浅谈热带雨林气候大管径矿浆输送管道焊接施工质量控制

文学发

摘要：本文以瑞木镍钴矿业公司矿浆管道输送工程为例，介绍热带雨林条件下低浓度大管径矿浆管道焊接施工工艺及质量控制措施。

关键词：热带雨林大管径矿浆管道焊接施工质量控制

1．前言

大管径矿浆管道组对焊接施工工艺繁琐，温度、湿度对焊接质量影响较大，热带雨林地区气候闷热潮湿，焊接质量容易出现气孔、圆缺等问题，本文以实际工程为例，对热带雨林条件下低浓度大管径矿浆管道焊接施工工艺及质量控制措施进行总结介绍。

2．工程概况

巴新瑞木镍钴项目矿浆管道工程位于巴布亚新几内亚马丹省境内，是连接选矿厂和冶炼厂的重要输送系统，矿浆管道全长133.55km。管道壁厚12.7mm,管道内径610mm,管道材质API 5L X60。气候：年平均降雨量为5381.2mm， 4月～10月为旱季,平均温度29.89摄氏度， 11月～次年3月为雨季，平均温度为32.32摄氏度，年平均湿度73.1%,年蒸发量852.2毫米，年降雨量2834.2毫米，最大风速7.9m/s。

3．矿浆管道焊接施工质量对策措施

热带雨林地区的大管径矿浆管道施工工程环境艰苦、作业条件差，施工质量控制难点主要有：（1）工程穿越的沟谷、陡坎多，大管径管道安装组对困难；（2）空气湿度大，雨天多，对焊接质量影响较大；（3）气候闷热，场地狭窄，焊接施工作业条件差，作业人员劳动强度大。（4）交通条件差，气候变化快，场地分散，施工组织及工作计划制定难度大。

对此，必须采取针对性的质量控制措施，加强事前控制，严格工序质量，及时检查验收总结分析，才能确保整个工程的质量目标。

3.1 施工准备阶段质量控制对策

施工准备阶段的质量预控对项目整体质量控制的基础和前提，对工程质量控制具有事半功倍的作用。对热带雨林地区的大管径管道施工在质量方面应重点控制的内容有：（1）审批施工组织设计。重点审查施工方案是否合理、质量保证体系及制度是否具有针对性和操作性、施工设备是否满足工艺要求，对雨天、大风等不利天气应有针对性措施预案。（2）审查焊接工艺评定报告。施工准备阶段应完成焊接工艺评定，根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。（3）审查作业人员资质及技术水平情况。焊接作业人员必须具备相应的资质并进行考核评定，焊接作业人员身体状况良好，身体素质能适应当地焊接作业的劳动强度，施工前还应进行技术交底。（4）对进场设备、材料进行检查验收。进场的设备原材料需满足设计要求，验收合格后才能运送至作业点，管道吊装严格执行吊装操作工序时不得碰损管道。

3.2施工阶段质量控制对策

施工阶段的质量控制关键在于检查落实各工序质量，严格工序验收制度，坚持上道工序未验收合格不得进入下道工序。（1）对管道组对进行检查确认。大管径管道在山地施工难度较大，组对时严格检查操作是否符合工序要求，结合地形条件按设计线路要求铺设管道及联口，组对前清理泥土及杂物，检查坡口的型式、角度及各部尺寸是否符合要求；对口前核对钢管类型、壁厚、防腐等级及坡口质量，是否符合要求；组对时吊管作业必须用尼龙吊带防止管道或管口碰损；（2）焊接工序质量检查控制。热带雨林地区气候闷热，湿度大，天气变化快，除严格执行焊接工艺操作要求外，还应充分考虑气候条件对作业人员、焊接参数的影响，合理安排当天作业人员、时间，防雨防风措施。焊接前焊工要在试板上进行焊接工艺调试，检测焊机参数、性能、焊机联接是否满足焊接工艺要求；检查管口的坡口、钝边、间隙和错边量等；检查焊材是否受潮、焊条药皮是否有裂纹、变质和脱落现象，发现焊条施焊时药皮发红或变色，该焊条应立即废弃；焊接过程中严格执行焊接工艺要求，管口两侧应采取保护措施，以防止飞溅灼伤防腐层表面；焊接引弧、焊道的起弧或收弧应符合工艺要求，每个焊口要连续一次焊完，并保证层间温度达到规定的要求；每层焊完后，应用砂轮机或钢丝刷将飞溅、焊渣和焊缝凸高及焊接缺陷清除；根焊过程中及完成后，严禁矫正管子的接口错边量。（3）加强焊接环境的控制。在下列任何一种焊接环境下，若无有效的防护措施，严禁施焊：a）雨、浓雾天气。b） 手工电弧焊时风速大于5m/s；c） 空气相对湿度大于90%。（4）做好焊接工序质量追溯性控制工作。每个焊口完成后应进行焊口编号（包括管线分段号／焊接工作形式／焊口序列号），后期后续质量检查及原因分析。

