面向风险管控的全过程海底管道监造要点

李健(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

管道运输是海洋油气行业资源载体输运的重要手段，视为海洋油气开发生产的生命线。与陆基油气管道相比，海底管道由于其所处工况环境的恶劣性，施工、维修、检测监测难度巨大，且当事故发生时，极易造成巨大的经济损失及环境破坏。

在管道的全生命周期中，完整性管理在设计、制造、安装、运行及检维修阶段均占有重要地位，是保障管道质量安全与作业本质安全的重要基石。管道完整性管理指管道系统在其设计生命周期内始终保持其结构与功能的有效性管理方法，确保管道在整个生命周期中完整的管理体系[1]。工程建设阶段是达成质量与本质安全的出发点，也是全生命周期中完整性管理的关键起点[2]。

1 国内外研究现状

海底管道完整性管理的概念发轫于20世纪80年代，1995年，潘家华据国外海底管道完整性管理理念，结合国内海底管道工程实践将其引入国内[3]。随着近年发展，管道完整性逐渐拓展到工程建设阶段期间管道管理。李记科等[4]对海底管道钢材驻场监造过程中发生的问题进行了介绍，聂畅飞等[5]和刘长胤等[6]分别对油气管道钢材采购过程中的管理工作进行了讨论。曾红伟等[7]对管道供应链质量风险识别与质量控制体系构建问题进行了说明。

2 海底管道制造阶段监造要点

海底管道是海上油气运输的基本作业实体，海底管道完整性管理目标的达成需要质量安全作为其必要条件。基于管材管理的海底管道工程建设要点如下。

(1)管料检查：监控要点包括管材批号、材质、数量、钢板壁厚、宽度、镰刀弯测量、外形和理化试验结果；(2)热处理：针对各型号管材确定不同的处理温度、时间等热处理方案；(3)焊接：对需要进行焊接的管材进行焊接监造，严格按照焊接工艺作业并保存焊丝焊剂；(4)探伤及试验：采用合适的探伤方法对各型号管材进行探伤，开展试压试验和理化性能检验；(5)入库：检查管材重量、表面质量、平直度及标识等最后入库。

3 海底管道涂敷阶段监造要点

油气管道腐蚀是由于相较于陆地管线更为特殊的工作环境，投产后维修成本远大于陆地。因此投产前应做好防护措施，加强海底管道涂敷作业质量监控，规范海底管道涂敷过程。

3.1 钢管防腐作业监控要点

(1)涂料质量检验：根据不同管材确定所需涂料，对涂料主要性能参数及储存环境等进行质量检验。

(2)涂料准备：根据涂敷要求确定涂料配比比例，对涂料进行搅拌。

(3)喷涂作业：针对各型管材及涂料设计喷涂作业，作业时严格控制涂料均匀性、固化时间及膜厚等作业质量。

(4)成品检验：对防腐层黏附强度、防腐层厚度、测漏检验及表观密度等作业质量进行检查。

3.2 钢管保温作业

(1)钢管质量检验：检查外管涂层和外管坡口完整性，对内管光管进行质量检验；(2)聚醚多元醇及多异氰酸酯质量检查：检查材质证书、检验报告、包装是否完整，检查储存环境及日期；(3)钢管表面处理与预热：检查内管表面锈、尘、油污清除干净，检查钢管预热温度是否满足材料厂家推荐温度，检查钢管表面是否有水分；(4)保温涂敷：检查木块绑扎、料温调节符合要求，检查吊管入模固化后内外管相对位 置与图纸一致；(5)成品检验：检查确定表观密度、抗压强度、吸水率、闭孔率、导热系数、尺寸变化率、重量变化率、强度增长率等，并确保上述量化参数满足要求。

3.3 钢管配重质量监控要点

(1)配重材料：对水泥、骨料、钢丝网及水等配重材料按照设计要求进行检验；(2)配重管涂敷：该阶段主要监控涂敷温度、称重设备、涂敷及间隔时间等关键节点进行控制；(3)成品检验：配重管成品后需要对成品进行外观质量、涂层厚度、涂层密度、涂层吸水率等进行质量检验；(4)钢管阳极安装质量控制要点：根据现场工作程序主要从原材料接收、阳极准备、阳极安装位置、阳极焊接工艺评定、阳极芯焊接、阳极导线焊接、焊接区防腐、阳极间隙填充、阳极表面清洁进行质量控制。

