石化工程建设中管道安装质量监管

王宗昌

克拉玛依市建设工程质监站 新疆克拉玛依 834000

石油化工装置中主要有常减压、催化裂化、重整、加氢和焦化、聚丙烯等装置，每个装置和工艺都涉及到高温高压的操作环境，并存在易燃易爆、有毒有害的流动介质。 随着科学技术的发展和工艺设备制造的模块化和工厂化趋势形成， 在这样苛刻的加工生产环境下，工艺管道的安装质量会严重影响安全生产，特别是管道发生事故后，会造成工艺系统的连锁反应，事态则迅速发展蔓延，造成极其严重的安全后果。 为此，对石油化工装置中工艺管道施工的质量监督应当成为监管的重点控制内容。

1 加强对质量行为的监管

工程质量行为是指质量责任主体——质量检测监理单位所履行的法定责任和义务的行为，包括：

（1） 参与工程活动的责任主体必须具备符合工程等级的资质证件， 参与工程活动的专业技术人员必须具备相应的资质证书，并在资质证书和资格证书许可的范围内从事建设活动。

（2） 各责任主体和专业技术人员在工程活动中，必须严格遵循法律法规，认真履行法定的质量行为、质量义务，并承担相应的法律责任。

在影响工程质量的5个因素中， 排在第一位的因素就是“ 人”，“ 人” 应当包括单位法人，项目管理人员，专业技术人员，工程监督人员，最重要的“ 人”则是实际操作的技术工人，因为工程进度的快慢及质量的好坏都是经过他们的手完成。 由于人是实现项目的主体，工程项目的质量会受所有参加人员的影响，因此，对质量的监管也就是对人的监管。

在石油化工装置的安装施工过程中， 当业主即建设方完成质量监督申报后，工艺管道开工，质监人员就应当在第一时间进入现场，对工程项目责任单位安全质量体系全面监督。

1.1 对建设方的监督检查

检查重点包括： 是否将建设项目发包给了具有相应资质等级的设计、施工单位；是否委托了监理单位和监测单位，并分别与其签订了工程合同；是否组织相关单位进行了施工图会审等。

施工图会审非常重要，通过图纸会审可以使各参建单位，特别是施工企业熟悉设计图纸要求，领会设计意图，掌握工程重点及施工难点，找到需要解决的技术难题并拟定解决方案，从而将因设计存在的难点问题处理在施工之前， 也是保证工程顺利实现的前提条件。

1.2 对设计方的监督检查

首先要检查设计单位已完成的设计图纸， 查图纸是否加盖了单位出图专用章，是否经过编制、校对、审核后的会签。 对GCl类高温高压力管道，图纸还需要由审定人员会签，必要时还需要复合编制、校核、审核及审定人员的资质证书。

其次审查设计文件中对压力管道的界定是否符合规定，对管线焊缝规定的无损检测是否符合检验要求。 必须重视的是:一些设计企业在设计石油化工装置的工艺管线时，依据的是《 工业金属管道设计规范》 (GB50316)和《 压力管道规范》(GB20801)。 根据《 工业金属管道设计规范》规定，工业管道连接焊缝的无损检测比例规定为100%、10%、5%和0四个等级；而按照《 压力管道规范》的规定，压力管道连接焊缝的无损检测比例规定为100%、20%、10%、5%和0五个等级， 但实际执行仍是100%、20%、5%和0四个等级，可以满足规范的检测要求，并不包括压力0.1MPa以下及直径不大于25mm的管道。 由于石油化工装置的特殊属性，在现行规范《 石油化工金属管道工程施工质量验收规范》(GB50517)中要求，将管道焊缝的无损检测比例按照输送介质的特性，对设计压力和设计温度明确规定为 100%、20%、10%、5%和0五个等级，并包含了压力0.1MPa以下及直径不大于25mm的管道，同时也降低了对GCl类高温高压力管道的要求。在抽查设计图纸时，如果发现问题需要及时向建设方提出， 并要求认真整改， 利于设计质量的提高使施工更具安全可靠。

最后还要抽查设计交底记录， 这是指在施工图完成后并经审查合格后，设计单位在设计文件交付施工时，按法律规定的义务就施工图设计文件，向施工单位和监理单位进行详细的说明。其作用是使施工单位和监理单位能够正确按设计图纸施工，理解意图加深对工程特点、难点和疑问的理解，掌握关键部位的质量要求，使质量得到有效保证。

1.3 对监理方的监督检查

检查专业监理工程师的资质是否符合相应的要求。 管道专业监理工程师是由总监授权， 负责该监理岗位的质量监督管理控制，也具有相应的文件资料签字责任，其必须具有工程类注册执业资质或者具备中级以上专业技术职称。 该专业的质量控制工作就是由此人负责，可以认为，该管道专业的监理人员是否具备相应的资质，是施工质量把关受控的关键。

