站內工藝管道焊接中常見質量問題及其預控措施

石油天然氣長慶工程質量監督站（陜西西安710018）

站內工藝管道焊接中常見質量問題及其預控措施

劉保平，鄧 軍

石油天然氣長慶工程質量監督站（陜西西安710018）

針對油田某采油廠接轉注水站內工藝管道焊接中焊縫質量一次合格率低下的現象，分別從人員、設備、材料、工藝、環境等方面進行了系統分析，指出了影響站內工藝管道焊接質量的5個主要因素，并提出了相應的質量預控措施，通過實施焊接質量一次合格率有了明顯提高。最后分析了油田產能建設中“低、老、壞”現象屢禁不絕的原因，并提出了相應的建議。

站內工藝管道；焊接；質量問題分析；預控措施

油田場站工程屬于油田生產建設過程中的骨架工程，在油田地面建設發展過程中有著重要的作用，如果在場站內工藝管道焊接過程中，管理松散、焊接工藝執行不到位，焊縫中存在缺陷，如咬邊、錯邊、焊縫成型差、未熔合、未焊透、氣孔夾渣等，在使用過程中就有進一步擴展的趨勢，給工藝管道的安全運行埋下隱患，且一旦泄漏更會造成整個工藝生產事故，嚴重的會產生火災和環境污染等。為此加強油田站內工藝管道制造安裝過程中的質量有著舉足輕重的作用。

圖1 施焊現場材料隨意擺放

圖2 焊接現場焊條存放

1 問題的提出

在抽查某采油廠接轉注水站過程中，對Φ60mm ×3.5mm、Φ76mm×9mm、Φ89mm×4.5mm、Φ168mm× 4.5mm等規格的工藝管道焊縫外觀進行了抽查，共抽查了46道焊口，外觀質量不合格的焊口13道，分別存在焊縫咬邊、余高過高或低于母材、焊縫錯邊量超標等缺陷，一次合格率僅為71.7%，合格焊口的外表面也存在飛濺、焊渣未清理等現象。監督人員對承擔該項工程的檢測公司抽檢的20道焊口進行了抽查，其中返修焊口6道，一次合格率為70%，焊接質量狀況較差；其次發現現場管理比較混亂，如圖1、圖2所示。材料、焊條隨意擺放，有些焊條藥皮已經脫落，現場焊接用焊條直徑為4.0mm，與焊接工藝規程不符。現場未查到焊接檢驗記錄。詢問操作工人對焊接電流、電壓、施焊速度均不清楚[1]。焊接前未對焊件進行必要的清理，焊接坡口加工效果不好，坡口兩側存在鐵銹等雜物，焊道間清理不徹底。后對該施工項目部相關資料進行了抽查，未查到相應的焊接技術交底，同規格管道的焊口組對、焊接記錄數據不符合實際，焊條烘烤、發放記錄不完備。

2 存在問題分類

2.1 不能嚴格按規定的焊接工藝參數施焊

部分焊工往往根據自己的習慣操作，不考慮焊材的適用性及焊接參數是否合理，更不計較這些參數是否偏離了工藝規程所要求的范圍，施焊中隨心所欲，根據自己的喜好和習慣進行焊接操作。現場實際選用焊條的直徑與焊接工藝規程不符。

2.2 機器設備存在的問題

現場無風速儀，施焊用焊機上自帶的電流電壓表沒有按規定時間進行校驗，無法判斷其計數是否準確。

2.3 材料保管環節缺失

焊條未按規定烘干、保溫使用，未按工藝文件規定選擇適當的焊接材料種類、規格[2]。用于現場對焊的法蘭、彎頭未進行有效的保護，隨意丟棄。

2.4 質量管理體系未正常運行

缺少技術交底，未編制指導實際施工用的焊接作業指導書或焊接工藝卡，施工過程中的自檢、互檢和專檢，即“三檢制”不落實。現場無管口組對與焊接記錄。

2.5 環境條件不符合規定要求時，未采取有效防護措施

該站地處黃土高原，春夏季正是大風、多雨季節，施工現場未看到防風棚。

3 存在問題原因分析

3.1 人員因素

這一因素對焊接工作來說就是焊工。各種不同的焊接方法對焊工的依賴程度不同，焊工的操作技能和認真工作的態度對焊接質量至關重要。焊工質量意識差、操作粗心大意、不遵守焊接工藝規程都可能影響焊接質量。人員因素還與工藝管道加工成型和組對的管工、施工現場技術人員和現場監理人員有關。如組對時對口間隙不規則，錯邊量過大，施工現場技術人員不進行技術交底，缺乏質量專檢，如唯一的質檢員有事請假一個星期之久而無人頂班。

