石油化工管道焊接工艺与质量控制措施分析

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摘要：焊接质量控制是石油化工管道施工中的一项关键工作，焊接质量的控制管理十分复杂，涉及多方面因素，需要各方共同努力才能真正做好这一工作。

中图分类号: Ｕ１７文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

随着石油天然气市场前景的明朗以及化工品的需用量增加，许多石油化工公司和储运公司纷纷设立石油化工厂及石化存储基地。石油化工管道如今大都为高温高压、易燃、易爆、有毒有害等介质的管道，并且管道的焊接工程量大，焊口众多，如果焊接质量控制不好，很容易产生质量问题，因此焊接质量控制至关重要。施工方必须在安装过程中严格遵守国家、地方及行业标准规范，通过建立健全完善的质量管理体系，坚持实行严格的全过程质量控制，抓好主要的控制环节，为管道焊接质量的管理提供充分的保障。

一、石油化工压力管道施工中存在的问题

1、个别业主出于投资费用的考虑，不能由设计院直接提供管道轴测图（俗称：单线图），施工单位被委托或不得不人工绘制单线图；有的项目由于工期的压力，详细设计时间紧、任务重，单线图多次升版，为管道施工过程中的单线图管理带来额外的麻烦和负担。

2、由于近年来国外石油化工巨头及国外工程公司大举进入中国市场，对中高级技术人才需求量大，待遇高，国内石油化工建设公司的人才流失严重，技术力量青黄不接。许多项目在管道施工前，技术人员不能按照设计要求、标准、规范及项目特点、现场实际情况来制定切实可行的施工方案并对施工班组进行充分的技术交底，为焊接质量控制埋下了隐患。

3、同样由于施工单位技术、质量管理力量不足，不能及时采用近年来管道施工最先进、科学的管理理念，如：单线图管理、焊接与无损检测的软件化管理、管道的工厂化预制等，管理水平几十年徘徊不前。

4、焊接施工过程中存在未取得施焊项目合格证的焊接操作人员，或者没有在合格证核定的项目及规定的期限内承担焊接作业，造成焊接质量失控。

5、施工现场的管道材质种类繁多，材料的可追溯性管理不到位，管材及管件色标及标识的移植不及时，造成材料混用，将带来灾难性后果。

6、焊接技术交底不清楚或焊接工艺指导书执行不严格，容易产生焊接工艺参数失控。有的施工工人随意改变坡口的尺寸及形式，改变电流电压等参数，为了早点下班甚至加快焊接速度，使焊缝产生诸如裂纹、咬边、气孔、夹渣、未融合等多种超标缺陷。

7、焊接材料的种类很多，因为焊材的烘烤、发放、回收工作流于形式，不能做到彻底的跟踪管理，当班剩下的焊材不能及时回收，或者没能及时重新根据规定烘干，导致焊材的混用和焊工随意取用焊材。也有的焊条保温桶的使用不规范，致使焊条受潮，以上所有这些都会对焊接质量产生不良影响。

8、管道施工焊接的场地不断变换，焊接设备不断移动，引起设备零部件损坏，从而导致焊接参数改变，最后影响焊接质量。

9、施工环境管理不当，不能根据现场的环境变化及时采取防护措施，这也会妨碍焊接质量。

10、管道安装大多是露天野外作业，地点很多且分散，技术、质量管理、无损检测人员不能及时到位，点口错误，控检比例不够，无损检测找焊口困难、无损检测结果滞后、不能根据缺陷情况及时制定返修工艺、返修不及时等，都将直接影响焊接质量。

二、常规的管理措施

从当前全国石油化工工程项目施工及焊接的实际情况看，管道工程大多是现场焊接，焊接工况不易控制，容易产生质量问题。

1、加强焊工的培养和继续教育

焊接是一种先进的制造技术，在工业、农业、石油化工等领域的应用日益广泛，焊接技术工人的短缺也成为一个必然的趋势。焊接工人技术水平的高低将直接影响到压力管道的焊接质量。所以需要培养大量的焊接技术人员。同时对现有焊接工人的需继续教育，即结合项目工程实际，时常组织焊工进行学习。另外，还应该建立焊工管理档案，实行奖罚制度，勉励和促进焊工不断提高自身的作业水平。对那些焊接一次合格率高且稳定的焊工，委派其担任重要管道或管道中重要工序的焊接任务，使焊接质量得到保证。

2、建立全面规范的管理制度和焊接管理体系

建立健全规范的管理制度和焊接管理体系，是确保压力管道焊接质量管理工作顺利进行的有力武器。一般来说，安装单位都按照ISO9001:2008建立了相关的质量管理体系和规范的管理制度。如材料（焊材）验收入库、保管发放回收体制、焊接管理体制、焊接设备管理体制、焊接检验与返修管理体制、各部门及责任人的职责制度、焊工入场考核规定等相关质量管理程序及规定。笔者在2008年~2010年神华集团宁夏煤业集团宁东50万吨/年烯烃项目上做PMC质量管理工作期间，曾监督相关施工企业严格执行焊材烘干、发放、回收记录及焊接记录，及时制止了多次焊材用错的质量事故，取得了不错的管理效果。

3、焊接前的施工准备及体系审查

焊前应熟悉设计文件、技术条件及相关标准中对焊接质量的要求，编制详细的焊接工程质量检验试验计划；编制相关的焊接工程施工方案和焊接工艺规程（WPS）；提供满足现场实物需要的焊接工艺评定文件。认真验收材料，特别是管子、弯头、法兰等的材质、规格、尺寸偏差等应符合设计要求，实物标记应与质保书一致。检查焊接设备性能及完好状况，有关计量仪表灵敏可靠等。项目质保体系建立情况的检查也是必要的，各责任人是否到位到岗，其履行职责的能力，对于不能胜任者必须调整。

