何锐锋

神华宁夏煤业集团煤炭化学工业公司工程管理部，宁夏 银川 750411

近年来，在蓬勃发展的煤化工项目中，4500m3/h、9000m3/h等大型空气分离装置得到了应用。其作用是为煤粉或水煤浆气化装置（气化炉）提供氧气、氮气。而氧气由于能支持燃烧，金属在纯氧中燃烧非常剧烈，可以产生很高的温度，具有瞬间的爆燃性，氧气管道的燃烧爆炸在国内煤化工项目上有过报道。为此，氧气的特殊性质决定了氧气管道安装要有较高的质量和洁净度。

1 煤化工氧气管道安装所执行的主要施工规范

GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》；

SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》；

GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；

SJT 31450-94《氧气输送管道完好要求和检查评定方法》。

由于国标比行业标准严格，具体到某一个项目，选用国标还是行业规范应在施工蓝图上予以明确，如果蓝图没有明确，原则上应执行较为严格的行业标准。

2 氧气管道材料的质量控制

氧气管道的材料包括管道组成件（管子、阀门、管件、法兰、补偿器、安全保护装置）和管道支撑件（固定支架、活动支架、弹簧支吊架）。

管道材质根据其压力和工况的不同，可以选用碳钢、不锈钢（304、316L）、黄铜等材质，由于流速快而容易产生碰撞产生火花的原因，根据某甲醇厂氧气管道放空系统反复燃爆和成功改造经验，设计流速大于7m/s的阀门阀芯的材质原则上应该选用蒙乃尔，安装前的设计审图时应予以高度重视。

在管道材料进场后，首先要对材质进行认真的复查检验和确认。根据GB50235、SH3501的规定，管道组成件应具有当地质量技术监督行政部门颁发的《压力管道元件制造单位安全注册证书》。管道组成件必须具有质量证明书或合格证，无质量证明书或合格证的或管子钢的牌号炉罐号批号交货状态与质量证明文件不符该批管子不得使用。

质量证明书审查的内容至少应包括供货状态、力学性能、化学成分、合金钢锻件的金相分析结果、热处理结果及焊缝无损检测报告。

材料报验时若对证明书中的特性数据有异议，应由监理工程师监督取样进行必要的分析检验。

管道组成件应分区存放。不锈钢与非合金钢、低合金钢管道组成件不得接触。

氧气管道的阀门的材质检验、压力试验均应按规范的有关条款进行。以上材料和部件均应报验监理审查合格后才能允许用于工程。

3 管道预制与安装的质量控制

1）氧气管道安装前，承包商应在质量计划中明确A（业主、监理、承包商三方联合检查确认）、B（监理、承包商双方检查确认）、C（承包商自检确认）三级质量控制点并报监理批准。监理公司在《管道安装监理细则》中也应对质量控制的每一个细节做出计划和安排。质量控制点的设置要科学合理，质量控制点至少应包括图纸会审、技术交底、方案审批、材料验收、坡口制备、组对检查、点固焊、正式施焊、外观检查、无损检测、热处理、硬度检测、压力试验、气密试验、清洗吹扫等主要工序。对于个别B级控制点当认为特别重要时应升级为A级控制点。

2）管道预制加工应按现场审查确认的设计单线图进行，预制长度测量时应留出现场组焊的调节裕量。

3）管道预制及安装过程中的每一道工序，均应核对管子进行标记，并做好标记的移植，以便实现可追溯性。不锈钢管道采用等离子切割加工，必须使用专用砂轮片进行打磨，不得使用钢印作标记。

4）坡口加工及现场一次仪表口的加工应对毛刺、铁销等杂物进行严格控制和清理，防止掉入管内造成氧气流速较快时产生火花及静电引起爆燃。这一点在某项目上曾经造成半年的停车改造和返工，应引起业主及监理公司的高度重视。

5）管道组对时，要严格控制错变量，确实错不开的情况下应将台阶让在外壁，保证内壁光滑氧气在流动时畅通减小摩擦和静电。

6）工艺配管时采用氩弧焊打底手工焊盖面，壁厚10mm以内的管道最好采用全氩弧焊，氧气管道焊接不得单独只使用手工电弧焊，以免反面成型不好而形成未焊透、未熔合、尤其是要严格控制反面尖角焊瘤的形成，留下隐患、在氧气高速流动时产生火花和燃爆。