工藝管道焊接中現場監理，尤其是焊接監理工程師應進行巡視和平行檢驗，而承擔該工程的監理公司由于焊接專業監理人員不足，對施工單位現場人員、設備的報驗只簽字不審核，對未進行技術交底就開工焊接的情況也不加以制止，對同時開工建設的部分油田集輸管道和場站工程由一名焊接監理進行巡回檢查，駐站的現場監理為土建專業，對焊接專業一知半解，對施工單位的各種違規現象視而不見，導致工程前期焊接質量低下，出現返修焊口量大，給工程質量和進度造成一定影響。現場監理對焊接質量的重要工序未進行平行檢驗和監督檢查等行為，都是產生焊接工藝執行效果差的直接原因。

3.2 設備因素

焊接設備的性能，穩定性與可靠性對焊接質量會產生一定的影響。在質量管理體系中，要求建立包括焊接設備在內的各種在用設備的定期檢查制度，包括性能測試，每年定期對電流、電壓表進行校驗。工藝管道坡口加工中應盡量使用坡口加工機，以保證切割出的坡口尺寸準確、成型美觀，氧-乙炔氣的純度是否符合要求等都會對坡口加工質量造成影響，如圖3所示。現場一些必需的儀器如風速儀未查到，必要的檢驗工具如鋼板尺、焊縫檢驗尺數量偏少。

圖3 火焰切割坡口不規則

3.3 材料因素

焊接使用的材料包括各種被焊材料，也包括各種焊接材料，還有與產品配合使用的各種外購或外協加工零部件。焊接生產中使用材料的質量是保證焊接產品質量的基礎和前提。從全面質量管理的觀點出發，為了保證焊接質量，從生產過程的起始階段，即材料進場之前就要把好材料驗收關。驗收合格后的進場材料應妥善保管，使用過程中對焊條焊絲的發放要有記錄，焊條應存貯在保溫桶內防止焊條受潮。

該工程前期施焊過程中，現場有烘干箱和保溫桶，如圖2所示。但根據檢測公司X射線底片的抽查情況看，工藝管道中產生的氣孔較多，經過專業技術人員的分析，認為產生氣孔頻繁與焊條受潮，焊件表面有水漬、鐵銹或現場風速過大有關。從而說明盡管焊條烘干保溫設備齊全，如果使用環節出現問題，如一次性發放焊條過多，焊條保溫桶長期未上蓋也會使焊條受潮，在大風季節或下雨時節未采取防護措施容易在焊接過程中產生氣孔缺陷。

3.4 工藝因素

焊接質量對工藝方法的依賴性較強，在影響工序質量各因素中占有重要的地位。其影響主要來自兩個方面：一方面是工藝制定的合理性，另一方面是執行工藝的嚴肅性。某一產品或某種材料焊接工藝的制定，首先要進行焊接工藝評定，然后根據評定合格的工藝評定報告和圖紙技術要求制定焊接工藝規程、編制焊接作業指導書或焊接工藝卡。這些以書面形式表達的各種工藝參數是指導施焊時的依據，是保證焊接質量的基礎[3]。要嚴格執行焊接工藝規程，不得隨意變更焊接工藝參數。不正確的焊接工藝固然不能保證焊接質量，即使有經評定正確合理的工藝規程，不嚴格執行同樣也不能得到合格的質量。

3.5 環境因素

在特定環境下，焊接質量受到環境因素的影響較大，工程前期預制件的焊接操作在室外露天進行，必然受到外界自然條件，如溫度、濕度、風力及雨雪天氣的影響。在其他因素一定的情況下，有可能單純因環境因素造成焊接質量問題。環境因素的控制措施比較簡單，當環境條件不符合規定要求時，如風力較大時應在防風棚內進行，雨雪天氣可暫停焊接工作。經檢查，施工現場無防風棚，施工現場偶爾會出現大風天氣，現場沒有風速儀也未測量過風速，陰雨天氣是否進行過焊接也無從查起，現場管理較為混亂。

4 質量預控措施

4.1 人員方面

1）進行崗位培訓，尤其是新進廠人員，應從理論上認識執行工藝規程的重要性，從實踐上提高操作技能。

2）無證焊工禁止施焊，堅持持證上崗，執行焊工考試制度，建立焊工技術檔案。

3）負責管道組對的管工，嚴格按照圖紙和設計文件規定的尺寸組對，同時還應符合焊接工藝規程的規定，防止組對間隙過大或過小。坡口加工不符合要求和組對間隙不正確的禁止施焊。

4）完善施工單位的“三檢制”，每道工序經質檢員、現場技術負責人確認合格后再轉入下道工序，落實責任追究制度。

5）加強施工現場監理人員的作用。監理的專業要對口，重點工序應設置為旁站點，監理平行檢驗記錄應由施工單位技術負責人或質檢員確認簽字。

4.2 設備方面

1）使用經計量檢定合格的焊接設備。

2）使用坡口加工機，對直管段的坡口加工盡量使用坡口加工機。對于彎頭、三通及管道上開孔等使用坡口加工機有一定困難時，方可采用氧-乙炔火焰切割，但火焰切割后的坡口應采用角向磨光機進行打磨去除表面氧化層，并保證切口質量符合圖紙和焊接工藝規程的要求[4-5]。

