进行比较，主要作用是找出差距。因果图法，用于寻找不合格的原因；树图法和对策表法（措施计划表），用于制定具体改进措施。

当焊接质量低于控制目标或发现有质量短板时，监理应会同施工单位共同研究其原因，并制定相应的纠正或预防措施，跟踪检查措施的执行情况，并确认其有效性。

4. 质量验收

压力管道焊接应作为分项工程进行验收，验收规则与程序应遵守相关规范要求。经过返修仍不能满足安全使用要求的工程，严禁验收。

压力管道安装工程应经监督检验单位监督检验，并应提供“压力管道安装安全质量监督检验报告”后，再进行竣工验收[9]。

5. 结论

压力管道安装焊接质量控制是整个压力管道安装安装工程质量保证体系的重要环节，控制焊接质量以确保压力管道的正常运行并保证生产及公共安全，涉及到多方面的工作内容。但是由于焊接的作业环境条件较差、对质量要求高，当实施过程失去有效的控制，焊接的质量问题就会接踵而至[10]。因此，压力管道安装焊接监理人员都应严格执行工程监理规范、设计和标准规范要求，以及国家对压力管道安装质量监督的要求，在工程实践中，正确识别施工现场影响压力管道焊接质量的各种因素，采取行之有效的质量控制措施，以确保压力管道安装焊接工作收到良好的效果。

【参考文献】

[1]刘康勇，李东军.管道建设与焊接质量控制措施[J].管道技术与设备，2012（08）：122—124.

[2]NB/T47014—2011 承压设备焊接工艺评定

[3]TSG D0001—2009 压力管道安全技术监察规程—工业管道

[4]GB50517—2010石油化工工程金属管道施工质量验收规范

[5]GB/T20801.5—2006 压力管道规范—工业管道 第五部分 检验与试验

[6]GB50236—2011现场设备、工业管道焊接工程施工规范

[7]GB50235—2010工业金属管道工程施工规范

[8]GB50683—2011现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范

[9]GB50184—2011工业金属管道工程施工质量验收规范

[10]姜德林，张广琳等.压力管道安装焊接质量控制探究[J].内蒙古科技与经济，2011（11）：81—83.