海洋石油生产平台建造中的管道施工质量管理

王玉堂，邹方政，王玉春，尹清锋，廉志平，何善杰(海洋石油工程(青岛)有限公司，山东 青岛 266555)

1 海洋石油生产平台建造的相应内容研究

随着经济的快速发展，对能源的需求呈现出多样性，但是对油汽资源的需求一直没有降低。随着国家对海洋油汽资源开发技术的不断提高，更进一步加快了对海洋的开发步伐。从海洋中获取油汽资源，可以减少对陆地环境的破坏，保护陆地资源，这也顺应当下国家对环保提出的要求。目前来看，利用海洋石油生产平台开采近海中的油汽资源是应用最多的方法。结合化工行业的基本情况，可以发现，海洋石油生产平台也是满足化工行业生产的基础，可以为化工行业提供生产原料，从而满足国民生产、生活的需求[1]。

综上所述，为了满足海洋石油生产平台建造时的管道施工质量，做好相关的质量管理对海洋石油生产平台在油气资源的开发具有十分重要的意义。

2 管道的常用材质

海洋石油生产平台中常用的管道材质主要类型有：碳钢、低温碳钢、碳钢(镀锌)、铜镍、玻璃钢、高强钢、双相不锈钢、超级双相不锈钢、钛合金、不锈钢、625合金钢、镍合金。

3 海洋石油生产平台的管道施工质量依据

对每一座平台及其配备的设施，由于承担的功能和工艺要求各不相同，其管道的规格、材质、壁厚、压力级别均有差异，通过设计图纸、技术规格书、标准规范、检验的范围、NDT抽检比例、检验方法的了解，掌握管道的型式特点以及管道工作的具体要求，对管道质量管理工作有重要的指导作用[2]。

4 管道施工的流程及质量管理的要求

4.1 管道施工的流程

管道的施工，需要以相应设计为基础，根据设计的基本情况，确认管道施工的相应要求，之后进行施工时，需要遵循如图1所示的相应原则。

图1 管线施工流程

4.2 质量管理的要求

4.2.1 验货

验货主要有管材和管件，管件包括法兰、三通、弯头、阀门等，检验时应注意以下四点[3]：

(1)管线材或管件外观有无破损。(2)管件上的标牌、钢印是否清晰且与合格证上一致。(3)检查货物合格证，并存档备查。(4)适当抽检材料的尺寸是否达到标准要求。

4.2.2 材质确认

管材出库须经过材质确认后方可使用。应重点检查管材上的标牌、钢印、喷涂标记等标志是否清晰且与证书一致，材料才能使用。

4.2.3 材质追踪

应重点检查管材上的标牌、钢印、喷涂标记等标志是否清晰且与证书一致，若管材上无标志或标志不清，对管材支架护板或其他附件如需进行材料跟踪时，在材料下料过程中应重点检查材料标识转移工作，标识转移包括尺寸、炉批号、材质等主要信息。

4.2.4 施工要求

(1)对照图纸检查管件的尺寸、方向、压力等级参数是否与图纸一致。(2)组对坡口表面不能有油污、毛刺、缺口。(3)用焊缝检测尺测量根部间隙、角度、焊接对中偏差，一般要求如下：①根部间隙应满足如下要求：(a)对接接头，当管材壁厚大于等于4.5 mm时：约为3 mm；(b)当管材壁厚小于4.5 mm时，1.5 mm (误差：+1.5 mm，-0 mm)；(c)于承插焊接头，公母原件的轴间隙，最大应为3 mm，最小为1.5 mm。②坡口角度60°。③焊接对中偏差不能超过1.5 mm。

4.2.5 焊缝间距

(1)相邻焊接管的纵焊缝应该相互错开并与开孔和外部部件错开，相邻焊接管的纵焊缝应该至少错开75 mm或管线的5倍壁厚取最大值；(2)管线相邻的两个环焊缝之间最小间距应大于管壁厚的5倍(焊趾到焊趾)；(3)管件的焊缝与其他焊缝之间的最小距离应大于管壁厚的5倍或50 mm(焊趾到焊趾)，两者取大值[4]。