4 海底管道存储及运输阶段监造要点

管道质量监控环环相扣，海底管道存储及运输阶段的监控也必不可少。本节将从以下方面对存储及运输阶段的监造要点进行讨论。

4.1 防腐钢管储存质量监造要点

(1)装卸设备检查：吊钩、索具表面检查、避免冲击载荷、吊钩、索具的经常性检查、起重机械定期按标准检查；(2)防腐管卸货前检查：有缺陷防腐管卸货前记录、通知监理、质检员签字确认、标识；(3)堆垛及标识：钢管堆放层数、堆垛前固定挡块防止塌垛、标识垛号及项目信息；(4)卸货后管道检查：该要点主要检查管长、壁厚、弯曲、表面状态；(5)储层数据记录：核对垛号、钢管规格、项目名称码单等。

4.2 防腐管海运运输质量监造要点

(1)防腐管装船前检查：质检证书、产品合格证、核对发货清单、成品管外观、数量、规格检查清单、船舶装运能力及承运资质、防海水措施；(2)装卸设备检查：吊具表面检查、吊钩应在管口接触区域(斜面处)加衬缓冲材料、吊钩应有足够的宽度和深度、采用尼龙吊带吊装防腐管；(3)支撑条和垫块检查：支撑垫至少四道；支撑垫宽度至少200 mm；支撑垫高度∶环氧粉末管/3LPE管≥100 mm ；防腐保温管≥150 mm；(4)管端保护检查：检查船舱内衬木板、裸露管端涂刷防锈可焊接涂料涂刷、管端保护器安装、裸露管端涂刷防锈可焊接涂料(管端打磨处理后涂刷)；(5)装运层数检查：按照API RP 5 LW附录A进行复核计算；(6)装船记录及发运单填写：按项目程序文件和规格书要求填写。

5 海底管道安装阶段监造要点

海底管道的安装是管道监造的重要阶段，前期各监造阶段均是为该阶段做好基础，标准的管道安装铺设对管道其他防护具有促进作用，同时管道铺设质量的好坏直接影响着管道使用寿命。主要安装质量控制节点有以下内容。

(1)路由预调查：该铺管流程中需要控制的内容有作业工作区域、水深、声纳测线布置距离、浅地层剖面深度及成果文件审核。

(2)预挖沟：根据地质及环境条件，确定各区段的开挖断面尺度，保证沟型、深度以及坡度。

(3)海管验收：管道验收包括管体检查和涂层检查两部分，检查主要是对管道存储、运输、吊装过程中管体和涂层的完好情况。

(4)海底管道铺设：设施安全、管端表面清洁度、坡口角度、剩磁强度、焊接质量、节点涂敷质量、弃管等作业质量。

(5)立管安装：立管安装分为整体安装方法和水下法兰连接方法，主要质量控制要点有立管预制、安装作业区域及螺栓紧固效果。

(6)膨胀弯安装：膨胀弯通常由直管段、弯管和法兰焊接而成，主要控制要点有膨胀弯尺寸、弯曲半径、角度、弯头预制、水下安装位置等。

(7)后挖沟：挖沟机位置、挖沟作业路由、沟深及拖拉力等。

(8)安装后调查：海管安装完毕以后，需对现场进行声呐旁扫声呐测量及浅地层剖面测量，对海底管道、电缆的路由进行质量检查。

6 结语

海底管道建设水平和监造效果直接影响着管道“出生时的健康”，对海底管道的本质安全水平具有重大影响。文章从海管工程建设阶段监造要点入手，探讨了包含海管制造、海管涂敷、海管存储及运输、海管安装等全过程监造要点。整体上为相关的海底管道工程建设质量安全管控提供完整性管理策略，为中国重大海洋工程的设计施工提供关注重点，最终有效提升建造及维护效率，为实现管道工程本质安全提供有力的技术基础和理论支撑。