天然氣長輸管道監檢發現的問題與意見

程 茂 許輝庭 徐建明(浙江省特種設備檢驗研究院 杭州 310020)

天然氣長輸管道監檢發現的問題與意見

程 茂 許輝庭 徐建明
(浙江省特種設備檢驗研究院 杭州 310020)

對長輸管道安裝過程中，監督檢驗發現的常見的問題進行了匯總、分析，并對其產生的原因和危害進行了分析，按照標準要求給出了相應的解決方法和建議，以保證長輸管道的安裝質量。

長輸管道 檢驗 問題 解決方法

近年來，天然氣長輸管道建設迅猛發展，施工單位也逐漸增多，由于天然氣管道通常需要安全使用30年以上，使用周期長，位于地下不易檢查，因此施工質量對長期穩定的運行安全會產生決定性影響。近年來的在工程建設中，根據國家相關法律規定，浙江省特檢院對近千公里GA1、GA2級天然氣長輸管道實施了監督檢驗，涉及全國各個大型安裝公司，期間發現了不少問題，現將一些共性問題總結如下，并結合新版GB 50369—2014《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》的實施，指出不規范之處并通過問題的分析和深層次原因的討論，提高施工管理水平和監督檢驗的能力，共同做好施工質量的管理，保障安全。

1 施工準備

一個經驗豐富，具有完善的組織架構、必備的專業技術人員和裝備（包括檢測工具），并且有完善的質量保證體系的施工單位對安裝質量具有決定性的影響。

當前很多施工單位因為工程進度的快慢，人員調配頻繁，導致現場施工人員數量、工種變化較多，特別是如焊工、防腐作業現場較難管理，部分新來人員對工藝要求不明確，在突擊進度時容易導致施工質量下降。其次檢查中發現施工記錄和交工報告嚴重滯后，且多為事后填寫；施工單位自檢力量薄弱，很多沒有自己的檢驗人員，全部依靠監理和監檢單位，容易出現漏檢。

針對這些情況，可以采用要求施工單位提供現場實際焊工、檢驗人員名單，并將變動情況及時告知監檢和監理防止突擊進度時，焊工、防腐等工種管理失控，檢驗不到位，監檢過程中現場抽查核對焊工等工種信息，加強控制；對于不能到崗到位的，應采取必要的經濟或行政手段。

其次開工前應明確交工技術文件內容和格式，表卡應滿足SY/T 6882的規定和業主的要求，業主提供的表卡應形成版次和相對固定。

2 材料及設備檢驗

新國標對熱煨彎管直線段保留長度有明確的要求（DN≤500 直段≥250mm；DN＞500，不小于500mm），主要是為了清管器和探測儀能順利通過，且能保證組對時，防止發生短節過短的情況；其次冷彎管直徑大于600mm的曲率半徑應大于40D，較老標準有提高（原30D），直管段的橢圓度≤1%；絕緣接頭或絕緣法蘭安裝前，應進行水壓試驗。試驗壓力為1.5倍設計壓力，保壓時間5min，不得有泄漏。試壓后應將積水吹干，而后進行絕緣檢測。檢測采用500V兆歐表測量，其絕緣電阻應大于2MΩ；閥門密封試驗時間提高到15min。

對于鋼管表面超過公稱壁厚的5%劃傷修磨后的最小壁厚≥最小公稱壁厚，否則割除；有尖點的凹坑，焊縫處凹坑，深度超過2%公稱直徑的應當割除[1]。

在檢驗中發現對于鋼管表面劃痕凹坑允許深度，施工單位不清楚處理方式；對于熱煨、冷彎管，尺寸檢查不及時，少量橢圓度超標（見圖1）。這會導致熱煨彎管與直管組對時錯變量超標，為工程埋下質量隱患；部分施工單位未對絕緣接頭（絕緣法蘭）進行驗收試驗，未測量其絕緣電阻，有的施工單位甚至無兆歐表；進口管線球閥未按照國質2012年151號文件執行，未進行型式試驗。

圖1 熱煨彎管直段長度不足

對此應加強尺寸抽檢，對每個施工班組按照施工方案詳細交底，明確凹坑、劃傷等處理辦法；施工單位必須配備絕緣電阻測試儀，并應計量檢定合格；督促供貨商進行進口球閥補做型式試驗。

