油气长输管道无损检测监理及焊接质量控制

张宝川，李海娥

（1.辽宁辽河石油工程建设监理有限公司， 辽宁 盘锦 124000；2.济宁市产品质量监督检验所， 山东 济宁 272000）

0 引 言

长输管道是我国油气运输的主要途径，承担着我国 90%以上的油气运输任务。中缅天然气管道工程是我国西气东输长输管道项目中的重点代表工程。管道的焊接质量在很大的程度上决定了管道施工技术的质量。因此，通过无损检测监理进行管道焊接质量的质量控制，确保管道施工质量，是监理工作的核心目标之一。现场无损检测监理工程师必须通过必要的管理措施，查看射线探伤底片，分析探伤缺陷及缺陷产生的原因，采取切实有效的纠正和预防措施，对管道焊接质量进行过程控制，严格将焊接缺陷控制在标准规范限定的目标范围内，确保工程质量。

1 工程概况

本项工程属中缅管线贵州段，总长 558.01 km；其中气干线长 512.1 km，气支线长 33.94 km，油干线长 11.97 km。该段气干线共设置 3 座站场和 19 座阀室。站场为安顺泵站、贵阳压气站和都匀分输清管站，阀室包括 33#～51# 阀室。都匀支线长度 33.94 km，含都匀末站 1 座、阀室 1 座；管道直径 D1 016 mm，壁厚 δ12.8 mm～22.9 mm 不等。现场焊接工艺根据不同壁厚，采用手工焊条电弧焊根焊与自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面联用及熔化极气体保护焊根焊和自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面联用方法；部分特殊线路、连头采用手工焊条电弧焊。无损检测为 100% 射线探伤。

2 无损检测监理工作情况

2.1 编制无损检测监理细则

根据项目具体情况和业主项目管理手册要求，在监理规划的基础上，编制无损检测监理细则。规定：无损检测监理对检测单位的正常焊口总抽查比例不少于 15% 且不少于 1道；对返修、连头、死口、金口抽查比例为 100%；对每个机组头 100 道口及穿越公路、铁路、河流、隧道的底片，实行100% 底片审核。

2.2 建立机组检测抽查日记

针对每个焊接机组建立专项检测抽查日记，将监理对该机组的检测抽查情况(包括抽查管道的位置、数量、比例，焊缝类型，缺陷性质、返修情况等)一一记录在册，便于日后追溯。这虽然大大加大了监理工程师的工作量、工作强度及工作责任，但对监督和促进管道工程质量却大有裨益。一是有效监控检测单位评定的准确性，及时掌握检测单位现场检测过程的一次合格率；二是有效督促检测单位提高检测指令的执行率，及时完成机组检测委托、出具检测报告，保证下道工序的顺利施工，提高工效；三是有效监控机组的焊接质量，及时掌握现场施工质量的异常波动情况，以便及时采取纠正和预防的措施，确保工程质量。

2.3 建立无损检测监理台账，及时汇总检查数据

根据机组检测抽查日记的记录情况，整理相应机组的无损检测抽查数据，对特定时期、阶段、焊缝的无损检测抽查结果进行汇总整理，可以做到对相关焊接缺陷及焊接质量状况一目了然，从而确切掌握当下机组的整体焊接质量，使现场施工的质量始终处于实时监控之中。

2.4 建立缺陷汇总统计表

建立缺陷统计分析表，即对该机组所有底片检测出的缺陷进行分类统计，找出缺陷分布的特点和规律，找出出现频率高的严重缺陷以及出现在关键位置的缺陷，严格对待并认真处理，分析缺陷产生的原因，为有的放矢采取纠正和预防措施奠定数据基础。

2.5 及时通报监理检查结果，提出整改要求

通过整理无损检测监理日记、台账和对缺陷进行汇总和统计分析，找出问题、分析原因，及时发现及时处理，将监理检查结果及时通报相关的部门和单位，并提出整改要求。做到了举一反三、防微杜渐，取得了显著的监理成效。最终实现了对焊接质量的有效控制，严格将焊接缺陷控制在标准规范限定的目标范围内。

2.6 召开质量分析会议，针对典型焊接缺陷采取必要的预防和纠正控制措施

根据工程质量状况不定期召开质量分析会议，针对出现的问题采取必要的预防控制措施。本工程在初期审查底片时，发现 6 道焊口的返修出现了裂纹的情况，立即及时召集都匀施工机组和检测单位在现场专门组织召开焊接质量分析会；针对 X80 钢返修出现裂纹的情况，先后对 7 个标准化机组人员进行培训。结合底片，分析出裂纹产生的原因均是由于返修时违反返修工艺。无论是层间气孔还是层间夹渣或者根部缺陷，预热温度不够都极可能产生冷裂纹。分析会后，施工机组及时按照返修工艺进行施焊，避免了冷裂纹的再出现，有效提高了焊接质量，保证了工程的顺利施工。

同时又召集安顺 16 个焊接机组和检测单位，分别就各自机组产生的根部缺陷(如未熔合、烧穿、内凹)和层间缺陷(如气孔、夹渣等)，结合底片认真与机组施焊人员分析讨论，找出焊接参数、焊接速度以及焊接人员责任心等缺陷出现的原因，并针对原因有的放矢地进行培训教育。有效避免了根部缺陷以及 0 点和 6 点的缺陷返修，大大提高了焊接质量，使一次焊接合格率平均达到 98% 以上。

