1、1工艺管道施工质量控制探究摘要本文通过内蒙神华 18 万吨级/年合成油品装置 A 标段（以下简称：神华 829 工程）工艺管道施工质量控制的分析，确定了“人、机、料、法、环”五方面质量控制内容，以保证煤化工装置管道施工质量的符合性和可靠性。 关键词工艺管道 施工质量 质量控制 中图分类号：TV523 文献标识码： A 随着我国能源产业结构的深入发展，国内大型煤化工产业基地建设大步推进。近几年来，我国内蒙、新疆、宁夏、陕西、山西等地区煤制油、煤制气以及以煤为主要原料的精细化工正在纷纷兴建或已建成。而这些特大型项目建设周期均在 2030 个月之间，建设周期逐步缩短，为了保证项目质量目标的实现，作为
2、项目质量管理重要过程之一的工艺管道施工质量控制愈发显得尤为关键。 神华 829 工程工艺管道分布于催化剂预处理、费托合成、轻烃提浓、PSA 制氢、蜡精制等 5 个单元，由中国石化工程建设公司（SEI） 、中科合成油工程公司、四川天一科技公司等三家设计院联合设计，该装置利用厂区内煤直接液化装置的合成气为主要原料进行煤间接液化。该工程工艺管道总长约 76.5Km，管线材质主要有20#、L245、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、A335 P91 及 20R+0Cr18Ni9 复合钢等材质。管道最高设计压力为 10.6MPa，最高设计温度为 540，最大管2径为 DN1000mm，最大壁厚为
3、 37.23mm。该工程具有易燃、易爆、高温、高压、生产条件苛刻、冬季施工期长、安装质量要求高等突出特点。在工艺管道施工质量控制中，通过建立质量事前、事中、事后的全过程控制系统，突出“全面、全员、全过程”的管理，坚持从“人、机、料、法、环”五因素控制出发，优质完成了工艺管道施工任务，提前 4 个月实现了项目整体高标准中交。 影响工艺管道施工质量的因素是多方面的，但无论任何项目，也无论在项目的任何阶段，影响工艺管道施工质量的因素可以归纳为“人、机、料、法、环”五类因素，即人、机械、材料、方法和环境。本文从这五因素出发，分别阐述在工艺管道施工中对这五因素的质量控制。 一、对人的质量控制 质量管理八
4、大原则之一的“全员参与”充分体现了人与质量的密切关系，人的状态及活动将会对项目质量产生最直接、最重要的影响。美国质量管理专家戴明认为，企业必须从过去“见物不见人”转变为充分发挥人的主观能动性、积极性和创造性。 建立健全质量管理体系，强化质量管理制度建设和执行，分解落实各级人员质量控制职责，加强各级人员资质管理。 管道开工前，项目总工程师组织相关人员进行图纸会审和技术交底，明确技术难点和质量控制的重点，编制项目质量控制计划。组织岗前技术培训、操作规程交底，提高工艺管道施工知识、能力、质量意识、职业道德培养。 加强作业班组建设。项目质检员深入班组进行质量要求宣贯，要求3每天班前讲话要有质量内容，作
5、业人员必须熟悉当天工作任务的质量标准及要求，提高作业人员质量意识，灌输质量责任终生制，形成人人重视质量的项目环境。 严格质量“三检制” ，制订详细的质量控制点，明确控制等级、控制内容、验收标准和验收记录，并下发相关人员严格执行。各分包商必须设立专职质检员，纳入项目的统一管理。质检员每天对各个作业岗点进行质量巡检，及时消除质量问题，并进行周工作总结。全面掌握管道施工质量控制信息，加强信息传递和沟通。通过质量信息统计分析和现场监督检查指导，认真组织质量周检、专项检查和联合大检查，不断改进控制措施。 严格焊工管理，加强资质审查，杜绝无证上岗或越岗施工。对每名进场焊工实行作业前技能现场考核工作，验证其
6、焊工资格证的有效性。通过 45固定口焊接并经射线拍片 100%合格者方可进行工艺管道焊接。在神华 829 工程中，累计参加焊工考试 243 人，淘汰 41 人，淘汰率 16.9%，从源头上杜绝了不合格焊工进场。建立每名焊工业绩动态管理台账，根据每周焊接一次合格率的统计情况，对倾向性、系统性的焊接问题或焊工进行及时处理，针对焊接缺陷要分析原因、制定措施加以消除。择优选择高压管道、合金管道、复合钢管的管道焊工。坚持每月的焊工、管工技术比武竞赛活动，进行张榜公示，实施质量奖惩，营造全员质量氛围。 二、对机械设备的质量控制 设备是人的生产能力的延续，是现代工程建设必要的物质保障。主4要包括项目形成过程
