燃气管道焊接与质量控制研究

GXF360 2017-06-20

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燃气管道焊接与质量控制研究

刘安敏

（山东电力建设第一工程公司，山东济南 250100）

摘要：燃气管道的焊接质量控制是燃气机组建设质量控制的重点，它不仅关系到燃气机组的运行安全，同时也影响到人们的生命财产安全。燃气管道焊接施工与质量控制是一项系统工程，要做好充分的事前、事中和事后防护机制。文章以燃气管道焊接质量为重点研究内容，从人员、材料、技术、检验等多个方面入手展开分析，并提出相应地建议。

关键词：燃气管道；焊接技术；质量控制；技术要点

天然气是一种高效、清洁、环保的能源，在国家经济发展、社会现代化建设和居民日常生活中发挥着重要的作用，尤其是随着我国燃气机组的不断增加，天然气的消费量也在急剧上升。鉴于天然气能源的特殊供应方式，管道系统的安全性、稳定性至关重要。我国将燃气管道列为特种装备行列，原因在于它的质量控制不仅影响到经济收益，同时也会造成人民群众生命财产的潜在威胁，特别需要在焊接质量控制方面加强重视。

1 燃气管道焊接质量控制概述

根据我国《城镇燃气输配工程施工及验收规范》的相关要求，燃气管道的有效性很大程度上取决于焊接工艺和质量控制，而现实中对燃气管道焊接质量影响的要素很多，如焊接人员、设备、材料、工艺、现场环境等，因此它是一个系统性工程，在施工过程中必须关注来源于各个方面的干扰要素，以及一些不可预知的突发性因素，如恶劣天气、地震等因素的影响。燃气管道按其布置方式可以分为地下和地上两种类型。其中地上燃气管道在焊接施工的过程中较容易开展，焊接技术人员便于开展各项准备工作和维护工作，相应地地下燃气管道焊接施工则较为麻烦，在有限的空间内不利于各项资源的供应。相应的，地上燃气管道和地下燃气管道在安全保障上也不同，地上燃气管道容易受到腐蚀、外界物理损伤等，在焊接要求方面更加严格，而地下燃气管道所接触的外界影响较少，在一定程度上具有良好的辅助保护机制。结合我国电力行业发展趋势来看，燃气发电机组将逐渐取代燃煤机组成为新一代的火电主力军，与此同时，燃气管道的焊接质量控制也将成为电站建设的质量控制重点，它不仅体现在施工过程中的质量控制，还应该包括焊接完成之后的观感、探伤、理化、力学、严密性等内容的检验。例如，焊缝的外观检验、焊缝无损探伤、焊接区域理化分析以及力学性能测试等。施工单位作为工程质量的第一责任主体，必须具有自我质量检验的责任，同时为了更好地提高燃气管道焊接质量，还应该引入第三方监督部门，充分发挥监理职能。例如可以从外观检查和无损检查两个层面展开，必要的时候（特别是一些大型燃机工程）引进专业地第三方测试机构，联合建设方、设计方、施工方和监理方等责任主体进行综合检验。

2 燃气管道焊接质量的控制要点

2.1 焊接技术人员

燃气管道焊接技术人员是所有质量控制要点中唯一具有“主观能动性”的要素，除了自身技术水平影响之外，技术人员的责任意识、安全意识、质量意识等综合素质也是影响燃气管道焊接质量的关键点。结合当前燃气管道焊接施工流程来说，主要的技术人员包括焊接责任师、焊工队伍、质检人员和探伤人员等。

（1）焊接责任师是整个燃气管道焊接质量的“掌舵人”，虽然他不会直接参与到焊接施工中，但却在施工管理层面发挥着不可替代的作用。其工作内容包括参与焊接工艺评定、选择焊接施工工艺、编制焊接作业指导书及工艺卡等，换句话说，焊接责任师控制着整个燃气管道焊接工程的“开展节奏”和“第一手资料”，其他的各方面人员都要听从焊接责任师的指挥。例如，对焊工提出焊接工艺的具体要求，为质量检验人员提供质量参考标准，为探伤人员的工作作出评价和要求等。一般来说，能够担任焊接责任师的人员必须具备丰富的焊接实操经验、理论知识和管理能力，属于典型的综合性人才。

