鄭 斌周麗芳

(1.寧波市特種設(shè)備檢驗研究院,寧波,315020;

2.中國石化集團寧波工程有限公司,寧波,315103)

工藝與設(shè)備

壓力管道安裝監(jiān)督檢驗若干問題探討

鄭 斌1周麗芳2

(1.寧波市特種設(shè)備檢驗研究院,寧波,315020;

2.中國石化集團寧波工程有限公司,寧波,315103)

為保證壓力管道安裝中的安全及質(zhì)量,按照條例和相關(guān)標準的要求,從壓力管道安裝在施工準備、焊接、支吊架安裝、無損檢測、壓力試驗等過程中若干監(jiān)督檢驗的問題進行了探討,并介紹了壓力管道安裝過程中的注意事項及相應(yīng)的監(jiān)檢建議。

壓力管道 安裝 監(jiān)檢 質(zhì)量控制

壓力管道是一種承壓設(shè)備。在壓力管道中,特別是工業(yè)管道作為工藝流體輸送系統(tǒng),其輸送的介質(zhì)往往具有易燃、易爆、有毒、高壓及強腐蝕性等特點。一旦由于管道材料有缺陷、結(jié)構(gòu)強度或致密性存在問題而發(fā)生泄漏,就會引起火災(zāi)、爆炸、中毒以及其他人體傷害等事故,嚴重危害人的生命和裝置系統(tǒng)的安全,因此為保證壓力管道的安全運行,防止事故發(fā)生,國家實行了一系列安全監(jiān)察制度,并實行了壓力管道安裝許可證制度。壓力管道安裝企業(yè)必須建立壓力管道安裝質(zhì)量保證體系,并取得壓力管道安裝許可證,方可在許可證規(guī)定的范圍內(nèi)從事壓力管道安裝。筆者著力從壓力管道安裝監(jiān)督檢驗(以下簡稱監(jiān)檢)中的若干問題進行探討。

1 施工準備

1.1 開工資料

(1)不能及時履行壓力管道安裝開工申報手續(xù),個別單位在特種設(shè)備安全監(jiān)察部門的督促下也未辦理壓力管道安裝開工申報手續(xù),無手續(xù)施工現(xiàn)象嚴重。

(2)設(shè)計資料不符合要求:主要有壓力管道平面布置圖和圖紙目錄上未蓋壓力管道設(shè)計資格印章;設(shè)計單位未按要求在設(shè)計資料中注明壓力管道的類別和級別;壓力管道設(shè)計技術(shù)特性表中只有工作壓力和工作溫度,而無設(shè)計壓力和設(shè)計溫度,此現(xiàn)象相當普遍;無損檢測標準和合格級別標注不全或引用標準錯誤;材料表中僅有材料規(guī)格和牌號,無材料標準號要求;焊材選用不當。

(3)施工組織設(shè)計或施工方案不夠完善:①內(nèi)容少且缺乏可操作性,不能具體指導現(xiàn)場施工,無法滿足現(xiàn)場施工生產(chǎn)實際要求;②有些安裝單位無符合要求的現(xiàn)場質(zhì)保人員及現(xiàn)場有關(guān)責任人員任命名單;③有些施工方案中焊接工藝內(nèi)容不全且無焊接工藝指導書指導焊工施焊,甚至焊接工藝評定報告不能覆蓋所承攬的施工項目。④無損檢測內(nèi)容不全或漏項,委托的無損檢測單位無專門無損檢測方案;用戶對專業(yè)無損檢測單位未進行相應(yīng)的質(zhì)量控制,無資質(zhì)檢驗單位從事無損檢測的現(xiàn)象時有發(fā)生。⑤壓力管道試壓和吹掃方案內(nèi)容籠統(tǒng)不切實際,且無補充試壓和吹掃措施。