3 管材運輸與裝卸

3.1 裝卸

根據國家標準的要求：管子在裝卸、運輸和保管時應注意保護防腐層。管子吊裝應專用吊具，不損傷管口，雙聯管吊裝時應使用扁擔式吊具。彎管應采取吊管帶吊裝，不得損傷防腐層。運輸防腐管時，應捆扎牢固，應對防腐層采取保護措施。防腐管與車架或立柱之間、防腐管之問、防腐管與捆扎繩之間應設置橡皮板或其他軟質材料村墊。捆扎繩外應套橡膠管或其他軟質管套。彎管運輸應采取特殊的措施[1]。

但很多施工單位在裝卸、運輸時，采用拖管等錯誤方式、未注意管道防腐層保護，導致管道防腐層損傷出現劃傷、凹坑等。因此管材接收時應檢查防腐層情況，確認防腐層破損的時機，分清責任，管子在裝卸、運輸和保管時，嚴禁拖拉等搬運方式。

3.2 管子管件現場保管

標準要求防腐管應同向分層碼垛堆放，堆放高度應保證管子不失穩變形、不損壞防腐層，不同規格、材質的防腐管應分開堆放。每層防腐管之間應墊放軟墊，最下層的管子下宜鋪墊兩排枕木或沙袋，管子距地面的距離應大于200mm（原要求50mm），為保證管垛的穩定，最下層的防腐管應用木楔固定[1]。露天超過3個月的管子應采取防護措施。

在監檢過程中地面直接堆放，堆放處有石塊等尖銳物體，防腐層破壞等非常普遍（見圖2～圖4）。

圖2 管道隨意堆放在尖銳石塊上

圖3 直接地面堆放

圖4 管道直接溝內堆放

因此必須按標準要求進行離地堆放，對于因為征地等原因工期延誤，露天堆放時間可能會超過3個月的管子應事先采取防護措施（管段封堵、簡易防雨篷布等手段）。

4 管溝開挖

管溝開挖邊坡的坡度標準有要求，主要是防止塌方，溝底的寬度=外徑+余量（余量：與溝上溝下焊接、土質、自動焊、彎頭位置有關），主要是考慮施工方便及無損檢測必要的焦距，溝壁和溝底不能有易墜落的石塊或石塊。

但在施工中，為了減少開挖量，管溝開挖過于陡峭，管底寬度過窄，存在塌方的風險，且現場沒有應急措施，溝底寬度過小，管道下溝后與溝側壁相擦，如存在石塊等，容易引起應力集中和防腐層破損。堆土距離過近，頂部落石或塌方（見圖5、圖6）。

圖5 管溝過于陡峭

圖6 管溝頂部落石

因此管溝開挖和驗收盡可能嚴格執行標準要求，對于落石和塌方要引起高度重視。及時清理，發現損傷應及時修補。

5 布管和現場坡口加工

標準要求堆管場地應平坦，無石塊、積水和堅硬根莖等損傷防腐層的物體。宜在防腐管下面墊上兩條條形土埂及砂袋等袋狀物。采用復合型坡口時，坡口加工宜在施工現場進行，坡口加工應采用坡口機[1]。而實際布管時，堆管場地有石塊損傷防腐層，未在防腐管下面墊上砂袋等管墩（見圖7、圖8）。

圖7 堆管部位存在尖銳石塊

圖8 堆管部位有堅硬根莖

復合型坡口現場加工未采用坡口機，導致坡口不配合（見圖9、圖10）。

圖9 管件和管道存在壁厚差

圖10 壁厚差較大未采用坡口機加工

6 管口組對、焊接

新標準要求焊接施工前，應根據評定合格的焊接工藝，編制焊接工藝規程，焊接應按焊接工藝規程的要求進行施工。2不等厚大于2mm時應采用內削邊處理，長度應在1：4至1：2，應優選內對口器，如使用外對口器，必須在根焊完成不少于周長的50%后方可拆除，根焊應分多段且分布均勻。組對要求見表1。

表1 組對要求

其次在焊接時不得在管壁上引弧，焊機地線與管子應采用專用卡具，防止電弧燒傷；預熱應符合焊接工藝規程要求，預熱寬度50mm，焊接接頭的無損檢測應符合SY/T 4109 《石油天然氣鋼質管道無損檢測》和GB/T 50818《石油天然氣管道工程全自動超聲波檢測技術規范》的規定，射線檢測及超聲波檢測的合格等級均為II級別，輸氣管道均為100%檢測[1]。