3 监理抽查发现的管道焊接典型缺陷及原因分析

3.1 烧 穿

烧穿产生的原因：焊接电流过大、速度太慢及电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷。

3.2 内 凹

内凹产生的原因：打底焊时焊条送入深度不够；焊接电流过大，热焊时在 5 点钟～7 点钟位置运弧太慢。

3.3 未熔合

未熔合产生的原因：焊接电流过小；焊接速度过快；焊枪未充分摆动；焊接面未清理干净，存在油污或铁锈等。

3.4 气 孔

气孔产生的原因：焊接部位的坡口表面不够清洁；采用碱性焊条、焊剂未烘干；焊接速度过快；焊接时的电压和电弧过高等。

3.5 未焊透

未焊透产生的原因：焊接电流偏小；焊条摆幅不均匀；焊接速度偏快；坡口表面及附近清理不到位；电弧偏吹；坡口角度或焊接间隙过小等。

3.6 裂 纹

3.6.1 冷裂纹

冷裂纹产生的原因：产生时较低温度且产生于焊后一段时间以后，故又称延迟裂纹；主要产生于热影响区，也有发生在焊缝区的；冷裂纹可能是沿晶开裂、穿晶开裂或两者混合出现；冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。

3.6.2 一次返修后裂纹

裂纹产生原因：预热温度不够。

3.6.3 裂 纹

裂缝产生的原因：焊接组对时带有应力。

3.7 伪缺陷：药皮开裂

药皮伪缺陷产生的原因：返修后焊缝内表面药皮粘在内焊缝，开裂后的药皮容易被评片经验不足的检测人员错评为裂纹。

4 长输管道典型焊接缺陷的预防措施

4.1 几种根部缺陷的预防措施

4.1.1 烧穿的预防措施

选用较小电流及合适的焊接速度。

4.1.2 内凹的预防措施

打底焊时电流不易过大；热焊时在 5 点钟～7 点钟位置，运条速度要适中，不要太慢，保证运条的深度；合理选择匹配的焊接电流与电弧电压值，防止熔池温度过高；在坡口设计中，钝边高度、坡口间隙及错边量都要合理；焊接时根焊的清理工作要做好。

4.1.3 未熔合的预防措施

采用较大的焊接电流；正确进行施焊操作；注意坡口部位的清洁。

4.1.4 未焊透的预防措施

采用较大焊接电流；焊条摆幅要均匀，焊接速度要适当；合理设计坡口并保持坡口部位的清洁等。

除此之外，每道焊缝的焊接完成后，要对上述缺陷进行检查，发现问题及时处理，确保每道焊口根部焊接质量的合格；清理焊口内表面、管内的药皮及影响检测结果评定的异物。

4.2 几种层间缺陷的预防措施

4.2.1 气孔的预防措施

清除焊丝，坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物；采用碱性焊条、焊剂并彻底烘干，严格按规范使用；焊前要预热，减缓冷却速度；严格执行焊接规范。

4.2.2 夹渣的预防措施

多层焊时要注意层间清渣，选择合适焊接参数，清理坡口污物。手工焊时焊条要正确摆动，以利于熔渣上浮焊缝；散热不要太快，液态金属凝固不易过快等。

4.2.3 冷裂纹的预防措施

(1)采用低氢型碱性焊条，应严格根据焊条制造商的说明书或焊条包装盒上的指导说明进行烘干(使用前的烘干温度，一般采用 350℃～400℃，烘 1 h～2 h)，然后放入另一个150℃ 恒温烘箱中存放并随用随取；使用前，应采用保温桶存放，尽量消除焊条药皮的水分，并且降低含氢量；当天使用的焊条要当天烘干。另外，自动焊丝要除锈。

(2)提高预热温度，采用后热措施，并保证层间温度不低于预热温度；选择合理的焊接规范。

(3)选择合理的焊接顺序，减少焊接变形和焊接应力。

应当指出的是，上述所有缺陷的预防措施都建立在人的基础上。因此对焊工进行焊接技术培训，提高其操作技能和经验积累，是所有预防措施的基础和关键。

5 结 语

通过本例工程实际无损检测监理过程，针对长输管道无损检测监理，提出如下建议。

(1)对所有中标检测单位上线的Ⅱ级以上评片人员，在开工前，业主组织其进行笔试和实际评片考核。笔试内容应包括标准的考核和业主下发的有关无损检测文件的要求。对考核不及格的检测人员，禁止上线评片。

(2)检测单位Ⅲ级人员，应认真对返修口、连头口、死口及金口的底片强化审核。

(3)检测单位人员应认真学习业主、监理等相关部门下发的有关无损检测的文件要求。对每次监理会议的内容应作好记录(目的：传达、解决、布置)并及时传达下去。

(4)为了提高无损检测监理数据的准确性和有效监管，相关项目管理手册应规定采用如下监理模式：即检测委托由焊接机组发向无损检测监理进行检测申请，再由现场无损检测监理审核后向检测单位下发检测指令，以实现对现场焊口的逐级核实。同时可使无损检测监理掌握现场施工的第一手资料，实现对施工机组焊接质量和检测单位检测质量的双重核查，避免检测数据的漏报瞒报，提高监理效率，实现有效的质量监控。

总之，现场无损检测监理工程师必须采取必要的手段对工程过程质量进行监督控制，采取有效的预防和纠正的措施，严格将长输管道工程的焊接质量控制在标准规定的范围内。