7）设计图纸审查时应注意必须选用成品三通，绝对不得使用焊制三通和挖眼三通。以便增加光滑度减少内壁的摩擦和静电的发生。

8）管道安装时，应检查法兰密封面及垫片，不得有影响密封性能的划痕、锈斑等缺陷存在。法兰环槽密封面与金属环垫应作接触线检查。当金属环垫在密封面上转动45°后，检查接触线不得有间断现象。

9）管道安装时，应同时进行支、吊架的固定和调整工作。支、吊架位置应正确，安装应牢固，管子和支承面接触应良好。

4 管道焊接的质量控制

氧气管道在安装质量控制，除了对原材料进行严格验收确认外，焊接管理首当其冲。所以，对焊接人员的资质、焊接的可追溯性、焊后检验、质量监督等各个环节均应进行严格把关。

4.1 焊接人员资质管理

根据实践经验，所有焊工除了按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的要求经过考试合格持证上岗外，进入工地后由监理和业主进行现场考试取得本工地的上岗资格，才能允许进行氧气管道的正式焊接操作。

4.2 焊前准备

根据施工图和焊接工艺评定编制作业指导书，对入场的焊条、焊丝的检查验收严格按规范执行。焊条应按指导书和厂家使用说明书要求进行严格的烘干、发放、回收，并应有台账。检查焊机的完好性能、根据指导书调整电流电压。焊材和焊工报验监理审查合格。

4.3 焊接要求

1）对于焊接环境（环境温度、风速、湿度、雨雪天气）的要求，按作业指导书的相关条款进行现场实际测量记录，凡是不符合要求的在措施未得到落实之前一律禁止施焊。

2）深度预制，凡是能够采用转动口的绝不采用固定口，高空组对焊接的焊口其质量远不如在地面完成的焊口质量高。

3）焊缝布置应按图纸及规范要求、俩焊缝之间的间距不得小于规定值，否则要获得批准，不得在焊缝上开孔。

4.4 焊前预热及焊后热处理

管道焊前预热及层间温度的保持应按焊接指导书的规定进行。中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热。管道焊接接头的热处理，应在焊后及时进行。热处理温度、升温降温速度、恒温时间等参数应严格执行指导书的规定，不得随意改变，并及时做好记录。易产生延迟裂纹的焊接接头，焊接时要严格保持层间温度，焊后应立即均匀加热至300～350℃保温缓冷，并及时进行热处理。

4.5 焊接的可追溯性管理

1）在实践中，管道技术人员应根据预制安装的实际情况绘制施工单线图，氧气管道单线图是整个管道焊接情况的综合显示，它主要包括以下内容：管线号、材料规格、牌号、焊缝编号、焊接方法、接头形式、焊工代号、焊缝补焊位置、固定口位置、转动口位置、固定支架位置、活动支架位置、探伤比例、返修口德位置等，单线图为轴测图，能明确表示管道走向，往往在实践中技术人员对此做的不到位，资料与施工进度不同步，不能确保能够达到追溯目的。

2）焊缝返修本来是正常发生的，但是规范有不超过俩次的特殊规定，有些技术人员在碰到第三次返修时，为了回避制定返修方案、报总工程师批准等特别规定而将这一过程不予记录，虽然第三次返修经过无损检测合格，显示合格率较高，但是失去了今后真正提高焊接一次合格率的机会，因为没有将记录返修次数的原始资料保存下来，也就不能针对其原因采取纠正措施；同时，如果返修次数超过俩次，对焊接接头的性能将不可避免地产生影响，从而为管道今后的安全运行留下隐患，所以，记录返修过程的原始资料对今后监督管道的运行显得尤为重要。

3）氧气管道焊接记录是验证焊接工艺正确性及焊工是否按工艺要求进行施焊的重要依据，所以，必须要求施焊过程中对同一规格、采用同种焊接方法的焊接参数进行认真记录，这其中焊接人员充当着旁站监理的角色，必须全过程进行跟踪不得有半点马虎。

5 质量检验

焊接质量检验是确保管道安装质量的重要措施，必须予以高度重视。

1）外观检查

焊接完毕后，对焊缝必须逐个进行外观检查，用焊缝尺和放大镜检查焊缝的宽度、余高、错边不应超过允许值，气孔、咬肉、夹渣、未焊透等缺陷应及时予以处理。应及时将焊缝表面的熔渣及附近的飞溅物清理干净。

2）内窥仪检查

根据我们的经验，氧气管道在每段成型后，用爬行式内窥镜检查焊缝反面成型情况，其效果很好，可以发现内部的毛刺、焊瘤、杂物等缺陷，而且可以拍照，精确定位便于返修和处理。