在焊接的過程中發現的問題最多，見圖11管口端部10mm焊縫余高沒有打平。圖12焊接施工不符合焊接工藝規程（焊接工藝規程要求兩個焊工從兩邊同時進行向下焊。

圖11 管道縱焊縫端部10mm未打磨

圖12 僅有1名焊工現場下向焊

圖13、圖14、圖15、圖16根焊完成不足管周長50%即拆除外對口器。

圖13 根焊長度不足50%

圖14 外對口器拆除時根焊長度不足

圖15 根焊長度不足50%

圖16 根焊長度不足50%

圖17焊接未預熱，或預熱未使用測溫工具測量。

圖17 實測預熱溫度不足

根焊完成后沒有立即熱焊，再次焊接時沒有預熱，容易導致局部拘束應力過大；

出現焊接裂紋應割除（較老標準更嚴），根部只準返修一次。

圖18、圖19、圖20焊縫兩管口螺旋焊縫或直縫間距不夠。

圖18 焊縫間距僅有90mm

圖19 焊縫間距40mm

圖20 熱煨彎頭拼縫與直管縱縫間距不足，直管未轉角安裝

圖21鋼管短節長度不夠，不滿足標準要求。

圖21 鋼管最小長度不滿足要求

圖22管子對接偏差超標。

圖22 直管對接存在明顯角度

圖23、圖24超聲檢測掃查面不符要求。

圖23 打磨寬度不夠

圖24表面雜質未打磨干凈

圖25焊縫錯口超標，很多時候錯口是由于彎頭、三通等厚壁管件與直管的對接處削薄長度不足，特別應注意。

圖25 錯變量超標

圖26、圖27焊縫外觀不合格，如外觀成型不良，余高超標和表面低于母材。

圖26焊縫余高超標

圖27焊縫表面凹陷

圖28焊接前管口清理和修口打磨不符合要求。

圖28 焊接前焊縫周圍未打磨清理

圖29、圖30管子母材引弧、接地電弧等損傷。

圖29 底部隱蔽部位母材引弧

圖30 焊機接地在母材上

圖31焊接裂紋。

圖31 焊縫內部裂紋

圖32焊縫內咬邊超標。

圖32 根部打底焊內咬邊

圖33焊縫根部燒穿。

圖33 根部燒穿

圖34焊縫圓缺超標。

圖34 內部密集氣孔

圖35焊縫條形夾渣超標。

圖36焊縫未熔合。

圖36 焊縫根部未熔合

圖37、圖38、圖39、圖40焊接完成后管線端部未臨時封堵。

圖37 管端封堵破損

圖38管端未封堵

圖39未封堵導致泥土進入

圖40未封堵導致內部積水

因此焊接是長輸管道施工質量中的重點，對長期運行安全起到決定性的作用，因此對于焊接中的問題嚴格按照標準執行。對于目前部分管線采用TOFD技術自動檢測，應謹慎，需要按照SY/T 4112制作被檢管道厚度一致的對比試塊，否則很難驗證是否能發現缺陷。很多檢測單位不具備條件。

7 防腐層處理

新標準要求防腐層的外表面應平整，無漏涂、褶皺、流淌、氣泡和針孔等缺陷；防腐層應能有效地附著在金屬表面；聚乙烯熱收縮套(帶)、聚乙烯冷纏粘膠帶，以及雙組分環氧粉末補傷液、補傷熱熔棒等補口、補傷材料應按其生產廠家使用說明的要求施工[1]。

管道出、入土的防腐層應高出地面100mm以上，應在地面交界處的管外采取包覆熱收縮套或其他防護性措施。熱收縮套搭接處應平緩，無破損和漏點[1]。

補口后熱收縮套的粘結力應按SY/T 0413—2002中附錄G規定的方法進行檢驗，管體溫度25℃±5℃時的剝離強度應不小于50N/cm。每100個補口至少抽測一個口，不合格按規定加抽（SY/T 0413—2002中7.3.2）[2]。

補口質量要求可以參考GB/T 23257—2009《埋地管道聚乙烯防腐層》[3]。

補口質量檢驗：補口質量應檢驗外觀、漏點及粘結力等三項內容,檢測宜在補口安裝24h后進行：

1）補口的外觀應逐個目測檢查,熱收縮帶（套）表面應平整、無皺折、無氣泡、無空鼓、無燒焦炭化等現象;熱收縮帶(套)周向應有膠粘劑均勻溢出。固定片與熱收縮帶搭接部位的滑移量不應大于5mm；