1.2 材料

所有管材、管件、閥門及焊材均應(yīng)嚴格按照設(shè)計文件要求的規(guī)格、材質(zhì)等級選用,各種材料必須有質(zhì)量證明書和出廠合格證。主要常見問題是閥門廠提供的閥門質(zhì)量證明書中無配套法蘭質(zhì)量證明書;原材料質(zhì)量證明書內(nèi)容不符合要求有缺項或無爐、批號等。監(jiān)檢人員可對無縫鋼管和管件進行壁厚測定抽檢、對閥門進行試壓復驗抽檢、對特殊用合金無縫鋼管及管件進行材料確認抽檢,特別是存在質(zhì)量證明書不符合要求的管件。其中法蘭、墊片、三通、彎頭等管配件的質(zhì)量更容易出現(xiàn)問題,因而在安裝前監(jiān)檢人員應(yīng)對這類管件進行仔細檢查。法蘭類管件有時難以從外表面檢驗直接判別其內(nèi)在質(zhì)量,如某石化公司一根DN400氧氣管道,在壓力試驗后32天(其中正式投用僅20天),孔板流量計上游側(cè)法蘭氧氣外泄并引發(fā)了火災(zāi)事故。入庫材料應(yīng)分類擺放,并進行材料標識和檢驗、試驗狀態(tài)標識等。

1.3 施工機具設(shè)備

由項目部依據(jù)管道安裝施工需要進行配置,機具設(shè)備使用計劃應(yīng)納入管道安裝施工組織方案。

1.4 施工技術(shù)準備

大型管道工程安裝之前必須進行施工圖紙會審和設(shè)計交底。必須編制施工技術(shù)方案和專項施工作業(yè)計劃,并向施工人員進行施工技術(shù)交底。

1.5 作業(yè)條件

(1)工業(yè)管道安裝前,與工業(yè)管道有關(guān)的土建工程應(yīng)施工完畢,并經(jīng)土建與管道安裝單位有關(guān)人員共同檢查合格,辦理工序交接手續(xù)。

(2)工業(yè)管道安裝前,與工業(yè)管道相連接的設(shè)備應(yīng)安裝合格并固定完畢,二次灌漿已達到要求。

(3)在施工過程中,氧氣管道及主要閥門安裝前必須清洗和脫脂,管道內(nèi)要防腐,襯里要嚴格檢查,確保合格。

2 管道焊接質(zhì)量控制

焊接是壓力管道工程施工的關(guān)鍵點。壓力管道組對、焊接質(zhì)量的的好壞直接影響管道安全運行。因此監(jiān)檢員應(yīng)對壓力管道的焊接質(zhì)量有著極為嚴格的要求,除要求焊接接頭為完全熔透焊縫外,對焊縫表面的質(zhì)量也有著具體的焊接標準、焊縫的表面(罐內(nèi)、外)應(yīng)平緩、均勻、不得有明顯的凸凹焊道。焊接過程的質(zhì)量控制對保證壓力管道工程的安裝起著重要的作用。為此,控制好壓力管道工程中的焊接質(zhì)量是管道安裝質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

2.1 焊前準備

(1)對焊工進行確認,凡是從事壓力管道焊接的焊工,必須按照現(xiàn)行《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》、《現(xiàn)場設(shè)備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定進行考試,考試合格后,方可從事相應(yīng)的焊接施工。

(2)對焊接用設(shè)備確認,壓力管道焊接所需的手弧焊機、氬弧焊機、焊條烘干設(shè)備和焊縫熱處理裝置應(yīng)齊全、完好、性能穩(wěn)定可靠,應(yīng)裝有在校檢周期內(nèi)合格的電流、電壓表、壓力表。

(3)對坡口進行確認,坡口加工完成后,必須除去坡口表明的氧化皮、油污、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層,清除范圍為坡口及其兩側(cè)母材不少于20毫米區(qū)域,并應(yīng)將凹凸不平處打磨平整。

(4)對管道定位/組對確認,管接頭組對應(yīng)在確認坡口加工、清理質(zhì)量后進行。管接頭的組對定位焊是保證焊接質(zhì)量、促使管接頭背面成形良好的關(guān)鍵,如果坡口形式、組對間隙、鈍邊大小不合適,易造成內(nèi)凹、焊瘤、未焊透等缺陷。組對間隙應(yīng)均勻,定位時應(yīng)保證接管的內(nèi)壁平齊、內(nèi)壁錯邊量不超過管壁厚度的10%,且不應(yīng)大于15毫米。如壁厚不一致,應(yīng)按規(guī)定進行修磨過渡。若焊接定位板時應(yīng)在焊管板角焊縫的同一方向。管件組對時應(yīng)墊置牢固,并應(yīng)采取措施防止焊接過程產(chǎn)生變形。定位焊時,應(yīng)采用與根部焊道相同的焊接材料和焊接工藝,并由合格焊工施焊。