4.2.6 接头的点焊

(1)点焊的厚度为3.2～4.8 mm和长度为12.5 mm和25.4 mm，点焊的最小数量为3个点；(2)管道直径小于等于101.6 mm，最少三个等距的点焊；(3)管道直径大于101.6 mm，最少四个等距的点焊。

4.2.7 法兰预制公差要求

(1)最大允许公差为±3 mm，流量计出口为±1.5 mm；(2)长度方向最大允许公差±3 mm；(3)分支的最大公差±3 mm；(4)法兰螺栓孔的最大允许公差为±1.5 mm；(5)法兰面的倾斜公差为1/4或3 mm；(6)最大允许角度公差为±1°。

5 管道连接方式

海洋石油生产平台常用管道连接方式常见主要有：焊接连接、螺纹连接、粘接连接、法兰连接、热熔连接、钎焊连接等。焊接连接主要应用于金属管。

5.1 焊接连接焊接要求

(1)表面不能有油污、毛刺。(2)焊道须平滑，无咬边，内凹等缺陷(3)单道焊缝宽度不能超过10 mm，氩弧焊收弧处必须打磨，错皮处应有平滑过渡。

5.2 焊接连接的焊接控制

焊工必须按照焊接工程师批准的焊接工艺规程(WPS)施工，质量工程师审核焊工的资格。焊工应具备读懂WPS并按照不同材质选用不同焊接工艺的专业技能。焊接工程师应评定多个焊接工艺规程，以备不同材质的管材焊接时选用。管工在下料和制备管端接头形式时、焊工焊接时必须严格执行WPS的要求。

(1)永久性点焊必须满足本工艺的所有技术要求。严禁在坡口外的区域随意起弧。计划将点焊缝熔入根焊缝时，必须将边缘打磨平滑，以便于焊缝衔接。(2)背部保护气应从根部焊道一直保持到至少第二层焊缝结束，或者熔敷6 mm的焊缝厚度，取两者中的较厚者。(3)钨极氩弧焊的最大焊道宽度为所使用的气嘴内径12 mm，取较小值。气保焊的最大焊道宽度为所使用的气嘴内径15 mm，取较小值。(4)热输入=0.06×电压值(V)×电流值(A)÷速度(mm/min)。对141，系数K=0.6；对136，系数K=0.8。

5.3 螺纹连接

主要应用于管端需要加工成丝扣的金属管。

海洋石油生产平台的管道在实际的施工过程中，有一部分管线为了便于施工和以后方便维修，且管线内部介质压力不高，于是就采取了螺纹连接的方式。螺纹管材在加工或吊装过程中应特别注意镀锌层的保护。为了获取较好的螺纹面，可以使用套丝机或相应工具进行套丝作业，从而保证套丝的效果，螺纹表面应光滑并涂上专用润滑油。管材上螺纹加工长度应满足装配，所有螺纹面应修整干净，不允许有毛刺或剥落物且符合ASME B1.20.1。在连接前，管螺纹应彻底清洁切削面的毛刺、灰尘、油污、及其他杂物。可以使用PTFE胶带以保证密封。但是在仪表/供用气系统中，应使用螺纹密封胶。螺纹管不允许进行密封焊。

5.4 粘接连接

粘接连接主要应用于玻璃钢管。玻璃钢管在海洋石油生产平台的管道施工过程中，能满足耐腐蚀，减轻平台自身的重量，具有便于施工、易于安装、维修方便等优点，因而被广泛应用。

5.4.1 承口和插口的打磨

(1)承口和插口粘接表面的砂纸打磨，均应在实际粘接后的2 h内完成；(2)打磨工序开始之前，必须使粘接面清洁和干燥；(3)正确打磨过的表面在继续打磨时不变颜色；(4)粘接表面必须沿着圆周方向均匀地打磨；(5)用干燥干净的粉尘刷将粘接表面清理干净。

