极寒条件下长输油气管道工程质量管理要点

武文辉，解清宜

石油天然气工程质量监督总站，河北廊坊 065000

极寒条件下长输油气管道工程质量管理要点

武文辉，解清宜

石油天然气工程质量监督总站，河北廊坊 065000

极寒条件下油气管道工程施工往往面临着工期紧、任务重、对工程质量要求高、影响工程质量的因素多等实际困难，保证工程建设质量的难度极大，这对工程质量管理工作提出了更高的要求。首先基于工程质量监督管理工作经验，针对极寒条件下长输油气管道工程存在的质量问题，分析各方责任主体的原因，并提出应对措施；而后重点从施工准备、管沟开挖和回填、管道组对和焊接、管道防腐补口和补伤等施工各个阶段，较为详细地阐述了工程质量管理的要点。

极寒气候条件；长输油气管道；工程质量；管理要点

长输油气管道工程一般具有线路距离长、输送压力高、管道口径大、所经路由地形复杂、自然环境条件恶劣等特点[1]，我国东北地区的长输油气管道工程就面临着极寒气候条件对工程质量的考验。以中俄原油管道工程为例，其途经的黑龙江省漠河县、塔河县、新林区是全国气温最低的县区，其中漠河县年平均气温-4℃，平均无霜期76～100 d，最低极端气温-52.3℃；塔河县年平均气温-2.4℃，平均无霜期98 d，最低极端气温-45.8℃；新林区年平均气温-3℃，平均无霜期80 d，最低极端气温-46.9℃。并且部分地段因不规则永冻土、沼泽和建设工期等原因必须冬季施工作业。

极寒条件下油气管道工程往往面临着工期紧、任务重、对工程质量要求高、影响工程质量的因素多等实际困难，保证工程建设质量的难度极大，对工程质量管理工作也提出了更高的要求。以下基于工程质量监督管理工作经验，针对极寒条件下长输油气管道工程存在的质量问题，分析各方责任主体的原因，提出应对措施和工程质量管理重点的建议。

1 存在的主要质量问题

笔者依据对四条油气长输管道工程检查出的质量问题数据，分别从管道项目、实体质量和质量行为、冬季和非冬季施工等不同角度，对质量问题数量进行了统计和对比，见表1和图1。

从表1和图1可以看出，冬季施工期间质量问题总数、各类质量问题较非冬季施工均有所上升。冬季施工质量问题总数比非冬季施工质量问题总数多出44%；冬季施工期间焊接施工和防腐补口、补伤施工质量问题较多，分别占冬季施工问题总数的16%和17%；冬季施工期间施工单位质量行为问题数量最多，占冬季施工问题总数的29%。以下介绍冬季施工期间几个典型的质量问题。

（1）某长输原油管道工程某保温防风棚外罩单层帆布比较单薄且密封性差，保温效果差，导致保温防风棚内焊接环境温度达不到焊接工艺规程的要求。

表1 四条油气长输管道工程质量问题统计

图1 四条管道项目非冬季与冬季施工质量问题数量对比

（2）某长输原油管道工程线路某焊口，在第一层填充焊接过程中层间温度现场实测值为-15.9℃，不符合焊接工艺规程不低于60℃的要求。

（3）某长输天然气管道保温被老旧且长度不够，数量不足，某焊口填充焊接完成后将焊口直接裸露，未按冬季施工要求加保温被缓冷。

（4）某长输原油管道工程，管道与坚硬冻土管埻之间未加设草垫等柔性措施保护防腐层。

（5）某长输原油管道工程防腐保温管补口未采用防风保温棚，在极寒气候条件下露天施工；保温被长度不能完全覆盖补口热收缩带，不能达到有效的缓冷效果。

（6）某长输原油管道工程在管沟沟底冰块未清除的情况下实施了管道下沟作业。

2 应对措施

（1）编制冬季施工专项方案并严格审批。EPC总承包商及施工承包商应结合项目的实际情况，借鉴以往工程的质量管理经验，对极寒条件下长输原油管道工程的各工序，详细地编制冬季施工方案，有针对性地采取应对措施。工程项目建设单位和监理单位要严格审批冬季施工方案。施工承包商要按照冬季施工方案的规定，及时准备好相关机具、设施、材料。