2）每一個補口均應用電火花檢漏儀進行漏點檢查。檢漏電壓為15kV。若有漏點，應重新補口并檢漏，直至合格；

3）補口后熱收縮帶（套）的粘結力按附錄J規定的方法進行檢測。檢測時的管體溫度宜為10℃～35℃，如現場溫度過低，可將防腐層加熱至檢測溫度后進行測試。對鋼管和聚乙烯防腐層的剝離強度都應不小于50N/cm;對三層結構補口，剝離面的底漆應完整附著在鋼管表面。每100個補口至少抽測一個口，如不合格，應加倍抽測。若加倍抽測仍有一個不合格，則該段管線的補口應全部返修[3]。

防腐補口是保證管道今后幾十年安全穩定運行的一個重要條件，現場監檢中發現很多施工單位防腐作業人員對不同材料的防腐工藝不了解，防腐的溫度、防腐表面粗糙度、除銹均達不到要求，導致補口質量差，剝離試驗不合格，存在了大量的問題，必須將工藝發至施工人員，加強現場抽查力度。

如圖41、圖42、圖43、圖44現場防腐補口及補傷存在翹邊和結合不良現象。

圖41 補口處翹邊

圖42 補口未粘合

圖43 補口處嚴重未粘合

圖44補口處剝離空鼓

圖45、圖46補口剝離試驗不合格。

圖45 剝離強度不合格

圖46 內表面除銹不干凈

補口質量不合格產生的原因主要是，補口前未對補口部位進行表面預處理，噴砂除銹不徹底；未對補口搭接部位的聚乙烯層打磨至表面粗糙，未按產品說明書的要求控制預熱溫度并進行補口施工。應嚴格按照工藝進行補口施工。

有些防腐補口在施工時可能剝離強度試驗合格的，但在地面上擱置一定時間后，由于日曬等原因，有些發生了翹邊現象，用眼觀察很難發現，但用手指輕輕一扣就起來，此時粘接力肯定達不到要求，因此建議對在地面擱置一定時間的管段，在回填或回拖前進行剝離強度試驗，對不合格的，采取有效措施，以確保防腐補口質量。

管段無損檢測結束后，應及時進行焊口補口工作。由于南方天氣潮濕多雨，且經過水田、魚塘等水域地區較多，要確保噴砂除銹的質量，嚴禁未經噴砂除銹即補口。補口時嚴格執行相應操作規程，烘烤溫度不能太低以致膠層未完全融化，也不能太高導致熱收縮套碳化。補口工作完成后，盡快將管道下溝回填，避免防腐層和收縮套長時間經受高溫和日曬雨淋。管道回填后，要采取有效方式，如地面音頻檢漏的方法進行漏點檢查，檢查回填過程中防腐層和熱收縮套是否有損傷。

8 管道下溝及回填

新標準要求下溝前，應復查管溝深度，清除溝內塌方、石塊、積水、冰雪等有損防腐層的異物。石方或戈壁段管溝，應預先在溝底墊200mm厚細土，石方段細土的最大粒徑不得超過l0mm，戈壁段細土的最大粒徑不得超過20mm，對于山區石方段管溝宜用袋裝土做墊層；管道下溝前，應使用電火花檢漏儀檢查管道防腐層，如有破損或針孔應及時修補；管道下溝時，應注意避免與溝壁掛碰，間隙不小于150mm；管道下溝后，石方段管溝細土回填至管頂上方300mm，細土最大粒徑不應超過10mm。然后回填原土石方，但石頭的最大粒徑不得超過250mm[1]。

