化工工艺管道安装质量控制和技术管理

袁峥嵘(安徽华东化工医药工程有限责任公司，安徽 合肥 230081)

0 引言

化工产品与人们的生产、生活有着紧密的联系，在为人们的衣食住行提供支持的同时，改变着人们的生活方式。化工产品的生产，使用的原材料多数是易燃、易爆、有毒或有腐蚀性的物质，而且这些原材料多数是在高温、高压(负压)工况的条件下运行。这些危险因素和苛刻条件的存在，使得化工企业在生产过程中，保证化工装置的安全性显得尤为重要。而在化工企业前期的建设过程中，管道安装是主体专业，其安装对装置的总投资、装置风格、外观、操作、检修和安全均有重要的影响。因此，进一步强化安装质量控制和管理，以达到安全、长期、高效、稳定的运行就显得尤其重要。另外，管道还存在种类多、材料品种复杂的情况，大大加剧了在焊接、无损检测、试压试漏、防腐、绝热施工等工作中的难度性，且这些工作都有着自身的特殊要求，对此，必须予以充分的重视。这就对从事管道安装和技术管理的人员提出了更高层次的要求和标准，既要有专业理论知识，也要有丰富的实践经验，从而才能更好地保障实际的质量和效率。本文结合工作实际，探讨了化工工艺管道安装质量控制和技术管理问题。

1 管道安装前期条件

在化工企业的建设过程中，管道的安装必须具备以下条件：(1)建设项目行政手续合法、齐全；(2)包括施工图说明、管道数据表、管道布置图、管道轴测图、管架表、弹簧支吊架表、管道安装材料表、管道综合材料表等工艺管道施工图由符合资质条件的设计单位设计完成；(3)施工现场人员生活、道路运输、仓储条件及水、电、气等公用工程条件满足施工需要；(4)建构筑物主体工程结束，设备已就位并固定；(5)施工组织健全，人员配备齐全、充足。尤其是焊接、无损检测及吊装等特种作业人员要持有在有效期内的合格特种作业证[1]。

2 管道安装组织管理

众所周知，管道管材种类复杂繁琐，由于实际的生产期间存在着操作压力、温度以及介质腐蚀性的区别，为保证生产安全，所使用的管材也要根据实际情况决定。管材种类主要有碳钢、不锈耐酸钢、合金钢等金属与非金属材质，与管材相应的管件和阀门类型众多，在实际管道安装环节需加强组织管理工作。与此同时，管道安装组织管理就是根据工程量、工程技术难度、对工期的要求及建设单位的相关要求，合理调配安装项目负责人、技术人员、质量控制人员及各工种作业人员，以保证按工期要求，保质保量的完成化工工艺管道安装工作。此外，提前确定管道安装施工方案，在项目施工前根据现场实际情况规划设计安装方案，通过现有的资源综合分析，尽可能以最快的速度完工[2]。比如人力方面，结合施工工序复杂性，对施工工种、人力设备等情况，提前安排管道材料，防止施工时因此耽误施工进程。最后还需确认现场施工设备，确保设备可以安全投入施工，以此为前提通过合理的安排提高管道施工效率，缩减管道施工成本[3]。

3 管道安装质量的影响因素

管道系统是指用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或截止流体流动的管道组成件总成，是指用于连接或装配成压力密封的管道系统机械元件，包括管子、管件(管道组成件的一个类别，通常包括弯头、三通、异径管、管帽、翻边短节和活接头等)、法兰、垫片、紧固件、阀门、安全保护设施以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器、管路中的仪表(如孔板) 和分离器等。

除管道组成件外，还包括管道支承件。管道支承件是将管道荷载，包括管道的自重、输送流体的重量、由于操作压力和温差所造成的荷载以及振动、风力、地震、雪载、冲击和位移应变引起的荷载等传递到管架结构上去的元件。它分为固定件和结构附件两类：

(1) 固定件(fixture)：包括悬挂式固定件、如吊杆、弹簧吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨和固定架，以及承载式固定件，如鞍座、底座、滚柱、托座和滑动支座等；

(2)结构附件(structural attachments)：指用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管道上的元件，如：吊耳、管吊、卡环、管夹、U 形夹和夹板等[4]。

这些组成件及管道支承件种类较多。而且制造这些管道组成件及管道支承件所用的材料有铸铁、结构用碳素钢、优质碳素钢、耐腐蚀不锈钢、耐高温不锈钢、低温碳钢和低温镍钢、合金钢、钛、镍、铝材、玻璃、陶瓷及工程塑料等也多种多样。要把这些多种多样的材料制造的管道组成件及管道支承件通过螺纹、焊接、法兰组对、冷热加工、热熔或粘连的方法与各种设备组成满足易燃、易爆、有毒或有腐蚀性的物质在高温、低温、高压、负压工况的条件下安全、平稳、经济运行的系统，期间面临的不利因素是较多的。具体可以概括为如下方面：