2.2 焊接材料及過程控制

焊接材料是壓力管道安裝焊接質(zhì)量保證的基本條件,焊接材料的質(zhì)量和正確使用,影響著壓力管道安裝的工程進度、成本和質(zhì)量,應(yīng)嚴格控制焊接材料的采購、驗收、保管、烘烤、發(fā)放、使用和回收等環(huán)節(jié)。監(jiān)檢員應(yīng)確認壓力管道用焊材必須有焊材生產(chǎn)廠家蓋章的材料質(zhì)量證明書,經(jīng)檢查、驗收合格后方能按要求登記入庫。企業(yè)應(yīng)設(shè)焊材一級庫,項目部設(shè)焊材二級庫。一級庫應(yīng)具有保溫、去濕的必要條件,入庫、發(fā)料手續(xù)及記錄齊全。二級庫應(yīng)具有良好的環(huán)境和烘干、保溫設(shè)備,設(shè)備上的各種儀表應(yīng)在周檢期內(nèi)使用。詳細記錄烘干的溫度和時間。注意按計劃烘烤,焊條烘烤一般不準超過兩次。根據(jù)領(lǐng)料單發(fā)放焊材,詳細填寫《焊材領(lǐng)用和發(fā)放記錄》,記錄所發(fā)焊材的日期、規(guī)格、型號、批號、數(shù)量和管線號等?，F(xiàn)場使用的焊條必須烘干,操作人員用保溫桶領(lǐng)用,以防返潮。每一只桶內(nèi)只能領(lǐng)用同一牌號的焊條,以防錯用,且一次最多不能超過5公斤,在桶內(nèi)存放時間不應(yīng)超過四小時,否則必須行重新烘干。焊絲一次領(lǐng)用數(shù)量不得超過最小包裝,使用前應(yīng)檢查表面的銹蝕、油污等雜質(zhì)是否清理干凈。氬弧焊所用氬氣純度應(yīng)不低于99.9%,且含水量不大于50ml/m3。應(yīng)確認焊工應(yīng)在焊縫的相應(yīng)位置打上焊工鋼印、施焊日期和管道材質(zhì)等(不銹鋼采用記號筆書寫),并填寫《管道焊接記錄》。焊工必須嚴格執(zhí)行焊接工藝,應(yīng)進行工序交接,確認坡口質(zhì)量以及確保焊接工藝正確實施。監(jiān)檢員應(yīng)加強監(jiān)督和檢查,這是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.3 焊接工藝評定及施焊工藝

管道焊接施工中各種材質(zhì)、焊接接頭形式的焊接工藝評定覆蓋達到100%如本單位沒有適合管道材質(zhì)和焊接要求的焊接工藝評定,應(yīng)委托有評定資格的單位進行評定。焊接技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)設(shè)計圖紙,有關(guān)施工規(guī)范及現(xiàn)行標準,根據(jù)焊接工藝評定并結(jié)合施工現(xiàn)場的實際條件制定切實可行的焊接工藝指導書。施工前對焊工和管工進行技術(shù)交底,內(nèi)容包括焊接材料,工藝參數(shù),焊前預熱、層間、后熱、熱處理的溫度和時間,對焊接材料的保管、使用以及無損檢測等各項要求。管線編號應(yīng)在焊接工藝指導書上標明,不同工藝的管線分別編號,相同焊接工藝管線可以寫在一個工藝指導書中,注明管線代號,管工按焊接交底制備坡口,現(xiàn)場質(zhì)檢員按此確認坡口、尺寸及組裝要求(簽字確認),焊工必須嚴格執(zhí)行焊接工藝,現(xiàn)場質(zhì)檢員應(yīng)加強這方面的監(jiān)督檢查,這是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊工應(yīng)進行工序交接,確認坡口質(zhì)量,確保焊接工藝正確實施。