（2）施工承包商要严格按照冬季施工方案的规定，在工程施工中保证各项措施落到实处。工程项目建设单位、监理单位、EPC总承包单位要适时组织冬季施工质量专项检查，组织对有关人员的质量计划和冬季施工方案的宣贯培训，督促极寒条件下长输原油管道工程冬季施工措施到位。

（3）监理单位要充分发挥现场监理人员巡视检查、旁站监理的作用，加大对极寒条件下长输原油管道工程冬季施工措施的监理力度，加强施工质量验收工作，切实保证冬季施工质量。

3 工程质量管理要点

3.1 施工准备阶段

（1）做好施工承包商现场作业人员的质量交底和培训工作，对经过审批的质量计划和冬季施工方案，进行详细交底和宣贯培训。同时按照冬季施工方案的要求，准备好相关机具、设施、材料。

（2）在管材运输、装卸、布管过程中，要对所有吊具、捆扎用具、车辆底部与管道接触部位等增加胶皮胶垫，采取加装防滑链等相应措施，要选用低温钢吊具；在坚硬冻冰冻土地段，要在地面铺设橡胶板、苯板或草垫等措施后再进行装卸、布管作业，防止损坏损伤防腐层。

3.2 管沟开挖、回填阶段

（1）在极寒气候条件下，对坚硬的冻土层或石方地段可采用爆破施工方法开挖管沟[2]。管沟开挖施工要结合实际情况编制专项施工方案，制订质量保证措施，保证管沟开挖质量。

（2）管道下沟前要将管沟内的积雪、冰块等清理干净，防止管道下沟过程中损伤防腐保温层。

（3）在管道回填之前冻土要粉碎至粒径符合要求后，方可作为管道底部和管顶回填细土使用。回填土中不得含有冰雪或冻结的腐殖土等。管沟回填时要分层夯实，减少回填土体的融化下沉量。对于高含冰量多年冻土区管沟回填，存在着来年暖季的融化下沉问题，要在冻土第二年暖季融化后进行融沉恢复。

（4）管道下沟环境温度不宜低于-30℃。

3.3 管道组对、焊接阶段

（1）在管道组对施工时，首先对钢管管端内外壁进行除湿，除掉管端内外残留的冰、雪、霜，使管壁上的湿气完全蒸发。管口组对应采用中频加热对管口进行预热，预热温度应在焊接工艺规程要求的基础上适当增加20～30℃。

（2）在极寒条件下，管道焊接作业要在防风保温棚内进行[3]。防风保温棚壁宜采用复合保温板材，外壁覆盖保温被或帆布层，棚底部要铺设隔热板以防止棚内热量向地面散失，同时棚内要采用电暖气、浴霸等加温措施进行加热，棚内温度要达到规定要求后方可作业。

（3）管端预热温度达到后要立即进行根焊，根焊时要注意管端的封堵，防止管内穿堂风影响焊接质量。焊接过程中，可在焊口两侧管端采取电加热带持续加温，保证焊接层间温度和管端温度，防止在极寒低温气候条件下，温度降低过快，层间温度应在焊接工艺规程要求的基础上适当增加20～30℃。焊接过程中，要严格落实质量三检制，质量检查人员、作业施工人员要及时检查预热温度和层间温度情况，确保温度控制符合要求，保证焊接质量。

（4）作业施工机组应当日及时完成整道焊口的焊接，遇到特殊情况不能完成整道焊口时，一般应至少完成三层焊道，且焊道厚度不小于管道壁厚1/2，其后继续焊接前，要先对焊道两侧不少于300 mm的范围均匀加热，在除掉管内外冰雪、霜冻、水汽后，再将整道焊口均匀加热到规定温度，方可作业。

