压力管道安装监督检验若干问题探讨

郑 斌周丽芳

(1.宁波市特种设备检验研究院,宁波,315020;

2.中国石化集团宁波工程有限公司,宁波,315103)

工艺与设备

压力管道安装监督检验若干问题探讨

郑 斌1周丽芳2

(1.宁波市特种设备检验研究院,宁波,315020;

2.中国石化集团宁波工程有限公司,宁波,315103)

为保证压力管道安装中的安全及质量,按照条例和相关标准的要求,从压力管道安装在施工准备、焊接、支吊架安装、无损检测、压力试验等过程中若干监督检验的问题进行了探讨,并介绍了压力管道安装过程中的注意事项及相应的监检建议。

压力管道 安装 监检 质量控制

压力管道是一种承压设备。在压力管道中,特别是工业管道作为工艺流体输送系统,其输送的介质往往具有易燃、易爆、有毒、高压及强腐蚀性等特点。一旦由于管道材料有缺陷、结构强度或致密性存在问题而发生泄漏,就会引起火灾、爆炸、中毒以及其他人体伤害等事故,严重危害人的生命和装置系统的安全,因此为保证压力管道的安全运行,防止事故发生,国家实行了一系列安全监察制度,并实行了压力管道安装许可证制度。压力管道安装企业必须建立压力管道安装质量保证体系,并取得压力管道安装许可证,方可在许可证规定的范围内从事压力管道安装。笔者着力从压力管道安装监督检验(以下简称监检)中的若干问题进行探讨。

1 施工准备

1.1 开工资料

(1)不能及时履行压力管道安装开工申报手续,个别单位在特种设备安全监察部门的督促下也未办理压力管道安装开工申报手续,无手续施工现象严重。

(2)设计资料不符合要求:主要有压力管道平面布置图和图纸目录上未盖压力管道设计资格印章;设计单位未按要求在设计资料中注明压力管道的类别和级别;压力管道设计技术特性表中只有工作压力和工作温度,而无设计压力和设计温度,此现象相当普遍;无损检测标准和合格级别标注不全或引用标准错误;材料表中仅有材料规格和牌号,无材料标准号要求;焊材选用不当。

(3)施工组织设计或施工方案不够完善:①内容少且缺乏可操作性,不能具体指导现场施工,无法满足现场施工生产实际要求;②有些安装单位无符合要求的现场质保人员及现场有关责任人员任命名单;③有些施工方案中焊接工艺内容不全且无焊接工艺指导书指导焊工施焊,甚至焊接工艺评定报告不能覆盖所承揽的施工项目。④无损检测内容不全或漏项,委托的无损检测单位无专门无损检测方案;用户对专业无损检测单位未进行相应的质量控制,无资质检验单位从事无损检测的现象时有发生。⑤压力管道试压和吹扫方案内容笼统不切实际,且无补充试压和吹扫措施。

1.2 材料

所有管材、管件、阀门及焊材均应严格按照设计文件要求的规格、材质等级选用,各种材料必须有质量证明书和出厂合格证。主要常见问题是阀门厂提供的阀门质量证明书中无配套法兰质量证明书;原材料质量证明书内容不符合要求有缺项或无炉、批号等。监检人员可对无缝钢管和管件进行壁厚测定抽检、对阀门进行试压复验抽检、对特殊用合金无缝钢管及管件进行材料确认抽检,特别是存在质量证明书不符合要求的管件。其中法兰、垫片、三通、弯头等管配件的质量更容易出现问题,因而在安装前监检人员应对这类管件进行仔细检查。法兰类管件有时难以从外表面检验直接判别其内在质量,如某石化公司一根DN400氧气管道,在压力试验后32天(其中正式投用仅20天),孔板流量计上游侧法兰氧气外泄并引发了火灾事故。入库材料应分类摆放,并进行材料标识和检验、试验状态标识等。

1.3 施工机具设备

由项目部依据管道安装施工需要进行配置,机具设备使用计划应纳入管道安装施工组织方案。

1.4 施工技术准备

大型管道工程安装之前必须进行施工图纸会审和设计交底。必须编制施工技术方案和专项施工作业计划,并向施工人员进行施工技术交底。

1.5 作业条件

(1)工业管道安装前,与工业管道有关的土建工程应施工完毕,并经土建与管道安装单位有关人员共同检查合格,办理工序交接手续。

(2)工业管道安装前,与工业管道相连接的设备应安装合格并固定完毕,二次灌浆已达到要求。

(3)在施工过程中,氧气管道及主要阀门安装前必须清洗和脱脂,管道内要防腐,衬里要严格检查,确保合格。

2 管道焊接质量控制

焊接是压力管道工程施工的关键点。压力管道组对、焊接质量的的好坏直接影响管道安全运行。因此监检员应对压力管道的焊接质量有着极为严格的要求,除要求焊接接头为完全熔透焊缝外,对焊缝表面的质量也有着具体的焊接标准、焊缝的表面(罐内、外)应平缓、均匀、不得有明显的凸凹焊道。焊接过程的质量控制对保证压力管道工程的安装起着重要的作用。为此,控制好压力管道工程中的焊接质量是管道安装质量控制的关键。