（2）焊工是主要的焊接施工执行者，他们技术的掌握和质量责任心直接关系到燃气管道的最终安全性、可靠性，因此在焊工资质方面必须有严格的要求。参加施焊的焊工必须按照《特种设备焊接操作人员考核细则》TSG Z6002-2010的具体要求进行考试，并取得相应项目的合格证。同时应经过健康查体合格，身体状况适合现场安全技术施工要求，接受安全监察部门组织的安全技术培训并考试合格。同时还应具有一定的施工经验，具有简单的危险辨识能力和强烈自我保护意识。

（3）质量检验和探伤人员。通常情况下，采取直接观察焊缝的方式并不能了解燃气管道的内部质量。质量检验员和探伤人员需要利用一系列的技术手段进行评价，并严格按照国家制定的焊缝质量标准给出评价结果。对于此类人员的要求是实事求是、秉公执法，必须有较强的责任心和职业道德。

2.2 焊接工艺控制

所谓“焊接工艺”并不仅仅包括焊接参数的选择，还包括焊接工艺文件的汇编等内容，这些实际的管理内容在电站燃气管道的建设中是十分必要的，甚至是市政管理的重要文献。一般来说，焊接工艺控制都是由技术人员来完成的，如焊接实验、工艺评定、指导和改进措施等方面，特别是对于一些新材料、新技术的使用中，必须经过工艺评定才能决定是否投入使用，而不能单纯地以经验来判断。值得一提的是，焊接工艺文件本质上是燃气管道焊接施工的“总纲领”，现场所有的工作都必须严格按工艺文件的要求去做。焊接作业人员和管理人员都必须充分掌握工艺文件的要求，以便在焊接施工过程中严格执行。

2.3 焊接材料要求

焊接材料对燃气管道焊接质量的作用是不言而喻的，材料是构成燃气管网现实功能的基本要素，如果焊接材料出现问题（如质量缺陷），那么必然会引起燃气管网整体上的质量问题。结合现实施工来说，焊接材料中影响最大的就是焊丝和焊条，因为这两项内容是直接进入焊缝的材料，所以在选择上必须与燃气管网本身的材质相匹配，在采购过程中严格地控制入库质量，无合格证及材质证明书、焊材受损受潮严重、焊材过期等不符合规定的焊材不得入库；同时在进入管理阶段以后，要对焊材的保管、烘培、发放及回收等各个环节进行严格地控制。例如：库内焊材分类、分批号存放，挂牌标识，标识内容完整，字迹清晰。焊条应放在台架上，台架离地面高度不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm。焊材库内有除湿、加热、烘烤装置，保持室内温度不低于5℃，相对湿度小于60%。焊条烘焙严格执行焊条烘培管理制度及操作规范，各项烘焙记录填写及时、完整、规范。焊材发放与回收严格执行焊材发放与回收管理制度，各项记录填写及时、完整、规范等等。

2.4 焊接质量检验

相对而言，焊接质量检验的“系统性”更加突出，它可以划分为前中后三个阶段。

首先，焊前质量检验的内容，主要是原材料要求、施工现场清理情况、组对质量、坡口清理、管材清洁、焊前预热等内容。其中材料的检查可以结合材料质量控制展开，侧重焊接施工现场和管材的提前处理工作。其次，焊中质量检验，主要包括焊接过程工艺控制、层间温度监测、层间焊接质量检查、焊缝层数、焊道宽度等质量检测。焊中质量检验至关重要，它的有效性将更直接决定后期的成本控制，一旦出现重大的质量控制失策行为，必然在后期的维护施工中造成经济损失，同时也延误工期。再次，焊后质量检验，主要包括外观检验和无损检验两类。外观检验就是通过观感检验的方式，对焊缝位置进行必要的清理，检查外观质量，发现缺陷及时进行打磨和修补。焊工自检合格后认真填写《焊缝表面质量（观感）检查记录表》，交质检员验收。而无损检测则是强调不对焊缝区域做过度处理的情况下，实现对焊缝近表面及内部质量的检查控制，例如射线检测、超声波检测、渗透检测、磁粉检测、涡流检测等。