5.4.2 承口和插口的组对

(1)两个管段之间的粘接处要标记上插深标记，管和管件之间的粘接处要标记上插深标记和水平对齐标记；(2)需在管子外表面做出标记，以便能检查插口相对于承口的最终位置；(3)玻璃钢管线对150 mm口径以下的管子，装配时插口最前端和承口最里端之间的空隙保持在30～35 mm之间，200 mm口径及以上的管，间距维持在20～25 mm；(4)在插口处画上插深线，可以检查插深长度；(5)在承口和插口处都画上水平对准线，可以检查方向，是否水平。

5.4.3 粘合剂(胶)的准备

(1)选择合适的型号和克数。确定粘接一道口所用的胶量；(2)粘合剂(胶)温度应符合相应文件要求；(3)混合完后立即涂抹粘合剂(胶)。

5.5 法兰连接

主要应用于管端需要法兰连接的管。

所谓的法兰连接，是在海洋石油生产平台上按照图纸把管段安放到指定的位置，再使两管段上的法兰，在不受任何外力的情况下保持自由对齐状态。之后再在两个法兰间放入规定的垫片，然后再给螺栓按照力矩要求施加扭矩，保证管道中的介质不在法兰处泄漏。为了让法兰连接更好地发挥其优势，可以进行法兰管理工作。法兰公差要求，法兰面平行度公差为0.8 mm，角度偏差为1.5 mm，旋转偏差为3 mm。

(1)检查接头面清洁，无破口、凹进部分及其他痕迹。要特别注意接头面上有没有径向痕迹；(2)需要小心地检验RTJ法兰上的沟槽；(3)检查要连接法兰盘的直线度，两片法兰不负载的状态下能否自由对中。

6 管道安装后的要求

(1)准备管道安装后检查文件：预制释放单、油漆释放单、单管清洁释放单、管支架释放单、热处理报告、试压包。

(2)管道安装后进行以下检查：管道图纸版次、坡度、焊口焊接是否完成、法兰对中、垫片规格、螺栓/螺母等级、螺栓长度、螺栓两端垫圈(如有要求)、法兰跨接线、阀门型号、阀门识别码、阀门手柄朝向、阀门流向及有要求流向的管件、“8”字盲板和工艺流程图一致、支架和管鞋安装位置和型号正确。

(3)管线试压前检查：试压前应对压力表、记录仪进行确认，以保证其在检定的有效期内，并检查压力表的安装位置，一般情况下，最高和最低点各放一块压力表，压力升至预定试压压力按试压图确定保压时间，压力不下降。同时确认试压介质是否正确，是水还是气，并对焊口及法兰阀门处检查是否渗漏。同时应记录压力表、压力记录仪的编号，现场水(奥氏体不锈钢管线，水中氯离子的含量不能超过30 mg/L)，空气温度。

(4)试压前后的清洁干燥：试压前后都应对管道进行清洁干燥，以清除管道中残存的杂物。试压后水冲洗至没有污物流出(奥氏体不锈钢管线，水中氯离子的含量不能超过30 mg/L)，再用高压空气进行吹扫。为达到预期的清洁要求，需要准备容积及压力合适的储气罐，使其达到特定的出气速率。吹扫速率不能低于30 m/s到60 m/s；当吹扫大体积长距离管线系统时，吹扫压力应逐级增加(如：0.5、1.0、1.5 kg等)；吹扫清洁前，必须移除或不安装所有的限流孔板、流量计、涡流计、止回阀、测温孔、取样孔等。吹扫完成后对开口进行封堵。

(5)恢复检查

在试压束后，应进行管道恢复工作检查，具体内容如下：临时工装等被拆除、8字盲板开关状与工艺流程图一致、截止阀、止回阀、控制阀等流向正确、安全阀带有正确的铭牌和设定的起跳压力、过滤器的流向正确、工艺孔被密封堵。

7 结语

本文结合实际情况对海洋石油生产平台建造中的管道安装质量控制进行研究，先分析海洋石油生产平台的基本情况，再对具体管道不同施工阶段的质量要求进行分析，确保管道在海洋石油生产平台服务质量，满足海洋石油生产平台的基本需求，推动海洋能源顺利健康发展。