2.1 焊前准备

(1)对焊工进行确认,凡是从事压力管道焊接的焊工,必须按照现行《锅炉压力容器焊工考试规则》、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定进行考试,考试合格后,方可从事相应的焊接施工。

(2)对焊接用设备确认,压力管道焊接所需的手弧焊机、氩弧焊机、焊条烘干设备和焊缝热处理装置应齐全、完好、性能稳定可靠,应装有在校检周期内合格的电流、电压表、压力表。

(3)对坡口进行确认,坡口加工完成后,必须除去坡口表明的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层,清除范围为坡口及其两侧母材不少于20毫米区域,并应将凹凸不平处打磨平整。

(4)对管道定位/组对确认,管接头组对应在确认坡口加工、清理质量后进行。管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键,如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适,易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀,定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%,且不应大于15毫米。如壁厚不一致,应按规定进行修磨过渡。若焊接定位板时应在焊管板角焊缝的同一方向。管件组对时应垫置牢固,并应采取措施防止焊接过程产生变形。定位焊时,应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺,并由合格焊工施焊。

2.2 焊接材料及过程控制

焊接材料是压力管道安装焊接质量保证的基本条件,焊接材料的质量和正确使用,影响着压力管道安装的工程进度、成本和质量,应严格控制焊接材料的采购、验收、保管、烘烤、发放、使用和回收等环节。监检员应确认压力管道用焊材必须有焊材生产厂家盖章的材料质量证明书,经检查、验收合格后方能按要求登记入库。企业应设焊材一级库,项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、去湿的必要条件,入库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备,设备上的各种仪表应在周检期内使用。详细记录烘干的温度和时间。注意按计划烘烤,焊条烘烤一般不准超过两次。根据领料单发放焊材,详细填写《焊材领用和发放记录》,记录所发焊材的日期、规格、型号、批号、数量和管线号等。现场使用的焊条必须烘干,操作人员用保温桶领用,以防返潮。每一只桶内只能领用同一牌号的焊条,以防错用,且一次最多不能超过5公斤,在桶内存放时间不应超过四小时,否则必须行重新烘干。焊丝一次领用数量不得超过最小包装,使用前应检查表面的锈蚀、油污等杂质是否清理干净。氩弧焊所用氩气纯度应不低于99.9%,且含水量不大于50ml/m3。应确认焊工应在焊缝的相应位置打上焊工钢印、施焊日期和管道材质等(不锈钢采用记号笔书写),并填写《管道焊接记录》。焊工必须严格执行焊接工艺,应进行工序交接,确认坡口质量以及确保焊接工艺正确实施。监检员应加强监督和检查,这是保证焊接质量的关键。

2.3 焊接工艺评定及施焊工艺

管道焊接施工中各种材质、焊接接头形式的焊接工艺评定覆盖达到100%如本单位没有适合管道材质和焊接要求的焊接工艺评定,应委托有评定资格的单位进行评定。焊接技术人员应依据设计图纸,有关施工规范及现行标准,根据焊接工艺评定并结合施工现场的实际条件制定切实可行的焊接工艺指导书。施工前对焊工和管工进行技术交底,内容包括焊接材料,工艺参数,焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间,对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求。管线编号应在焊接工艺指导书上标明,不同工艺的管线分别编号,相同焊接工艺管线可以写在一个工艺指导书中,注明管线代号,管工按焊接交底制备坡口,现场质检员按此确认坡口、尺寸及组装要求(签字确认),焊工必须严格执行焊接工艺,现场质检员应加强这方面的监督检查,这是保证焊接质量的关键。焊工应进行工序交接,确认坡口质量,确保焊接工艺正确实施。

2.4 焊缝返修

焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次,一、二次返修由焊接工艺人员对所需返修的缺陷分析产生原因并编制返修工艺,由焊接责任师审批,三次及三次以上的焊缝返修由焊接责任师会同有关人员认真分析原因确定避免返修再次发生的措施后编制返修工艺,由项目技术负责人或项目质保师审批。焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。要求焊后热处理的管道焊缝,一般应在热处理前进行返修,如在热处理后返修、补焊后应做必要的热处理。有抗晶间腐蚀要求的不锈钢焊缝,返修部位仍需保证原有要求。焊缝返修次数、部位及返修情况应记入交工资料,返修的纪录、报告等内容均汇入工程档案。