7、中使用的各类机具设备、仪器等，是项目实施的手段，将会直接影响工艺管道施工质量。而机械设备的寿命、生产效率，一方面当然取决于设备本身的质量及性能优劣，另一方面也取决于设备的使用情况。 统筹安排机械设备使用计划，其性能要满足要求，加强设备进场验收。设备操作人员必须经过培训合格。建立设备维修保养制度，设专人定期进行设备检查维护。 加强计量器具的周期检定，建立计量器具控制台账。对气密试验、强度试验及关键几何尺寸等关键控制点，实行双器具控制。焊接设备双表要齐全并在检定期内，焊接电缆线接头不超过 2 个以充分保证焊接电流。 提高管道机械化加工程度。投入管式车床进行坡口加工，以保证坡口几何尺寸，提高管道焊口
8、组对质量。利用管廊穿管器，防止安装过程中管道受到磕碰及变形，提高成品保护。 在大口径厚壁管的热处理中，对热处理操作进行改进，提高热处理设备的稳定性。改装加热片使之适合大口径管道的包扎，用防火布包裹保温棉缝成被子，增加循环使用次数。对超大厚壁法兰进行模拟退火操作，实验成功后再进行正式包口，送电退火，避免加热丝脱落、短路，保证曲线一次成功。 三、对材料的质量控制 材料是形成项目的物质条件，是项目质量的基础。工艺管道材料由于其种类多、材质复杂、壁厚规格多、验收标准严格等特点，其材料使5用是否合理、质量是否合格、保管是否恰当，都会直接影响管道质量，甚至会造成质量事故。 材料质量检验把三关 （1）入库（
9、场）检验关 材料进场入库应按质量标准验收和检查，严禁不合格品进场入库。材料存储和检验要划分为已检区、待检区、不合格区，分区摆放。检验包括外观质量验收、几何尺寸复核、原始质量证件审核、金属元素检验等。 （2）定期检验关 材料在库存期间，由于管理不善或其它原因，有可能出现变质等情况，应定期检查。对生产期超过一年或药皮有脱落裂纹缺陷的焊条，应进行焊条焊接工艺性能试验，合格后方可使用。 （3）使用前检验关 对将要使用的材料，核实材料标识或检验标识，进行用前检验。对管材及配件标识比较模糊无法辨认材质或对材质有异议时，必须在使用前采用快速光谱分析法进行检验，避免材料错用。 材料质量控制 （1）材料防护控制
10、 按照管道组成件物资类别、型号、规格、材质和检验试验状态分别储存，铺垫和堆放符合要求，标识明显。焊条应储存在干燥的焊条库内，配备去湿机、温湿度计。管材、阀门等进场前厂家应采取管帽进行保护。6（2）材料标识控制 严格执行管道材料色标方案，在材料发放和施工过程中，对材料分离部分应及时进行标识移植。在实施过程中项目材料责任工程师、项目质检员要进行监督跟踪，严禁材料的非预期使用。 （3）材料不合格品控制 在材料检验试验中，当发现不合格品时必须进行标识和隔离，将不合格品放入指定区域，并组织进行评审及处置。在神华 829 工程管道施工中，出现了由于甲供材料质量不合格而出现的返工现象。如某管件厂生产的 DN
11、300mm 三通共 90 件出现轴向开裂、DN50mm 三通共 186 件在施工中出现裂纹、某公司生产的 DN80 管材共 552.3m 出现内表面裂纹等缺陷，这些不合格材料严格按照不合格品处理程序进行了更换，避免了不合格材料流入装置的运行中。 四、对方法的质量控制 采用“管道工厂化预制、现场组装”的组织管理模式 在神华 829 工程中，利用全封闭式预制厂房进行管道集中预制，克服了冬季施工瓶颈。通过预制、检验、出厂的流水线质量控制，保证了出厂管段 100%合格。工艺管道安装采用分单元、分系统集中安装，为下道工序创造了有利条件，提高了人员、机具、材料的有效利用率，降低了质量控制的风险。 “三化”
12、技术应用 通过“三化”技术的应用，从“人、机、料、法、环”的优化中解放生产力，提高了施工工效，保证了质量。项目投入 2 台管道自动焊机，7极大提高了焊接效率，焊接一次合格率达到了 99.7%，减少了手工焊出现焊接缺陷的机率。采用电动液压扳手紧固螺栓，降低了人工作业强度，保证了法兰联接密封质量。通过阀组、分汽缸的模块化组装，减少了散件组装带来的质量控制难度。 首件样板管理 首件样板在管段施工中起到指导作用，把抽象的设计要求和繁复的质量标准等具体化和实物化，供施工人员参考。实施首件质量样板引路管理，提高质量控制效果。通过质量样板工程的策划、实施、评审、奖励，对工艺管道安装工程的重复性多、技术难点突