3.3施工验收阶段质量控制对策

矿浆管道焊接施工验收主要根据设计及规范要求进行相应的检验试验，对不合格的焊缝进行返修，对合格工程进行验收。巴新瑞木镍钴矿浆管道焊接质量检查主要进行了外观检查、无损探伤、强度试压、严密性试验等项目。

（1）焊缝外观检查：管道焊接完毕后及时清除飞溅等杂物，进行焊缝的外观检查，焊完的焊缝先检查外观合格后再进行无损探伤。外观不合格的焊口不得进行探伤检验。检查标准如下表：

项目 技 术要 求

外观 不得有熔化金属流到焊缝外未溶化的母材上，焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、凹坑和夹渣缺陷；表面光顺、均匀、焊道与母材应平缓过渡。

宽度 应焊出坡口边缘0.5-2.0

表面余高 以0.5-1.6为宜,个别部位不得超过3.0,且长度不超过50.0

咬边 深度应小于或等于0.5，焊缝两侧咬边总长不得超过焊缝长度的10%，且连续长不应大于100。

错边 不应大于2.0

未焊满 不允许

焊缝余高 不应大于2.0

（2）无损探伤 ：无损探伤是在管道外观焊缝检查合格后进行的检查项目。

依据设计和规范要求作射线检测的管道焊接的接头，应有焊接工作记录和焊工布置、射线检测布片图，其内容包括焊缝位置、焊缝编号、焊工代号、无损探伤方法、焊缝返修位置等；检测的焊缝采用白色记号笔在焊缝边缘一侧做出明显的检测区段及焊缝编号标识；采用射线探伤时，应对焊工所焊的焊缝全周长进行进行100%射线检测，严格按返修工艺要求进行返修、控制和监督检查。无损检测后对不合格焊缝进行返修，焊缝返修，应符合下列规定：

a.焊道中出现的非裂纹性缺陷，可直接返修。b.当裂纹长度小于焊缝长度的8%时，应按规定进行返修；当裂纹长度大于8%时，所有带裂纹的焊缝必须从管线上切除。c.检验结果不合格的部位必须返修合格，按原标准检测。d焊缝在同一部位的返修，不得超过2 次。根部只允许返修1 次，否则应将该焊缝切除。

（3）管道强度试压，严密性试验：管道强度试压，严密性试验是在管道焊接完成一个区段内全部焊缝无损检测合格后，根据批准的试压方案进行的检查项目。

管道试压前必须对下列资料和条件进行审查确认：a．焊缝工序无损检测全部合格，相关焊接资料完整齐全；b．试压用的检测仪表的量程、精度等级、检定标记符合要求；c、有经批准的试压方案，并经技术交底。d、试压应采用洁净水做试压介质或符合设计要求并准备充足。

管道试压过程中严格按试压要求进行注水和升压、稳压，详细检查记录试压情况。

管道系统试验合格后，应及时填写管道系统试验记录。

4．常见问题及处理措施

巴新瑞木镍钴矿浆管道输送工程于2008年10月开始试验段焊接施工，试验阶段主要针对焊工由国内技术人员组成、吊装及辅助工序由当地人员操作以及恶劣的施工气候条件下，对焊接施工组织及质量安全进度控制措施的合理性进行评价，确定后期施工方案及相关管理制度。在试验段发生的常见质量问题主要有： （1）管道吊装中管口碰损或防腐层被破坏。主要原因是当地吊装操作工人技术不熟练，工序不规范，以及地形条件差等原因，对此，中方对吊装操作人员进行专门技术培训及技术交底，考评上岗，在后续施工中得到有效控制。（2）焊缝外观检查中焊缝和热影响区表面有裂纹、气孔、凹坑和夹渣缺陷问题：主要原因是个别焊工在长时间的闷热环境下未严格执行焊接作业指导书要求或者技术走样造成的，对此，及时进行技术交底，对身体素质及技术不合格的人员进行工种调配，该问题得到有效控制。（3）焊缝无损探伤检查中发现的气孔和圆缺质量缺陷问题。该问题在第一批焊缝检测中占不合格片的65％，通过对焊口编号及施工记录进行分析，主要原因是焊材受潮以及熔透不够。在以后施工中焊接前加强焊材检查，对焊接工艺进行了改进，严格执行工序要求，焊缝无损检查合格率保持在95％以上。

5．结束语

热带雨林地区大管径管道施工环境差，作业条件艰苦，对作业人员身体素质要求高，质量控制难度较大，只有事前做好充分的质量预控，施工过程中严格落实规范操作及技术交底，强化工序质量验收制度，施工分项验收严格验收标准及时总结经验教训，工程质量才能得到保证。

质量控制关键做到了如下方面：a、必须进行焊接工艺评定，编制焊接工序作业指导书；b、焊接作业人员必须进行培训考评合格后才能上岗；c、对焊材必须进行检查，不合格焊材不得使用。d、必须严格执行焊接工艺评定的工序要求；e、对每个焊口应进行详细编号，对焊工焊接内容进行完整记录，便于进行质量缺陷原因分析及经验总结。

参考文献：

《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006