(1)安装的管道组成件和管道支承件的材料是否满足工作条件；

(2)选用的管道组成件和管道支承件的种类是否正确；

(3)与动设备、有沉降设备连接或在高低温应力、大跨度及疲劳工况下运行的管道系统的刚度、柔性、强度是否满足工作条件的要求；

(4)安装采用的加工方法及加工技术是否符合国家标准、技术规范的要求；

(5)制造完工的管道系统的无损检测、防腐蚀和绝热施工的质量控制问题。

4 管道安装质量影响因素的控制

上面分析了管道安装质量造成不利影响的因素。这就要求安装人员在作业过程中，要解决好这些问题，具体方法是：

(1) 要保证安装的管道组成件和管道支承件的材料满足工作条件的要求，主要有：安装前，项目负责人要组织技术人员对业主提供的工艺管道施工图要仔细复核，尤其对管道数据表中管道的分级是否正确、对GC1 级高危险性管道及其组成件的选材是否正确要认真复核，发现问题或存疑之处，要将情况及时反馈给建设单位，以便联系设计单位出具变更单或解答存疑之处，不能带着隐患施工。材料入场之前需要按照规定进行检查验收，同时按相应比例进行抽样检测，验收合格后将合格证与检测报告提交给监理人员，监理工程师对材料验收分析，严禁任何不符合要求的材料入场。

按变更后的管道安装材料表、管道综合材料表采购符合制造资质单位生产的产品，存入仓库并归类、登记造册、建档[5]。在保存期间，注意金属材料的防锈、防止碳钢与合金钢接触而造成合金钢的污染及焊接材料的保温防潮工作。

施工人员根据编制的施工任务单领取当天需要使用的材料，并经质量控制人员复核确认；施工人员领取当天需要使用的材料后，要妥善保管，不要与其他相似材料混淆。如果当天因故没有使用，要交回仓库保管，以免遗失、污染或与其他相似材料混淆。

(2)要保证选用的管道组成件和管道支承件的种类正确，必须按经复核、变更后的管道施工图领用。施工人员领取当天需要使用的管道组成件和管道支承件后，要妥善保管，不要与现场其他施工班组的相似材料混淆而造成安装事故。如果当天因故没有使用，要交回仓库保管，以免遗失、污染或与其他相似材料混淆。

(3)要保证与动设备、有沉降设备连接或在高低温应力、大跨度、及疲劳工况下运行的管道系统的刚度、柔性、强度满足工作条件的要求，施工前，技术人员要向施工班组进行技术交底，提醒施工班组注意这些有特殊要求的管道支撑的结构、选材、加工尺寸精度、间距等要严格按图施工。

(4) 要控制安装采用的加工方法及加工技术符合国家标准、技术规范的要求，主要是焊接加工方法及加工技术的控制，因为在实际的管道安装施工过程中，焊接的加工方法适用性宽，使用最广泛，而且技术要求严格[6]。它主要包括焊接工艺评定和焊接人员技能评定；编制焊接工艺规程；焊接材料的选用、验收、保管、标记识别等；焊接环境的控制；母材的冲击实验、切割、开坡口；坡口清理、组队后焊接和焊后热处理等工作。

这个过程需要注意的有：承压管道件的焊接均应采用经评定合格的焊接工艺并有合格的焊接人员施工。否则，经设计单位和业主同意，在施工单位掌握焊接材料性能、有同类材料施工经验和有其他单位相同材料的焊接工艺评定的情况下，可以采用对预焊接工艺规程进行技术评审的方式替代焊接工艺评定。管道焊接施工前，应根据焊接工艺评定报告编制焊接工艺规程，具体规定焊接方法及操作类型；焊接接头坡口的形式、尺寸和加工要求；焊接接头母材的标准号、型号、尺寸及相关要求；焊接材料的标准号、型号、牌号、规格和烘干要求；焊接位置及方向；预热及焊道间温度控制要求；焊后热处理要求，包括热处理温度、保温时间、升、降温速度、加热方式、测量和控制方式等内容；保护气的种类、成分、流量要求；焊接电特性及工艺参数等内容。

焊接材料要符合设计文件和相关标准要求；焊接材料要有质量证明文件并按要求控制保存的温湿度；焊接材料在切割及使用期间均要保持识别标记，杜绝错用。

焊接环境的控制，就是要保证施工环境中温度、湿度、风速、照明度等条件满足控制焊接质量的要求。

母材的冲击实验执行设计文件的要求；母材开坡口，碳钢和碳锰钢可以采用机械加工和火焰切割法制备坡口，切割后要采用机械加工或打磨法去除表面熔渣和影响焊接质量的表面层；低温钢和合金钢宜采用机械加工方法切割和制备坡口；不锈钢和有色金属宜采用专用砂轮片切割和制备坡口；设计文件或相关标准要求对坡口表面提出无损检测要求的，无损检测和缺陷处理要在施焊前完成。

坡口清理是指对焊接坡口和内外表面，应在焊接施工前去除油漆、油污、锈斑、熔渣、氧化皮及其他有害物质，以防止在焊接高温条件下，这些物质汽化的微粒渗入焊接结构中，破坏焊接接头的强度。组队主要是指对不等厚的焊接坡口采用规定的形式进行削薄后再焊接，以控制错边量，保证焊接强度。