13、出、关键质量控制工序进行指引，避免了大量返工，实现质量控制的有效性。 严格焊接过程控制 施工前针对各类焊接接头编制焊接工艺卡，施焊中严格按照工艺卡参数进行，推行“卡片式”质量控制。将管道焊材选用一览表制作成小卡片，每名焊工必须佩戴该卡片。焊工凭技术员、焊接工程师签发的焊材领用卡领取焊材。规范焊条保温筒的正确使用，对于不合格焊条桶严禁烘焙员发放焊条，严禁不同材质的焊条混装。由于复合钢管径小焊接时采用外坡口，焊前严格控制焊接错边量、组对间隙，质检员在正式施焊前对每道焊口进行组对几何尺寸偏差复测并标识，合格后方可正式焊接，施焊过程中对于复合层打底、过渡层填充厚度进行监控，经过实测实量后方可进行基层的
14、焊接，以保证过渡层焊缝的 Cr-Ni 含量满足耐腐蚀性。对大口径管焊接，采用两人分两个半圆同时施焊，对于长焊缝采用分段退步焊，以控制焊接变形。 8加强热处理工艺纪律 在 A335 P91 焊接时，焊缝预热采用电加热方式，在焊缝部位用电子点温计进行测量。施焊过程中随时对层间温度进行检测，焊后热处理时，热电偶安装在靠近焊缝边缘，管材与热电偶端部接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽，热电偶安装采用细铁丝捆扎，端部紧贴焊缝。为提高测温的准确度，在热电偶与加热器之间垫小块保温玻璃布以进行隔离。热处理过程中，质检员随时进行检查，检查热处理操作是否符合热处理工艺要求，热处理曲线是否清晰、准确。 细节决定成败 方
15、法要体现细节。在环槽面管法兰及八角垫安装中，由于法兰密封面及垫片清理不彻底、保护不到位、检查监督不及时，往往在试压、气密、投料运行阶段出现质量问题，返工成本高。过程中设立专人进行专项管理，通过建立八角垫管理台账，细化操作过程的工序分解逐一进行签字确认。法兰密封面在使用中采用 4 孔铁线绑扎进行硬保护，防止法兰密封面损伤。针对大小 PSA 单元的工艺特殊性，在管道预制前对管道内壁进行喷砂除锈作业，以保证管道内洁。要通过专项的管理措施规范作业流程、检查确认程序，保证施工质量的符合性。 不断完善检测手段 针对 A335 P91 材料的裂纹敏感性，及时向监理、业主提出了 4 个100%的检测手段，即每
16、道焊口 RT、PT、UT 和硬度检测 100%。由于业主气源压力及管线较长等原因，在大口径管线吹扫后进行了管道内洁内窥镜检测复查，确保万无一失。 9以试压包管理促管道收尾质量控制 通过试压包现场实体、资料的综合检查，明确质量尾项，加快收尾进度，坚守管道试压前最后一道质量控制防线。 五、对环境条件的质量控制 焊接环境控制 施焊环境要有适宜的温度和湿度才能保证焊缝获得良好的外观成形与内在质量,其机械性能与金相组织方可符合要求。由于内蒙地区风沙大、冬季严寒，通过及时收听天气预报，现场悬挂温度计、湿度计、风速表进行测量，提前做好预防。合理安排室内外作业内容，在大风及雨雪天气要减少露天作业，采取搭设防风
17、、防雨棚，棚内放置加热器提高环境温度。 施工环境控制 统筹规划施工总平面布置，加强现场文明施工检查。作业区域、机具摆放区、材料库区合理布置。施工现场三气分棚存放，施工用三线按要求走向进行布线，严禁私拉乱接。合理安排作业时间和施工任务，改善劳动条件，避免在高温、严寒条件下长时间作业，高温时采取防暑降温措施，天气严寒时做好个人的劳动防护措施。恶劣天气下严禁安排进行高空作业，避免人的不规范质量行为发生。做好施工现场的防尘、防噪控制措施，杜绝作业人员心理烦躁、情绪不稳，合理安排职工休息，营造良好的施工环境以确保工程质量。加强现场文明施工管理，做到“工完料净场地清” ，及时清理现场垃圾、施工废料，创造文明整洁的现场环境。 10结束语 通过以上五个方面的质量控制， “人、机、料、法、环”这五因素是相辅相成、相互协调的统一体，缺一不可，要齐头并进，按“水桶理论”分析矛盾，这五块木板最短的一块就是盛水的高度，也就决定了工艺管道施工质量的瓶颈。通过这五因素控制，要发现主要原因，解决主要矛盾，采取改进措施，及时纠正，从而保证施工质量目标的顺利实现。时至今日神华 829 工程运行正常，积累了良好的质量控制实例。