还要检查项目监理机构是否编制了监理细则。 实施细则是根据监理相关规定的要求， 以及监理工作实际需要另行编制的操作文件。 管道专业监理实施细则必须具有可操作性、针对性。在工程实施及施工安装过程的检查中， 我们发现细则的针对性不强是比较普遍存在的。在编制管道工程监理细则时，管道内介质特性和管道材质应是重点考虑的问题。 而一些专业监理工程师对图纸的要求、规范的理解欠缺深度，一些重点部位未认真检查到。 因此，对监理方的监督检查应从其专业素质入手。

1.3 对施工方的监督检查

要督查施工单位的质量保证体系是否按规定建立， 组织机构及人员是否齐全。施工单位质保体系运行的好坏，是工程质量受控的重要因素。在质保体系中，专职质量检查员是施工企业质量运行的基本要素，也是质量运行的主要环节。对质量检查员资质的检查也是不可缺少的。

还要检查施工企业是否编制了管道工程专项施工方案、管道安装质量检查计划和焊接指导书。 在此需要特别强调的检查是管道安装工程质量检查计划， 它是针对管道特性有针对性的质量措施、资源和活动控制的文件，也是施工企业在正确理解设计图纸、专项验收规范的前提下，向业主作出的实现合格管道安装工艺的质量保证。

2 做好管道组成与进场的抽查验收

石油化工管道由管道元件连接或装配而成。 在对石油化工管道工程的实体质量监督过程中， 要坚持把对管道元件及材料的进场验收和管道连接作为监督检查的重点。 由于石油化工装置的工艺复杂、生产环境苛刻，这些特点决定了同一装置内管道特性的多样性，也就造成了装置内管道元件材料的多样性。对管道元件材料的监督检查验收应注意的问题是:

2.1 管材和管件的规格尺寸检查

对于管材和管件规格尺寸的检查，重点是对壁厚的检查。设计选择管材的壁厚是根据不同压力状态选择的，因此，同一直径的管材管件有多个厚度等级。 尤其是某些产品壁厚允许存在负偏差的，材料进场后必须进行厚度检查，防止进场材料的错误及负偏差超标。

2.2 对管道组成件材质的抽查

检查时严格审查材料质量证明文件，特别是铬钼合金钢、含镍低温钢、不锈钢、镍及镍合金、钛及钛合金材料的管道组成件。应采取光谱分析或其它技术手段进行复查。

2.3 对管道组成件性能的抽查

管道的性能主要是指低温工作性能和抗晶间腐蚀的性能，需要严格审查质量证明文件，如果有怀疑可以进行送样检测。

2.4 管道组成件表面无损检测

对于表面无损检测要说明的是，现行的《 压力管道规范》和《 石油化工金属管道工程施工质量验收规范》 有不同的要求，前者定义为只有GCl类压力管道中输送极度危害介质的和设计压力不小于10MPa的管材、管件需要进行表面检测；而后者为所有输送极度危害介质的和设计压力不小于10MPa的管件需要做表面检测。 可以看出前者将液体介质管道及设计压力小于0.1MPa以下及管道直径小于25mm的管件列为不做表面无损检测之列。 同时由于施工现场部分质量管理人员对介质毒性的界定不清，往往会导致此项漏检而未引起注意。

2.5 对管道管件制造标准的抽查

管道材料的选择是设计人员根据管道的使用条件(压力、温度和介质类别)、腐蚀性、经济性、材质的焊接及加工性能，并结合管道设计规范所提出的必要条件来确定的。 设计人员在确定材料型号的同时，材料的制造标准也要确定。

当前国内针对装置内使用频率高的碳素钢无缝钢管的制造标准有4个。 不同的制造标准所制造出的管道性能也会存在一定差距。在材料进场验收时对材料制造标准的检查，往往会成为一个盲点，应当是质量监督的重点。 特别是管道元件制造单位，用管子加工制成的弯头、三通、变径接管等管材件，一定要对其提供的材料进行可追溯的监督抽查。

2.6 特定工况下对连接螺栓的检测

特定工况是指管道的设计压力大于10MPa， 设计使用温度高于400℃和低于-29℃的情况，在此工况下需要对设计采用的铬钼合金钢螺栓及螺母进行补项检测。

3 管道焊接工作的监督检查

管道元件等材料的连接包括法兰连接、螺纹连接、焊接连接等，对非金属管道的连接还包括电熔连接和热熔连接等。对管道的连接重点监督检查的是焊接连接。

鉴于每一个石油化工装置规模都比较庞大， 焊接工作量是非常大的，焊接技工人员较多，在空间上管道的焊接处处都在，而时间上管道的焊接工作贯穿在整个项目建设中， 甚至在项目交付后，管道焊接仍然继续，对此，虽然把管道焊接的监督作为重点进行，但也只能尽量做细做好。在进行管道焊接的监督检查时，一般的应进行以下几个方面:

3.1 对焊接操作人员资质进行抽查

人是建设的主体，永远是工程质量实现的第一要素，质保体系中这样，在直接实施的操作人员也如此。在焊接工作开始前和进行中，需要认真核查焊接操作人员的资格证书，重点涉及到的有Ⅲ类钢和Ⅳ类钢管的焊接人员。 同时由于现场质检人员对Ⅱ级钢，Ⅲ类钢和Ⅳ类钢的概念并不十分清晰，也可能缺乏此方面的意识，而使部分焊工进行超出自己资质的焊接作业。

3.2 对焊接指导书的监督检查

焊接指导书是施工单位技术人员依据本公司焊接资质和水平，针对工程项目使用的不同材料、不同规格、不同焊口形式所制定的经项目焊接工程师、 专业监理工程师同意的焊接可操作性文件。 因材料不同，规格不同，焊口不同形式决定了所采取的焊接工艺也是不同的， 要改变焊接工艺就会影响到焊缝的结构性能。 在焊接实施前，编写焊接指导书是很有必要的，并要求焊接实施人员严格遵守，是焊接质量保证的可靠措施。

3.3 焊接过程中的巡查

进行焊接巡查主要目的是抽查焊接人员对焊接工艺执行的情况。根据多年对质量检查管理的了解，对于设计的某些部位焊缝工艺一定要认真仔细检查。

（1） 承插管件角焊缝的焊接。 在此部位操作人员一般焊接的层数不够，造成焊接缝高度不足。

（2） 支架台与母管焊缝的焊接。操作者往往在母管开孔后，开孔口周围不打磨或不处理坡口， 而造成根部焊缝未熔合或未焊透的缺陷，此种质量缺陷是隐蔽性的，无特殊工具是检查不出的。

（3） 支撑件与管道角焊缝的焊接。这些部位多数是仰焊，焊接人员一般会在此处使用大直径的焊条进行焊缝焊接， 造成此处焊缝高度不够，且伴有管件母材严重咬伤的缺陷，重点在引弧点和收弧点处。

（4） 合金钢管道需背部充氩保护焊缝的焊接。 合金钢管道焊缝之所以背部充氩(铬含量大于3%，总合金含量大于5%)，也是为了防止材质内的合金成分在高温下与空气中的氧气进行反应，降低焊缝结构中合金含量进而降低管道焊缝的力学性能。在实际施工焊接检查中发现的问题有两个： 一是操作人员在管口组对时不留间隙，私自减少背部保护处理；二是私自更改冲入氮气替代氩气。前者会造成未能焊透和严重疏松结构的质量缺陷，而后者则存在可探讨的问题。在一些项目上已经成功应用氮气。但如果施工方无法提供证明责任单位具有该工艺焊接能力的焊接质量评定报告及证明现场工况排干净背部氧气的检测证明，用氮气替代氩气应当是不符合规定的。

（5） 预热、后热和焊后的热处理。 管道的使用条件越是苛刻，就越需要提高管道材料的机械性能。但是管道的机械性能提高，其焊接性能则随之下降。 焊前预热和焊后的预处理，是降低焊缝的残余应力，防止焊接处产生裂纹，改善焊缝与近缝区域金属组织和性能的有效措施。 焊后热处理需要在焊接完成后立即进行， 对于有延迟裂纹可能的焊接口， 如果不能及时进行热处理，也必须进行后热处理。 而后热处理是监督控制的重点所在，在工程实施中，由于多种原因，焊接后的热处理很少能跟上焊接进度，这时如果不采取后热处理，一定会留下质量隐患。

（6） 对于道间的温度控制。 正确的道间温度的控制，是按照正确的焊接线能量施焊的保证。 焊接线能量超标或达不到会形不成预期的晶间组织或者导致合金成分的损伤。

（7） 焊缝的无损检测。 在规定的无损检测项目中，多数工程发生的都是同一个问题，即对角焊缝漏检。 在《 压力管道规范》(GB20801)和《 石油化工金属管道工程施工质量验收规范》(GB50517)中明确规定对管道检测类别为Ⅰ和Ⅱ级的管道角焊缝实行同比例的表面无损检测。 其中的角焊缝包括承插焊和密封焊，以及平焊法兰、支管补强和支架与管道的连接焊缝，而重点是支架与管道的连接焊缝检验。

上述浅要分析介绍了管道安装质量监督工作的基本做法，对质量巡检切入点和逢查必有问题的几个关注方面进行简要阐述。希望与工程建设同行共同交流，把石油化工管道的安装质量提高一个新高度。

1 工业金属管道设计规范(GB50316)

2 压力管道规范(GB20801)

3 “ 石油化工金属管道工程施工质量验收规范”(GB50517)