石油天然气长庆工程质量监督站（陕西西安710018）

站内工艺管道焊接中常见质量问题及其预控措施

刘保平，邓 军

石油天然气长庆工程质量监督站（陕西西安710018）

针对油田某采油厂接转注水站内工艺管道焊接中焊缝质量一次合格率低下的现象，分别从人员、设备、材料、工艺、环境等方面进行了系统分析，指出了影响站内工艺管道焊接质量的5个主要因素，并提出了相应的质量预控措施，通过实施焊接质量一次合格率有了明显提高。最后分析了油田产能建设中“低、老、坏”现象屡禁不绝的原因，并提出了相应的建议。

站内工艺管道；焊接；质量问题分析；预控措施

油田场站工程属于油田生产建设过程中的骨架工程，在油田地面建设发展过程中有着重要的作用，如果在场站内工艺管道焊接过程中，管理松散、焊接工艺执行不到位，焊缝中存在缺陷，如咬边、错边、焊缝成型差、未熔合、未焊透、气孔夹渣等，在使用过程中就有进一步扩展的趋势，给工艺管道的安全运行埋下隐患，且一旦泄漏更会造成整个工艺生产事故，严重的会产生火灾和环境污染等。为此加强油田站内工艺管道制造安装过程中的质量有着举足轻重的作用。

图1 施焊现场材料随意摆放

图2 焊接现场焊条存放

1 问题的提出

在抽查某采油厂接转注水站过程中，对Φ60mm ×3.5mm、Φ76mm×9mm、Φ89mm×4.5mm、Φ168mm× 4.5mm等规格的工艺管道焊缝外观进行了抽查，共抽查了46道焊口，外观质量不合格的焊口13道，分别存在焊缝咬边、余高过高或低于母材、焊缝错边量超标等缺陷，一次合格率仅为71.7%，合格焊口的外表面也存在飞溅、焊渣未清理等现象。监督人员对承担该项工程的检测公司抽检的20道焊口进行了抽查，其中返修焊口6道，一次合格率为70%，焊接质量状况较差；其次发现现场管理比较混乱，如图1、图2所示。材料、焊条随意摆放，有些焊条药皮已经脱落，现场焊接用焊条直径为4.0mm，与焊接工艺规程不符。现场未查到焊接检验记录。询问操作工人对焊接电流、电压、施焊速度均不清楚[1]。焊接前未对焊件进行必要的清理，焊接坡口加工效果不好，坡口两侧存在铁锈等杂物，焊道间清理不彻底。后对该施工项目部相关资料进行了抽查，未查到相应的焊接技术交底，同规格管道的焊口组对、焊接记录数据不符合实际，焊条烘烤、发放记录不完备。

2 存在问题分类

2.1 不能严格按规定的焊接工艺参数施焊

部分焊工往往根据自己的习惯操作，不考虑焊材的适用性及焊接参数是否合理，更不计较这些参数是否偏离了工艺规程所要求的范围，施焊中随心所欲，根据自己的喜好和习惯进行焊接操作。现场实际选用焊条的直径与焊接工艺规程不符。

2.2 机器设备存在的问题

现场无风速仪，施焊用焊机上自带的电流电压表没有按规定时间进行校验，无法判断其计数是否准确。

2.3 材料保管环节缺失

焊条未按规定烘干、保温使用，未按工艺文件规定选择适当的焊接材料种类、规格[2]。用于现场对焊的法兰、弯头未进行有效的保护，随意丢弃。

2.4 质量管理体系未正常运行

缺少技术交底，未编制指导实际施工用的焊接作业指导书或焊接工艺卡，施工过程中的自检、互检和专检，即“三检制”不落实。现场无管口组对与焊接记录。

2.5 环境条件不符合规定要求时，未采取有效防护措施

该站地处黄土高原，春夏季正是大风、多雨季节，施工现场未看到防风棚。

3 存在问题原因分析

3.1 人员因素

这一因素对焊接工作来说就是焊工。各种不同的焊接方法对焊工的依赖程度不同，焊工的操作技能和认真工作的态度对焊接质量至关重要。焊工质量意识差、操作粗心大意、不遵守焊接工艺规程都可能影响焊接质量。人员因素还与工艺管道加工成型和组对的管工、施工现场技术人员和现场监理人员有关。如组对时对口间隙不规则，错边量过大，施工现场技术人员不进行技术交底，缺乏质量专检，如唯一的质检员有事请假一个星期之久而无人顶班。

