基于信息技術的管道焊接質量控制

朱文濤，章占強，刁海勝，劉彪，雷毅，仵中衛

中國石油長慶油田分公司第三采油廠 （寧夏 銀川 750006）

近年來， 油氣田管道泄露事件越來越受到社會各界的關注，在帶來環保與輿情壓力的同時，也造成了管道運行成本的上升， 給油氣田管道運營企業帶來了極大的困擾， 甚至影響了正常的生產秩序與國家的能源安全。 而造成管道泄露事件的一個重要原因就是管道初期施工質量把關不嚴， 無法追溯到施焊的焊工、現場質檢員、技術員。 如何有效地控制管線施工質量，不僅要進一步完善監管制度，更重要的是從源頭進行把關，抓住重點施工人員，把握關鍵施工環節，提高質量管控水平。

1 管道焊接質量管理

1.1 焊工管理

在工程建設項目中， 管道焊接質量好壞直接影響生產運行、安全環保、維護維修，其質量控制對整個工程起到舉足輕重的作用， 而焊工的好壞無疑起到了決定性的作用。

1.1.1 事前控制

工程中標后， 施工單位向監理公司備案焊工信息， 備案主要審核焊工資質以及焊工所能達到的焊接水平是否滿足現場施工要求， 監理統一組織入廠焊工考試，主要以理論考試為主，焊工考試通過后，由監理頒發上崗證。

1.1.2 事中控制

監理、各級工程管理人員根據開工資料、人員信息，開展現場檢查工作，核對現場焊工是否與備案信息一致。

1.1.3 事后控制

投用后若出現質量問題，查找竣工、驗收資料，核對焊接處標注的焊工編號、焊縫編號，對施工人員進行追責。

1.2 焊接質量檢查

現場焊接后，對每個焊縫逐一進行無損檢測，要求一次合格率達到97%以上。 某廠2016 年管道維護工程無損檢測焊縫1 997 個（不包括復探、擴探數量），綜合抽檢率33.8%，合格數量1 623 個，平均一次合格率為83%（表1）。

2 管線焊接質量管理問題及原因分析

2.1 焊縫出現質量問題后，質量責任追溯難

要找到相關責任人需要查找施工資料， 對應現場焊縫編號和焊工編號，但紙質資料查詢困難，加之焊工編號逐年變動， 焊工流動等因素很難找到責任人進行追責。追責機制無法落實，導致焊工責任意識缺乏。

2.2 焊接水平參差不齊，無法考量

JGJ 81—2002 《建筑鋼結構焊接技術規程》明文規定了焊工培訓的標準及方法， 但是由于沒有權威部門的指導， 對焊工持何證上崗仍然是“無章可循”。 雖然入廠焊工都經過備案登記并持有相關資質，但從無損檢測情況來看，焊縫質量合格率不高，焊工水平良莠不齊。 焊工水平高低直接決定了焊縫焊接質量好壞， 而現有管理方式缺乏對焊工水平進行客觀評價的標準，焊接質量不能得到可靠的保證。

表1 施工單位無損檢測一次合格率

2.3 焊工身份核實較為繁瑣

開工后，監理、工程技術員、主管領導、質量監督人員、 安全管理人員都需要對現場施工人員進行身份核實，如果檢查人員忘帶或沒有相關資料，就無法進行身份核查，現場往往出現焊工與備案人員不符、或施工中臨時更換人員沒有進行登記等情況， 讓無證上崗人員有機可乘。

3 管線焊接質量控制方法研究與應用

焊接行業不缺乏技術標準和管理制度， 缺乏的是有效的監管與落實。 利用智能化管道全生命周期管理系統， 固化質量管理方法， 真正從源頭進行把關。 抓住重點施工人員，把握關鍵施工環節，是執行標準、落實制度的有效方式。建立智能化管道全生命周期管理系統，通過管材二維碼、焊縫二維碼質量責任追溯可以解決追責難的問題； 通過焊工動態評級管理甄別出滿足現場要求的達標焊工； 通過焊工二維碼身份核實，滿足各級管理人員的檢查需要，實現施工人員信息共享和焊工評級后的動態管理。

3.1 焊縫二維碼質量責任追溯

通過信息化手段，將焊工、施工單位、監督人員等信息生成二維碼，與焊口一一對應，一旦出現質量問題可掃碼快速查詢，實現追責。

3.1.1 焊縫二維碼標識牌制作方法

施工現場工程組、 技術監督組在系統中錄入壓力管道、施工單位、焊縫數、焊工等，信息系統將自動生成二維碼信息；打印、塑封二維碼標識牌，現場進行粘貼固定，粘貼完畢，進行拍照留存，上傳系統。

3.1.2 焊縫二維碼標識牌制作流程

現場焊接施工完畢后， 施工單位在焊縫上標注焊縫編號，所有焊縫無損檢測合格后，制作焊縫二維碼標識牌，防腐補口后，利用扎帶固定標識牌，然后下溝掩埋。

3.2 焊工動態評級管理

1）建立焊工評級管理信息。 通過焊口無損檢測合格率對焊工進行動態評級，評級標準劃分A、B、C三個等級。綜合探傷合格率（所有無損探傷結果的匯總）等級劃分標準：合格率≥95%為A 級焊工；85%≤合格率＜95%為B 級焊工； 合格率＜85%為C 級焊工。A 級焊工：可焊接廠內任何工程；B 級焊工：保留資質，復測焊工技能水平；C 級焊工：列入黑名單，禁止施工。