3）配備一定數量的測量儀器工具。如風速儀、焊縫檢驗尺、鋼板尺、鋼卷尺等工具。

4.3 材料方面

加強原材料進場檢驗和驗收。現場使用的焊條、焊絲除應具有合格證和質量證明書外，還應對焊條焊絲型號、規格及包裝進行進場檢驗，驗收合格后交由材料管理人員建立臺賬，嚴格執行領用審批制度，防止一次性超額領用后因保管不善造成焊材受潮甚至銹蝕。現場臨時材料庫房應保持干燥，打開包裝的焊條應存放于專用保溫箱內。

4.4 工藝方面

焊接工藝規程包括作業指導書和工藝卡，施工單位必須認真編制、審核，并報監理審查，建設單位批準后下發焊接機組長，并由技術負責人對現場焊工和管工進行技術交底，并適時組織學習。落實施工現場的“三檢制”，加強質檢員的專職檢查和監理的平行檢驗力度，完備施工現場的組對、焊接記錄。

4.5 環境方面

對于手工焊風速大于8m/s，氣體保護焊時風速大于2m/s時應在防風棚內施焊，否則嚴禁進行焊接作業，下雨下雪時禁止焊接作業，監理應根據天氣變化隨時用風速儀進行監測。

5 實施效果檢查

通過監督檢查后，監督人員立即給予了暫停施工的書面通知，要求對人員、設備、工藝、材料重新核查整改，尤其對焊工要求持證上崗，施焊前現場進行考試，合格者才準予上崗操作，配齊必需的檢驗儀器工具，責令施工單位更換了部分焊接設備。對于監理單位的非專業人員要求重新調整崗位，配齊監理單位的檢查儀器和工具。

經過一個星期的整改，重新復工一個月后再次監督抽查時，焊接質量有了明顯提高，各種規格的工藝管道焊縫外觀抽查了30道，除過1道焊縫余高超過標準規定的高度外，其余全部合格，外觀質量一次合格率由最初的71.7%提升到96.7%，無損檢測單位復工后所拍的X射線底片，經專業人員評定一次合格率提高到98%左右，效果較為明顯。

6 結束語

油田產能建設的特點是地域跨度大、時間短、投資定額固定，而近幾年里人工成本上升幅度較大，留給施工單位的利潤空間越來越小，有的單位過分追求效益導致施工質量有下滑趨勢，油田生產中“低、老、壞”現象屢禁不絕，一些質量隱患在建設過程中未被消除，即使勉強投入生產，過不了幾年本身存在的質量缺陷進一步擴大，一旦造成事故將會給建設單位帶來嚴重甚至無法挽回的損失。每年油田產能建設的黃金季節6～11月半年時間，由于野外施工作業，加之陰雨天氣、施工道路及材料供應、外協及其他影響，有效施工作業的時間只有100多天。從年初各施工單位的規劃來看，人員、設備、材料似乎準備的非常充分，但到了施工高峰期，各采油廠的建設工程都集中在這一段時期內集中開工，這時就顯得建設單位管理人員少、施工單位焊工數量不足、監理人員缺乏、設備易出現故障等原因，建設工程合同都有工期要求，必然會出現工程進度與工程質量之間的矛盾，而要解決這個矛盾，只有建設、監理、施工、檢測單位之間相互協調，通力合作才能在保證工程質量的前提下提高建設工程速度，從而完成既定的目標計劃。

[1]裴潤有，劉保平，魏增安.油氣田建設工程焊接質量無損檢測技術[M].北京：石油工業出版社，2014.

[2]中國石油天然氣集團公司.石油天然氣站內工藝管道工程施工規范：GB 50540-2009[S].北京:[出版者不詳],2009.

[3]中國建設監理協會.建設工程監理規范：GB 50319-2013 [S].北京:[出版者不詳],2013.

[4]石油與天然氣工程質量監督總站.石油質監[2013]11號石油天然氣建設工程質量監督工作程序[Z].

[5]中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產分公司.油勘字[2009]58號中國石油油氣田地面建設工程監理管理指導意見[Z].

本文編輯：左學敏

The low qualified rate of the technological pipeline welding quality in the water injection station of a production plant is analyzed from five aspects of personnel,equipment,material,process and environment,the main factors affecting the welding quality are pointed out,and the corresponding quality control measures are put forward.The qualified rate of the technological pipeline welding quality is obviously improved after the measures are implemented.The reasons of"low,old,bad"phenomenon in the construction of oil field production capacity are analyzed,and the corresponding suggestions are put forward.

technologic pipeline in water injection station;welding;analysis of quality problem;prevention and control measures

2015-08-28

劉保平（1963-），男，高級工程師，長期從事油氣田及長輸管道工程質量監督和無損檢測工作。