工艺管道焊接中现场监理，尤其是焊接监理工程师应进行巡视和平行检验，而承担该工程的监理公司由于焊接专业监理人员不足，对施工单位现场人员、设备的报验只签字不审核，对未进行技术交底就开工焊接的情况也不加以制止，对同时开工建设的部分油田集输管道和场站工程由一名焊接监理进行巡回检查，驻站的现场监理为土建专业，对焊接专业一知半解，对施工单位的各种违规现象视而不见，导致工程前期焊接质量低下，出现返修焊口量大，给工程质量和进度造成一定影响。现场监理对焊接质量的重要工序未进行平行检验和监督检查等行为，都是产生焊接工艺执行效果差的直接原因。

3.2 设备因素

焊接设备的性能，稳定性与可靠性对焊接质量会产生一定的影响。在质量管理体系中，要求建立包括焊接设备在内的各种在用设备的定期检查制度，包括性能测试，每年定期对电流、电压表进行校验。工艺管道坡口加工中应尽量使用坡口加工机，以保证切割出的坡口尺寸准确、成型美观，氧-乙炔气的纯度是否符合要求等都会对坡口加工质量造成影响，如图3所示。现场一些必需的仪器如风速仪未查到，必要的检验工具如钢板尺、焊缝检验尺数量偏少。

图3 火焰切割坡口不规则

3.3 材料因素

焊接使用的材料包括各种被焊材料，也包括各种焊接材料，还有与产品配合使用的各种外购或外协加工零部件。焊接生产中使用材料的质量是保证焊接产品质量的基础和前提。从全面质量管理的观点出发，为了保证焊接质量，从生产过程的起始阶段，即材料进场之前就要把好材料验收关。验收合格后的进场材料应妥善保管，使用过程中对焊条焊丝的发放要有记录，焊条应存贮在保温桶内防止焊条受潮。

该工程前期施焊过程中，现场有烘干箱和保温桶，如图2所示。但根据检测公司X射线底片的抽查情况看，工艺管道中产生的气孔较多，经过专业技术人员的分析，认为产生气孔频繁与焊条受潮，焊件表面有水渍、铁锈或现场风速过大有关。从而说明尽管焊条烘干保温设备齐全，如果使用环节出现问题，如一次性发放焊条过多，焊条保温桶长期未上盖也会使焊条受潮，在大风季节或下雨时节未采取防护措施容易在焊接过程中产生气孔缺陷。

3.4 工艺因素

焊接质量对工艺方法的依赖性较强，在影响工序质量各因素中占有重要的地位。其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制定的合理性，另一方面是执行工艺的严肃性。某一产品或某种材料焊接工艺的制定，首先要进行焊接工艺评定，然后根据评定合格的工艺评定报告和图纸技术要求制定焊接工艺规程、编制焊接作业指导书或焊接工艺卡。这些以书面形式表达的各种工艺参数是指导施焊时的依据，是保证焊接质量的基础[3]。要严格执行焊接工艺规程，不得随意变更焊接工艺参数。不正确的焊接工艺固然不能保证焊接质量，即使有经评定正确合理的工艺规程，不严格执行同样也不能得到合格的质量。

3.5 环境因素

在特定环境下，焊接质量受到环境因素的影响较大，工程前期预制件的焊接操作在室外露天进行，必然受到外界自然条件，如温度、湿度、风力及雨雪天气的影响。在其他因素一定的情况下，有可能单纯因环境因素造成焊接质量问题。环境因素的控制措施比较简单，当环境条件不符合规定要求时，如风力较大时应在防风棚内进行，雨雪天气可暂停焊接工作。经检查，施工现场无防风棚，施工现场偶尔会出现大风天气，现场没有风速仪也未测量过风速，阴雨天气是否进行过焊接也无从查起，现场管理较为混乱。

4 质量预控措施

4.1 人员方面

1）进行岗位培训，尤其是新进厂人员，应从理论上认识执行工艺规程的重要性，从实践上提高操作技能。

2）无证焊工禁止施焊，坚持持证上岗，执行焊工考试制度，建立焊工技术档案。

3）负责管道组对的管工，严格按照图纸和设计文件规定的尺寸组对，同时还应符合焊接工艺规程的规定，防止组对间隙过大或过小。坡口加工不符合要求和组对间隙不正确的禁止施焊。