2.5 焊后检查

焊缝外观检查,焊缝表面质量的检验应在无损检测以及耐压试验之前进行。所以焊缝表面质量均应采用标准样板、量规、硬度计等进行100%的外观检验并符合 GB50236-98标准中的具体要求,应如实记录结果。外观合格的标准焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷,并不得有熔渣与飞溅物,咬边和焊缝余高应符合相关的要求。与焊接质量有关的问题见表1。

表1 常见焊缝质量问题

3 支吊架安装质量的控制

在中温、常温压力管道系统中,由于管道运行时管道系统的膨胀和支吊架处位移量较小,支吊架对管道系统的安全运行影响不大。但对于高温压力管道,支吊架的安装质量往往会威胁到压力管道系统的安全运行。例如,上海石化公司加氢装置反应器出口至高压分液罐入口管线,由于管线长期在600℃以上高温下运行,管道材质发生较为严重的脆化,1995年该管线全部更换,并对管线走向作了局部调整。但在新管线运行过程中恒力弹簧吊架支承三角架被拉垮,三角架斜支加强角钢被压歪失稳,而且管线侧向变形及位移偏大,装置被迫停工抢修。经过检查发现,该支吊架就是安装不正确导致从未正常工作过,因而导致该管线的吊架支承用三角架的破坏以及在操作条件下的不正常热变形。

4 无损检测质量的控制

焊缝内部质量的检验,无损检测所采用的方法、检测比例应符合有关施工规范、标准以及设计要求的规定。当采用RT方法抽检时,应对每一个焊工所焊焊缝按规定的比例进行抽检,固定管口的抽检不得少于一个焊口,抽检的焊口应由施工单位和第三方监理人员在现场共同选定,并记下焊口的编号。无损检测结束后,施工单位应及时在管线单线图上准确标明管道编号、管道材质、规格、焊口位置、焊工代号、无损检测位置、无损检测方法。监检人员应及时对无损检测报告以及RT底片进行检查。如需返修,应严格执行返修工艺,做好返修施焊纪录,同时还应及时审查按规定要求扩探的RT底片报告,并在压力管道单线图上准确的标明返修扩深部位。返修必须在热处理、耐压试验之前进行。

5 压力试验

管道安装完毕应按规范进行压力试验,其试验过程和合格标准应符合规范要求。控制方式是审查压力试验方案、现场监督试验过程和审查压力试验记录。在压力试验的过程中,监检员容易忽略的问题有如下几点。

(1)压力表使用不规范,如压力表未经校验、精度等级不符合或超过校验有效期;试压时,仅使用一只压力表,且未设在最高处等情况较为普遍。

(2)某些工业用压力管道的设计温度高于试验温度时,往往试验压力未按 GB50235-97[2]的要求乘上试验温度下管材的许用应力[σ]1除以设计温度下管材的许用应力[σ]2这一系数,在蒸汽管道试压时,此类问题暴露尤为突出,同时需注意当试验压力在试验温度下,产生超过屈服强度的应力时,应将试验压力降至不超过屈服强度时的最大压力,对位差较大的管道,应注意最低点的压力不得超过管道组成件的承受力,特别是阀门的承受力。而由于给排水不方便,个别安装单位在压力较低的情况下,经设计同意可采用气压试验。此时,考虑到安全因素,可不乘[σ]1/[σ]2这一系数。

(3)当管道的设计压力大于0.6MPa时,有时未经设计或建设单位同意,使用气体进行压力试验,且未采取相应的安全防范措施。

6 总结

压力管道安装质量监督检验中发现的部分问题,笔者认为,做好压力管道检验工作,应从以下方面着手:(1)压力管道安装质量监督检验很有必要,要以《压力管道安装安全质量监督检验规则》为依托,从压力管道的设计、原材料的复检(全定量光谱对材质进行按比例复验)、工艺过程控制、焊接、无损检测、热处理、耐压试验、管道的吹扫、竣工资料等进行全过程进行控制。(2)对大型化工项目中的压力管道安装质量监督检验工作,要使监督检验工作取得良好的效果,必须与安装单位的有关部门,特别是技术,质检部门密切配合。(3)监督检验部门的监督检验人员不仅要有良好的业务素质,而且还要有很好的敬业精神和吃苦耐劳的工作作风。(4)国家安全监察部门对压力管道的安全监察工作要监管到位,这是保证压力管道安装质量的必要条件。

[1]劳动部.压力管道安全管理与监察规定[M].北京:石油工业出版社,1996.

[2]GB 50235-1997,工业金属管道工程施工及验收规范[S].

[3]SH 3501-1997,石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范[S].

[4]GB 50236-98,现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范[S].

[5]强天鹏.射线检测.北京:中国劳动社会保障出版社,2007.

[6]寿比南,沈钢.JB/T 4730.222005承压设备无损检测2射线检测.北京:国家发展和改革委员会,2005.

[7]特种设备无损检测人员考核与监督管理规则.国家质量监督检验检疫总局.

[8]JB4708-2000,钢制压力容器焊接工艺评定[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.

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