4、加强焊接操作人员的资质审查和入场考试

根据相关程序进行焊接操作人员入场前资质审查，审查施工单位申请入场施焊人员的相关资质证书必须是合格有效的；审查施焊人员资质证书是否可以覆盖本项目的要求；通过资质审核的焊工还必须经过入场技能考试，以检验该焊工的实际焊接操作技能是否符合项目要求。

5、焊接中的施工质量管理

针对石油化工厂生产特性,压力管道焊接施工全过程的质量控制、管理工作，必须严格按照以下几点进行：所有的焊材是从焊条烘干室领用的，并且由焊工本人签字，具有可追溯性,防止焊接材料发放、使用错误；再者是环境防护的检查，特别是有风、雨雪等恶劣环境情况下，必须检查其防范措施是否有效，如果环境情况不能满足规范要求的，就必须坚决停止施焊；另外，要加强焊接过程中的自检，对于在焊接过程中发现违规情况，要立即处理。

6、焊接后的焊接质量及管理控制

首先，焊缝外观的检验应在无损检测之前进行。可以采用标准样板、焊接检验尺、手电筒和工程师镜等，对其进行100%的外观检测，对压力管道焊缝余高、宽度、咬边与母材的过渡、接头错边量、棱角度等进行检查，并做好焊接检查记录。不同标准对不同级别的管道外观合格的判定宽严程度是不同的，必须熟悉相关标准，按照标准执行。其次，焊缝内部质量的检验通过无损检测方法来判别，无损检测方法和检测比例要满足设计、标准、规范的要求。此外，及时对射线探伤底片、无损检测报告进行检查，对于需要返修的焊缝，应严格执行返修工艺，并做好返修施焊记录。返修必须是在热处理和压力试验之前进行。

三、近年来先进的管理理念

1、加强工厂化预制

鉴于管道工程大多数是现场焊接，焊接工况不易控制的现实，自2000年以来国内大型石油化工工程大力推广管道的工厂化预制，如上海赛科90万吨/年乙烯工程，由中国石化集团投资，在距离安装现场二至三公里的范围内征地，建立了五个大型管道加工厂，即使是管廊上的管道也都在加工厂预制，连直管段也是将两根定长12米的管子焊接在一起再拉到现场安装，这样算下来管廊的管道预制量也超过50%，装置区的管道预制更是到达75%以上，极大的保证了焊接质量和施工工期

2、推广自动焊、半自动焊新技术、新工艺，提高探伤一次合格率

大力推广埋弧自动焊、药芯焊丝保护焊等新技术、新工艺，极大的提高了焊接效率，减少了焊工手工焊带来的焊接缺陷，使焊接无损检测一次合格率轻易的达到97%以上；同时良好的焊接操作环境，也减少了对焊接操作者身体的伤害，降低了焊接操作者患职业病的风险。

3、推行单线图管理

上世纪八十年代欧美、日本等工程公司就将单线图设计、单线图管理的理念带到中国。经过三十年的消化吸收，目前国内设计院3D模型设计，单线图管理的理念也基本确立，也最终被中国石化、中国石油、中海油等公司所接受和推广。单线图管理从材料领用就可以发挥它的作用，实现材料的集约化管理，极大的减少材料浪费；将焊口号在开始预制之前就经过转化标注在单线图上，作为班组施工的依据，具有很强的指导和前瞻预防作用；班组在预制过程中再将管线号、焊口号、焊工编号标注在预制的管段上，将焊工编号、焊接日期、管子、管件的炉批号等信息标注在单线图上，真正实现材料的可追溯性管理；班组依据无损检测比例申报无损检测焊口，确保焊接质量，最后所有焊接、无损检测、热处理、硬度检测等信息都标注在单线图上，形成一份完整的交工资料。

4、采用焊接/无损检测软件化管理

大型石化装置的管道往往上百公里计，焊接量更是超过千万达因（寸径），管道施工工程量的统计和焊接质量管理难度很大，随着计算机技术的发展，各种焊接/无损检测管理软件应运而生，投资不需很大，却能极大的提高管理的软环境。具体实施时由施工单位的技术员按照单线图采集各班组焊接完成量，将管线号、焊缝编号、焊工号、焊接日期、施工班组等信息输入计算机，监理公司完成焊缝外观检查、指定无损检测焊口号信息输入计算机，无损检测单位将无损检测结果输入计算机。从而可以实现焊接完成量、焊接质量控制等重要信息的实时分析与输出，为焊接质量管理提供有力工具。

单线图管理和焊接/无损检测软件化管理是相辅相成、密不可分的。

结语

石油化工管道的安装，因为设计费用控制、工期紧张、施工环境差等方面的限制，在质量控制方面的不利因素较多，管理难度大；又由于石油化工管道介质种类繁多，多数介质是易爆易燃且有毒有害的物质，因此对焊接质量的要求相对较高。焊接质量的好坏将直接关系到石油化工管道的施工质量。所以，建立完善的焊接施工质量管理体制，大力推行工厂化预制、单线图管理、焊口标识管理、焊接/无损检测软件化管理等科学先进的管理理念，对关键因素层层把关，严格过程质量控制，才能达到石油化工管道焊接施工质量经济性和高可靠性的要求。

参考文献：

[1]顾天杰.管道焊接质量的分析和控制 [J].河南化工，2007，（2）.

[2]包海平.石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制[J].广东科技，2011，（2）.