2.4 焊縫返修

焊縫同一部位的返修次數(shù)不宜超過兩次,一、二次返修由焊接工藝人員對所需返修的缺陷分析產(chǎn)生原因并編制返修工藝,由焊接責任師審批,三次及三次以上的焊縫返修由焊接責任師會同有關(guān)人員認真分析原因確定避免返修再次發(fā)生的措施后編制返修工藝,由項目技術(shù)負責人或項目質(zhì)保師審批。焊縫返修后應(yīng)按返修工藝的要求進行焊接檢驗和無損檢測。要求焊后熱處理的管道焊縫,一般應(yīng)在熱處理前進行返修,如在熱處理后返修、補焊后應(yīng)做必要的熱處理。有抗晶間腐蝕要求的不銹鋼焊縫,返修部位仍需保證原有要求。焊縫返修次數(shù)、部位及返修情況應(yīng)記入交工資料,返修的紀錄、報告等內(nèi)容均匯入工程檔案。

2.5 焊后檢查

焊縫外觀檢查,焊縫表面質(zhì)量的檢驗應(yīng)在無損檢測以及耐壓試驗之前進行。所以焊縫表面質(zhì)量均應(yīng)采用標準樣板、量規(guī)、硬度計等進行100%的外觀檢驗并符合 GB50236-98標準中的具體要求,應(yīng)如實記錄結(jié)果。外觀合格的標準焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和夾渣等缺陷,并不得有熔渣與飛濺物,咬邊和焊縫余高應(yīng)符合相關(guān)的要求。與焊接質(zhì)量有關(guān)的問題見表1。

表1 常見焊縫質(zhì)量問題

3 支吊架安裝質(zhì)量的控制

在中溫、常溫壓力管道系統(tǒng)中,由于管道運行時管道系統(tǒng)的膨脹和支吊架處位移量較小,支吊架對管道系統(tǒng)的安全運行影響不大。但對于高溫壓力管道,支吊架的安裝質(zhì)量往往會威脅到壓力管道系統(tǒng)的安全運行。例如,上海石化公司加氫裝置反應(yīng)器出口至高壓分液罐入口管線,由于管線長期在600℃以上高溫下運行,管道材質(zhì)發(fā)生較為嚴重的脆化,1995年該管線全部更換,并對管線走向作了局部調(diào)整。但在新管線運行過程中恒力彈簧吊架支承三角架被拉垮,三角架斜支加強角鋼被壓歪失穩(wěn),而且管線側(cè)向變形及位移偏大,裝置被迫停工搶修。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),該支吊架就是安裝不正確導致從未正常工作過,因而導致該管線的吊架支承用三角架的破壞以及在操作條件下的不正常熱變形。

4 無損檢測質(zhì)量的控制

焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢驗,無損檢測所采用的方法、檢測比例應(yīng)符合有關(guān)施工規(guī)范、標準以及設(shè)計要求的規(guī)定。當采用RT方法抽檢時,應(yīng)對每一個焊工所焊焊縫按規(guī)定的比例進行抽檢,固定管口的抽檢不得少于一個焊口,抽檢的焊口應(yīng)由施工單位和第三方監(jiān)理人員在現(xiàn)場共同選定,并記下焊口的編號。無損檢測結(jié)束后,施工單位應(yīng)及時在管線單線圖上準確標明管道編號、管道材質(zhì)、規(guī)格、焊口位置、焊工代號、無損檢測位置、無損檢測方法。監(jiān)檢人員應(yīng)及時對無損檢測報告以及RT底片進行檢查。如需返修,應(yīng)嚴格執(zhí)行返修工藝,做好返修施焊紀錄,同時還應(yīng)及時審查按規(guī)定要求擴探的RT底片報告,并在壓力管道單線圖上準確的標明返修擴深部位。返修必須在熱處理、耐壓試驗之前進行。

5 壓力試驗

管道安裝完畢應(yīng)按規(guī)范進行壓力試驗,其試驗過程和合格標準應(yīng)符合規(guī)范要求?？刂品绞绞菍彶閴毫υ囼灧桨?、現(xiàn)場監(jiān)督試驗過程和審查壓力試驗記錄。在壓力試驗的過程中,監(jiān)檢員容易忽略的問題有如下幾點。