在下溝回填作業中也發現了很多時候采用推土機等設備野蠻施工造成防腐層損傷或加快速度和節省成本未按標準要求進行下溝和回填的問題；

如圖47、圖48管道下溝時，管道與溝壁距離不夠，損傷防腐層。

圖47 管道與溝壁間距不夠

圖48 管道與溝壁間距不夠

圖49、圖50管道下溝時，未清除溝內塌方、石塊等。對于山區石方段管溝未用袋裝土做墊層。

圖49溝內石塊未清理

圖50溝內石塊未清理

圖51、圖52管道回填不規范，有石塊接觸管道,石塊尺寸超標。

圖51回填石塊過大

圖52回填石塊過大

圖53、54管道下溝不符合標準要求，導致管道防腐層損傷嚴重。

圖53 下溝時發現防腐層破損

圖54 下溝時防腐層拉傷

因此管道安裝單位在管道下溝時，應當加強防腐管的成品保護，減少外防腐層的損傷，避免后期浪費大量的人力物力進行補傷，降低因防腐層損傷檢漏引起的管道腐蝕風險。

9 管道清管、測徑及試壓

新標準要求水壓試驗應符合現行GB/T 16805《液體石油管道壓力試驗》的有關規定，其主要要求有：配有壓力天平或同精度的壓力傳感器（相當于0.6級壓力表，配有溫度傳感器（精度0.05℃），配有壓力和溫度的自動記錄儀，配有流量計（監控充裝量的變化情況），配有水源過濾網，根據地段縱向斷面圖計算低點靜水壓和管道環向應力，根據標準要求，填寫試壓記錄。

但在監檢中部分水壓試驗不規范，如試壓壓力表未粘貼校準合格標簽，有些單位無自動記錄裝置，試壓記錄填寫不規范；因此在試壓前應監督是否具備必要的條件和設備，施工單位應認真學習標準并按標準要求進行水壓試驗。

10 管道連頭

新標準連頭處要求100%RT+100%UT，裂紋不允許返修，缺陷只允許返修一次（新增要求），因此在溝下連頭固定口焊接時，焊接空間狹小，焊接質量不易控制，因此更要注意焊接時嚴格按照規范和工藝施焊，保證焊接質量。

11 總結

目前在長輸管道施工中存在著較多的質量問題，從檢驗的角度出發，是發現一個糾正一個，但管道分布廣、距離長，監檢不能代替企業的自檢，不可能發現所有的問題；那么目前為何存在這么多問題其實有著更深層次的原因，當前長輸管道安裝資質的行政許可條件比較高，取證的國有大型石化安裝單位，但由于工程的不確定性，國有企業在資源調配上很多時候不能滿足工程的需求，很多工程都是招投標時，有證單位出面，實際施工卻只派出管理人員，具體施工都是其他的專業施工單位進行，當前長輸管道的施工專業性非常強，土建、焊接、無損檢測、防腐、定向鉆、清管、試壓等主要施工環節都有很多專業隊伍，這些隊伍長期從事專業施工，技術水平較高，但規模小或個人經營，一個明顯的特點就是重施工，輕檢驗，質保體系實施不到位，很多時候質量是靠項目經理的水平或經驗保證的，沒有專業的質檢員，一旦遇到搶建項目，很容易出現失控的情況。目前有一種觀點，認為誰中標的，以后出問題找誰，但其實這是一種事后監管的方式，但那時已經為時過晚，我們需要做的是一種主動管理，事前監督管理的模式。為此我們也建議在行政許可采用更為務實的方式，不過分強調企業的資源條件，而是要通過工程管理和質量來體現企業的能力，在監督檢驗的過程中，會同建設方高度重視施工隊伍的建設和管理，對于必須配備的人員，應根據工程標段長度，做到齊備和到崗，不流于形式，同時可根據管道施工中易發問題制定質量考核目標獎懲辦法，監檢人員提高業務水平，做好關鍵節點的監督檢查工作，共同抓好工程質量。希望通過本文能夠使長輸管道施工中的問題得到各方的重視，共同促進提高長輸管道的安裝質量。

[1] GB 50369—2014 油氣長輸管道工程施工及驗收規范[S].

[2] SY/T 0413—2002 埋地鋼質管道聚乙烯防腐層技術標準[S].

[3] GB/T 23257—2009 埋地管道聚乙烯防腐層[S].

The Problem and Solution Found in Supervised Inspection of Long Distance Gas Pipeline

Cheng Mao Xu Huiting Xu Jianming
（Zhejiang Provincial Special Equipment Inspection And Research Institute Hangzhou 310020）

This paper collects and discusses the problems of long distance gas pipeline found in supervised inspection during fabrication, analyzes the cause and hazard of it, and gives the solution according to code to ensure the quality of the installation of long distance pipeline.

Long distance gas transmission pipeline Inspection Problem Solution

X959

B

1673-257X(2015)12-0030-08

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.12.006

程茂(1972～), 男, 高級工程師，從事承壓類特種設備的檢測和監督檢驗工作。

2015-05-18）