4）完善施工单位的“三检制”，每道工序经质检员、现场技术负责人确认合格后再转入下道工序，落实责任追究制度。

5）加强施工现场监理人员的作用。监理的专业要对口，重点工序应设置为旁站点，监理平行检验记录应由施工单位技术负责人或质检员确认签字。

4.2 设备方面

1）使用经计量检定合格的焊接设备。

2）使用坡口加工机，对直管段的坡口加工尽量使用坡口加工机。对于弯头、三通及管道上开孔等使用坡口加工机有一定困难时，方可采用氧-乙炔火焰切割，但火焰切割后的坡口应采用角向磨光机进行打磨去除表面氧化层，并保证切口质量符合图纸和焊接工艺规程的要求[4-5]。

3）配备一定数量的测量仪器工具。如风速仪、焊缝检验尺、钢板尺、钢卷尺等工具。

4.3 材料方面

加强原材料进场检验和验收。现场使用的焊条、焊丝除应具有合格证和质量证明书外，还应对焊条焊丝型号、规格及包装进行进场检验，验收合格后交由材料管理人员建立台账，严格执行领用审批制度，防止一次性超额领用后因保管不善造成焊材受潮甚至锈蚀。现场临时材料库房应保持干燥，打开包装的焊条应存放于专用保温箱内。

4.4 工艺方面

焊接工艺规程包括作业指导书和工艺卡，施工单位必须认真编制、审核，并报监理审查，建设单位批准后下发焊接机组长，并由技术负责人对现场焊工和管工进行技术交底，并适时组织学习。落实施工现场的“三检制”，加强质检员的专职检查和监理的平行检验力度，完备施工现场的组对、焊接记录。

4.5 环境方面

对于手工焊风速大于8m/s，气体保护焊时风速大于2m/s时应在防风棚内施焊，否则严禁进行焊接作业，下雨下雪时禁止焊接作业，监理应根据天气变化随时用风速仪进行监测。

5 实施效果检查

通过监督检查后，监督人员立即给予了暂停施工的书面通知，要求对人员、设备、工艺、材料重新核查整改，尤其对焊工要求持证上岗，施焊前现场进行考试，合格者才准予上岗操作，配齐必需的检验仪器工具，责令施工单位更换了部分焊接设备。对于监理单位的非专业人员要求重新调整岗位，配齐监理单位的检查仪器和工具。

经过一个星期的整改，重新复工一个月后再次监督抽查时，焊接质量有了明显提高，各种规格的工艺管道焊缝外观抽查了30道，除过1道焊缝余高超过标准规定的高度外，其余全部合格，外观质量一次合格率由最初的71.7%提升到96.7%，无损检测单位复工后所拍的X射线底片，经专业人员评定一次合格率提高到98%左右，效果较为明显。

6 结束语

油田产能建设的特点是地域跨度大、时间短、投资定额固定，而近几年里人工成本上升幅度较大，留给施工单位的利润空间越来越小，有的单位过分追求效益导致施工质量有下滑趋势，油田生产中“低、老、坏”现象屡禁不绝，一些质量隐患在建设过程中未被消除，即使勉强投入生产，过不了几年本身存在的质量缺陷进一步扩大，一旦造成事故将会给建设单位带来严重甚至无法挽回的损失。每年油田产能建设的黄金季节6～11月半年时间，由于野外施工作业，加之阴雨天气、施工道路及材料供应、外协及其他影响，有效施工作业的时间只有100多天。从年初各施工单位的规划来看，人员、设备、材料似乎准备的非常充分，但到了施工高峰期，各采油厂的建设工程都集中在这一段时期内集中开工，这时就显得建设单位管理人员少、施工单位焊工数量不足、监理人员缺乏、设备易出现故障等原因，建设工程合同都有工期要求，必然会出现工程进度与工程质量之间的矛盾，而要解决这个矛盾，只有建设、监理、施工、检测单位之间相互协调，通力合作才能在保证工程质量的前提下提高建设工程速度，从而完成既定的目标计划。

[1]裴润有，刘保平，魏增安.油气田建设工程焊接质量无损检测技术[M].北京：石油工业出版社，2014.

[2]中国石油天然气集团公司.石油天然气站内工艺管道工程施工规范：GB 50540-2009[S].北京:[出版者不详],2009.

[3]中国建设监理协会.建设工程监理规范：GB 50319-2013 [S].北京:[出版者不详],2013.

[4]石油与天然气工程质量监督总站.石油质监[2013]11号石油天然气建设工程质量监督工作程序[Z].

[5]中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司.油勘字[2009]58号中国石油油气田地面建设工程监理管理指导意见[Z].

本文编辑：左学敏

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

刘保平（1963-），男，高级工程师，长期从事油气田及长输管道工程质量监督和无损检测工作。