（5）盖面焊接完成后，要在焊道上包裹保温被，减缓焊道的冷却速度。保温被的厚度、材料、规格宜先进行测试试验，合格后才可使用。施工现场保温被宜放置在防风保温棚或暖房内，以保证保温被使用时，温度能够达到焊接工艺规程和冬季施工方案的要求，有条件的可对保温被进行烘烤加温。

（6）焊道返修也要按照前述要求，采取极寒条件下焊接施工质量措施，保证返修施工质量。

（7）在极寒气候条件下，当采取各种措施都无法达到焊接施工所需的环境条件时，应立即停止焊接施工作业。

3.4 管道防腐补口、补伤阶段

（1）管道防腐补口、补伤材料要按照有关要求存放在库房内。现场施工时，在运输过程中和现场存放过程中，要注意存放温度满足材料的脆化温度性能指标，使用时要随用随取。

（2）极寒条件下，3PE防腐补口应尽量采用机械化作业，保证管口预热、喷砂除锈、底漆涂刷、热收缩袋安装质量。不具备采取机械化防腐补口作业条件的，防腐补口施工宜在保温防风棚内进行，保温防风棚的质量要求可参见3.3节焊接作业要求。

（3）防腐补口作业完成后，管口要及时用保温被包裹，以减缓防腐补口热收缩带的冷却速度。保温被的厚度、材料、规格宜在试验测试合格后选定。施工现场保温被使用可参见3.3节焊接作业要求。

（4）极寒气候条件下，防腐补伤要注意保证补伤处的施工温度，防腐补伤尽量在保温防风棚内进行。

4 结束语

通过中俄原油管道工程（漠河-大庆段）、中俄原油管道二线、陕京四线输气管道、中俄天然气东线管道工程试验段等长输油气管道工程的建设，各参建单位吸取工程质量管理的经验教训，不断完善冬季施工方案，及时采取冬季施工有效措施，积累了极寒气候条件下长输油气管道工程施工质量管理经验，为保证施工质量，编制和完善极寒条件下长输油气管道施工质量计划、冬季施工方案打下了良好的基础，对即将全面建设的中俄天然气东线（北段）输气管道工程施工质量管理具有一定的借鉴意义。

[1]张斌，钱成文，王玉梅，等.国内外高钢级管线钢的发展及应用[J].石油工程建设，2012，38（1）：1-4.

[2]冯大永.永冻土、季节性冻土、冻土沼泽地段长输管道大开挖施工[J].石油工程建设，2012，38（6）：93-95.

[3]张存华，张海力，张明瑾，等.X70钢管道冬季焊接和防腐的技术措施[J].石油工程建设，2009，35（S2）：110-112.

Key points of quality management of long distance oil and gas pipeline engineering under extremely cold weather condition

WU Wenhui，XIE Qingyi
GeneralAdministration of Quality Supervision of Petroleum&NaturalGas Projects，Langfang 065000，China

Oiland gas pipeline engineering construction under extremely cold weather condition often faces many difficulties such as time limit for the project，heavy task， high quality requirement and many other factors affecting engineering quality.Based on the experience from practical engineering quality supervision and management，and aimed at existing problems in long distance oil and gas pipeline engineering under extremely cold weather condition，the reasons from the liability subjects are analyzed and corresponding measures are put forward.Then，key points of engineering quality management are discussed in detail with respects to construction preparation，trench excavation and refilling，pipeline aligning，welding，field joint coating and repair for anticorrosion.

extremely cold weather condition；long distance oil and gas pipelines；engineering quality；key points of management

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.06.022

武文辉（1976-），男，山东宁津人，高级工程师，1998年毕业于中国石油大学（华东）热能工程专业，现主要从事石油天然气工程质量监督业务管理工作。Email：wu_wenhui@126.com

2017-06-21