2）動態評級管理的應用。 當焊縫錄入無損檢測結果后，系統按照合格率自動生成評級結果，并將結果關聯到對應焊工， 管理人員可按照焊工姓名在系統中搜索、查詢評級信息。

3.3 焊工二維碼身份核實

建立焊工信息庫，備案焊工信息包括：姓名、身份證號（焊工編號）、施工單位、可作業項目標準。 通過掃描二維碼，檢查人員無需攜帶資料，即可核實身份，核實施工人員是否在焊工信息庫中，焊接評級是否達標。

當焊工經過監理備案登記、 統一考試后發上崗證， 作業區在錄入焊工信息后， 系統生成焊工二維碼，將此二維碼貼于焊工上崗證背面，現場檢查人員可掃碼查詢。

3.4 開發壓力管道質量監督系統

3.4.1 系統數據關系

系統共建立了7 個實體的關系（圖1），分別為施工單位、焊工、管道、管道新建及維護、焊工評級、焊縫及探傷、 探傷復測。 施工單位的主要屬性有編碼、單位名稱、施工資質；焊工的主要屬性有姓名、身份證號、作業標準；管道主要屬性有名稱、規格、介質、長度；管道新建及維護主要屬性有施工單位、焊縫數量、施工負責人、質檢員；焊工評級主要屬性包括無損檢測結果、檢測率、合格率、級別；焊縫及探傷主要屬性包括編碼、二維碼、監理；探傷復測主要屬性有探傷復測結果。

圖1 系統數據關系圖

3.4.2 主要功能

壓力管道質量監督系統主要功能包括焊工信息管理、施工單位信息管理、壓力管道及檢測管理3 大功能模塊。

1）焊工信息管理。登陸系統后，可點擊焊工信息管理中添加按鈕,對入廠焊工進行備案登記（圖2）。

圖2 添加焊工信息

錄入焊工信息后， 系統默認焊工級別為A 級，當現場焊工有施工信息，錄入焊縫無損檢測結果后，自動將信息匯總生成探傷記錄、合格數量、檢測率、合格率、內部評價等信息，實現焊工動態評價管理。

點擊打印功能，系統將自動生成焊工二維碼，手機微信掃碼可查看焊工信息。

2）施工單位信息管理。 點擊施工單位信息管理中添加按鈕，對施工單位信息進行登記（圖3）。

信息添加成功后，增加“整改通知單”屬性，現場檢查人員可上傳整改通知單，實現信息共享，方便各級管理人員督促問題整改落實。

3）壓力管道及檢測管理。 添加新建管道基本信息，然后添加管道焊接信息，選取施工單位，填寫焊縫數量，施工負責人、質檢員等信息，最后對應每一個焊縫添加焊工信息， 填寫無損檢測結果以及監理信息（圖4）。

圖3 添加施工單位信息

系統將對應每一個焊縫生成相應“二維碼”，微信掃碼可查詢焊工、負責人、監理信息。

圖4 添加壓力管道信息

3.4.3 系統優化

針對系統存在問題， 優化焊縫二維碼應用的3項功能：現場應用中發現，每一個焊縫都要對應一個焊工，信息錄入工作量非常大，經過功能優化，可按照固定格式，以Excel 形式導入系統，提高了信息錄入效率；大量的二維碼單獨打印，可操作性差，經過優化實現了二維碼的一次選取，批量打印，可操作性強；無損探傷不合格的焊縫需要復測，增加探傷復測功能，確保了信息的完整性。

3.5 現場應用

在XX、XXX 作業區試點運行。 XX 作業區試運行3 條管線，焊縫923 個，抽樣探傷367 個，合格率100%，實現了“二提四降”，即提高責任意識、提高施工質量；降低破損風險、降低維修頻次、延長運行周期、降低環保成本、降低維護成本。

4 結論

借助智能化管道全生命周期管理系統， 固化質量管理方式，使質量責任可追溯，有效提高了質量管理水平。

1）焊縫二維碼技術，摒棄查閱紙質資料的麻煩，以身份證號替代焊工編碼， 即便焊工人員流動也可快速查到責任人。

2）焊工動態評級，初步形成對已持證焊工的再評價標準，使得焊工評價有了依據，以此來考量甄別滿足質量要求的達標焊工，區分良莠。

3）焊工二維碼技術，使檢查人員不再需要攜帶相關資料核對焊工身份信息， 并且可快速查看焊工的評級情況。

4）壓力管道質量監督系統，在集成以上技術的同時，實現施工關鍵信息的記錄。一方面監督管理各方的履職，一方面倒逼焊工提高責任意識。

焊接質量控制對于壓力管道后期運行的重要性不言而喻， 抓住人的因素來控制焊接質量是重中之重。 焊工管理是一項長期的過程，每年都有入廠的老焊工，通過焊工評級的管理方式，初步量化了焊工水平。

質量全過程控制在現場應用中是一種理想的管理方式，焊縫二維碼質量責任追溯轉變管理思維。由正向質量控制轉為側面激勵，是一種機制創新，事后追責讓焊工主動提高責任意識。