(1)壓力表使用不規(guī)范,如壓力表未經(jīng)校驗、精度等級不符合或超過校驗有效期;試壓時,僅使用一只壓力表,且未設(shè)在最高處等情況較為普遍。

(2)某些工業(yè)用壓力管道的設(shè)計溫度高于試驗溫度時,往往試驗壓力未按 GB50235-97[2]的要求乘上試驗溫度下管材的許用應(yīng)力[σ]1除以設(shè)計溫度下管材的許用應(yīng)力[σ]2這一系數(shù),在蒸汽管道試壓時,此類問題暴露尤為突出,同時需注意當試驗壓力在試驗溫度下,產(chǎn)生超過屈服強度的應(yīng)力時,應(yīng)將試驗壓力降至不超過屈服強度時的最大壓力,對位差較大的管道,應(yīng)注意最低點的壓力不得超過管道組成件的承受力,特別是閥門的承受力。而由于給排水不方便,個別安裝單位在壓力較低的情況下,經(jīng)設(shè)計同意可采用氣壓試驗。此時,考慮到安全因素,可不乘[σ]1/[σ]2這一系數(shù)。

(3)當管道的設(shè)計壓力大于0.6MPa時,有時未經(jīng)設(shè)計或建設(shè)單位同意,使用氣體進行壓力試驗,且未采取相應(yīng)的安全防范措施。

6 總結(jié)

壓力管道安裝質(zhì)量監(jiān)督檢驗中發(fā)現(xiàn)的部分問題,筆者認為,做好壓力管道檢驗工作,應(yīng)從以下方面著手:(1)壓力管道安裝質(zhì)量監(jiān)督檢驗很有必要,要以《壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗規(guī)則》為依托,從壓力管道的設(shè)計、原材料的復檢(全定量光譜對材質(zhì)進行按比例復驗)、工藝過程控制、焊接、無損檢測、熱處理、耐壓試驗、管道的吹掃、竣工資料等進行全過程進行控制。(2)對大型化工項目中的壓力管道安裝質(zhì)量監(jiān)督檢驗工作,要使監(jiān)督檢驗工作取得良好的效果,必須與安裝單位的有關(guān)部門,特別是技術(shù),質(zhì)檢部門密切配合。(3)監(jiān)督檢驗部門的監(jiān)督檢驗人員不僅要有良好的業(yè)務(wù)素質(zhì),而且還要有很好的敬業(yè)精神和吃苦耐勞的工作作風。(4)國家安全監(jiān)察部門對壓力管道的安全監(jiān)察工作要監(jiān)管到位,這是保證壓力管道安裝質(zhì)量的必要條件。

[1]勞動部.壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定[M].北京:石油工業(yè)出版社,1996.

[2]GB 50235-1997,工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范[S].

[3]SH 3501-1997,石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范[S].

[4]GB 50236-98,現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范[S].

[5]強天鵬.射線檢測.北京:中國勞動社會保障出版社,2007.

[6]壽比南,沈鋼.JB/T 4730.222005承壓設(shè)備無損檢測2射線檢測.北京:國家發(fā)展和改革委員會,2005.

[7]特種設(shè)備無損檢測人員考核與監(jiān)督管理規(guī)則.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.

[8]JB4708-2000,鋼制壓力容器焊接工藝評定[S].

Talking About Some Problems in Inspection and Supervision of Pressure Piping Installation

Zheng Bin1,Zhou L if ang2
(1.N ingbo S pecial Equipment Inspection center ningbo315020;
2.Sinopec N ingbo Engineering Com pany L imited Co.L td.ningbo315103)

To ensure the safety of pressure pipeline installation and quality,in accordance with the regulations and relevant standards,talking about some problem in Inspection and Supervision of pressure piping where in construction preparation,welding,installation support and hanger,non-destructive testing,pressure testing,and corresponding supervisory inspection Proposal of Pressure piping installation process described in Note.

pressure piping;installation;inspection and supervision;quality control