焊接工序的质量控制，工程质量与企业发展密切相关，管道在安装期间所有工序都要对质量加以把控，这是整个流程的核心工序，需要对焊接的全过程加以把控。焊接之前需要熟悉焊接流程，掌握具体的操作规范，施工期间做好焊接顺序的标记，再将标记好的焊接顺序相互对应，防止管道混乱。一旦管道焊接错误，这将会直接影响工程施工进展，所以应加强质量检查与质量管理，在对管道进行热处理后，完成焊接，必须进一步加强对压力承受度和管道密闭性检测的分析，同时记录好检测数据，对整个焊接工序的施工过程进行监督，保证各方人员权益，且所有检测数据都能为其他工作的开展提供重要参考。焊接的具体操作是质量控制点，质量控制的关键是严格执行焊接工艺规程。作业过程中要考虑到焊缝的位置设置、补强圈的面积及与母材的贴合问题、焊角高度、对封闭管段及固定位焊缝的确定和焊缝的返修处理问题都要有预案或记录文件。

焊接前的预热和焊后热处理都要符合设计文件的要求，设计文件无要求的，要按照碳钢及碳锰钢，低、中、高合金钢，马氏体不锈钢，低温镍钢和高镍钢等材料类别按规范要求进行预热和焊后热处理。焊前的预热和焊后热处理温度应采用测温笔或热电偶等方法测量并记录。热处理后要测量焊缝及热影响区的硬度，有标准号的材料按规范要求的数值控制硬度值。否则，焊缝及热影响区的硬度值不得大于母材硬度值的1.25 倍。热处理后，如果又进行焊接返修、弯曲、成型加工的焊缝，要重新进行热处理。

螺纹加工主要是注意螺纹形式和螺距及其长度等方面内容。螺纹切削主要是使用特定刀具与磨具在管道工件上加工螺纹，常见的螺纹加工主要有螺纹切削、磨削加工螺纹等方法，不同螺纹加工使用的场景不同，比如管道外螺纹加工一般会用到套丝机，钢管与镀锌管外螺纹加工也需要使用好套丝机装置。

冷热弯管施工主要是加热温度和弯管不圆度、褶皱和加工减薄量的控制。

(5)制造完工的管道系统的防腐蚀、绝热工程和无损检测的质量控制主要考虑以下方面：防腐蚀的施工质量控制，主要是注意隐蔽工程的防腐蚀质量，因为隐蔽工程的防腐蚀质量出现问题后，修补工作量大而且不方便；另外要注意防腐蚀涂层间的相容问题及考虑阴极保护法对环境杂散电流的防护问题。

绝热工程的施工质量控制，主要是最外防护层选择翻边接口形式和顺雨水流向上位压下位搭接的位置问题。

无损检测因涉及放射线污染问题，一般委托专业公司施工。相关工作人员要做好放射线检测施工期间，无关人员撤离到安全区，以防人身安全事故；可能接触放射线的人员做好防护工作事项。

5 管道安装技术管理

从当前的实际现状来看，管道安装技术管理工作贯穿在安装前、安装期间和安装结束后3 个重要时期，必须予以充分的重视。

在安装前，技术管理工作内容包括3 个方面内容：一是搜集安装施工图集、安装技术规定、安装质量监管规定、安全作业规定的技术资料；二是根据工程量、工程技术难度、对工期的要求及建设单位的其他要求、合理调配各类人员情况，编制安装施工组织方案、技术施工方案、质量控制方案及安全、环保和卫生控制方案，以保证按工期要求，完善质量工作；三是复核业主或设计单位提供的各类施工图纸资料。根据复核结果，请设计单位补充缺失、遗漏的资料；变更不符合标准规范要求的内容，并将变更单存档及妥善保管；解答不明白或有疑问的问题。

在安装期间，技术管理工作内容包括3 个面内容：一是收集、建档、保管采购各种管件和施工材料的质量证明文件；二是将前期编制的安装施工组织方案、技术施工方案、质量控制方案及安全、环保和卫生控制方案向施工人员交底并监督执行；三是及时根据施工进度，记录施工技术资料，并整理、归类、建档、妥善保管。

安装结束后，技术管理工作内容是根据安装期间技术管理工作记录、整理、建档的施工技术资料，按行政监管和技术储备的目的，编制、填写各类文件、资料。

6 结语

本文从管道安装前期条件、安装组织管理、管道安装质量影响因素分析、以及质量影响因素的控制和安装技术管理5 个方面探讨了质量控制和技术管理的问题。可以看出，相关人员的专业性、管理能力、综合素养是至关重要的。

因为篇幅所限，主要探讨的是金属材料的管道安装质量控制和技术管理的问题，玻璃、陶瓷、塑料和树脂等有机材料的方面的问题几乎没有涉及，但随着我国经济、社会的发展，人们物质文化生活水平的提高，其需求量也正呈现逐步上升的趋势，故而涉及玻璃、陶瓷、塑料和树脂等有机材料也会越来越多，这方面的技术发展动态也需要我们多加关注。