3）无损检测

（1）根据设计文件及规范要求，射线透照质量等级要求不得低于AB级。射线检测百分率和合格等级参照《钢制压力容器》GB 150-1998和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236-1998第11.3.5.7款与第11.3.5.8款以及《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235-1997第7.4.3条来确定。凡是按比例进行无损检测的焊口应由监理工程师随机抽样，不得提前准备部分焊口专门用来进行RT照相。对于返修焊口的管理应该引起高度关注，应安排同一焊工应用同一焊接工艺进行返修施焊。对于角焊缝的检查应选用UT、PT、MT等方法，决不能因为难度大而不予检测，尤其是仪表管咀的凸台焊口应引起高度重视。

（2）实际施工过程中，预制的焊缝属于转动口，其质量容易保证，无损检测一次合格率很高。而固定口由于安装位置的限制，比如架设高度过高、操作空间太小安放探伤机的难度也较大、对焦比较困难，所以这部分焊缝是质量管理的难点和重点，必须进行跟踪监督决不能掉以轻心。

6 氧气管道系统试验

1）管道系统强度试压前，应由施工单位、建设/监理单位和有关部门联合检查，按SH3501《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》的相关条的规定确认其必备的条件，条件不具备或者试压方案没有批准之前严禁试压。

2）管道系统进行压力试验的项目及试验压力值、升压速度、保压时间、检查项目、合格标准等应按设计文件规定执行，并做好记录经过监理确认。当条件限制应用气压试验代替水压试验时应符合SH3501《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》相应条款的规定高度重视方案审批及安全技术交底工作。强度试验合格后才能进行严密性试验，不允许以严密性试验代替强度试验。

7 清洁度要求及系统吹扫

7.1 脱脂剂清洁度控制

氧气管道除了在安装过程中的每一个环节注意检查和确认清洁度外，投用前必须全面进行脱脂处理，脱脂时其泵站及临时配置的管线其安装焊接的清洁度也应引起高度重视，往往因为临时管道的配置不注意其清洁度而导致氧气管道在管道沿线弯头处及气化炉的喷嘴附近集聚许多渣子不便发现而导致事故发生。

7.2 管道清洗和吹扫

管道检查验收合格后应该进行清洗和吹扫，吹扫时对仪表阀门要进行特殊保护或拆除用假件代替。吹扫的压力不得高于设计压力，吹扫流速不小于20m/s，在出口设置白色靶片进行检查，以每平方厘米少于3点细小粉尘颗粒为合格标准。

8 静电接地的质量控制

氧气管道所有阀门、法兰之间均应采用金属线或者铜辫子进行跨接，并测量其接地电阻不应大于规定值。管道与设备连接跨接后，利用设备底座的扁钢或铜包钢与大地接地网进行可靠接地并测量电阻合格，这一点也是施工中容易忽视的地方。

9 施工验收的质量控制

分为过程验收和竣工验收两个部分：

1）过程验收：施工过程中，承包商应严格按照施工图和相应规范落实“三检”制度，承包商检查合格后，报监理进行验收确认，做好各项施工质量记录和隐蔽记录，认真做好单位工程、分部工程、分项工程的质量检验评定，严格工序质量控制和关键工序的过程控制，真正做到上道工序不合格不得进行下道工序的施工。

2）竣工验收：管道竣工验收时随着单位工程验收一起进行的，在单位工程质量评定结束，“三查四定”问题处理基本完成，办理中间交接手续后，由监理公司组织进行竣工验收，验收分为资料和实体质量两个部分，按程序验收结束、监理公司出具质量报告，质量监督站出具质量认证报告后即可办理竣工验收的各项手续，形成最终验收报告。

工程验收合格，承包商与监理单位应对下列技术文件资料共同检查确认，无误后向建设单位提交：管道组成件原材料及焊接材料的产品质量证明文件、单线图、无损检测报告、静电接地测试记录、压力试验泄漏性试验记录、吹扫记录、隐蔽工程记录、爆破片安全液封阻火器等安全装置的安装记录、安全阀试验调试记录、管道竣工图等。

10 结论

氧气管道的安装属于压力管道安装范畴，只要严格执行国家和行业标准规范，在施工方案编制、监理细则编制时密切注意氧气高速流动具有静电和燃爆的特点，采取必要的、特殊的工序管理措施，承包商质量体系运转正常，监理精心监督，每道工序进行严格的质量控制就可以收到良好效果。