有压长距离输水钢管焊接施工风险管控措施

李方超

（青州水建工程建设有限公司，山东 青州 262500）

青州市泰和矿业矿坑弃水调引工程，其功能是将泰和矿业矿井弃水引调至青州市中北部地下水超采区，以修复补源、置换部分农业灌溉水源，实现青州市地下水超采区压采计划。工程全线采用“自流+提水”相结合的方式输水，设计输水流量2.2 万m3/d。该工程供水管道长13.27 km，采用TPEP 防腐钢管，规格型号为DN630×8（外径×壁厚）外缠绕聚乙烯内熔结环氧防腐钢管，管材为Q235B 螺旋缝焊接钢管。TPEP 防腐钢管接头焊缝焊接是特殊过程，接缝焊接施工前必须进行严格规范的焊接过程能力确认，正式施工中进行严格过程质量控制，预防产生质量缺陷；同时焊接作业存在有限空间作业、用电动火等特点，施工策划与实施中需要窒息、触电、火灾等安全事故风险评价、确定控制措施，在施工中落实控制措施、进行隐患排查治理，预防安全事故发生。

1 焊接作业的特点

1.1 焊接是特殊过程

所谓特殊过程是指过程的结果不能检验或不能经济的加以检验的过程。对特殊过程能力进行确认是特殊过程控制的首要环节。特殊过程能力确认需要从作业人员资格、材料和设备性能、作业指导书（工艺规程、标准等）等方面进行，且在这些方面因素发生变化时需要再确认。

1）作业人员管理。青州市泰和矿业矿坑弃水调引工程施工地点主要在山区，管道施工线路高差变化大，TPEP 防腐钢管接头焊缝焊接施工工作量大，质量标准要求高。为保证施工质量，焊接作业人员均持有焊接与热切割作业特种作业操作证，并经过入场教育培训合格后上岗作业。

2）管材及焊接作业机具。按照设计文件要求，项目采购管道采用外缠绕聚乙烯内熔结环氧防腐钢管（以下简称TPEP 防腐钢管），管材为Q235B 螺旋缝焊接钢管。内防腐采用热熔结环氧树脂，厚度不小于350 μm；外防腐层为3 层结构，第一层为环氧粉末涂层，第二层为热熔胶，第三层为聚乙烯层，厚度不小于2.5 mm。进场管材按批次取样送检检测，检测合格并出具检测报告，经监理单位同意后进场使用。焊接作业使用交流焊机、直流焊机、氩弧焊机、二氧化碳气体保护焊机、内磨机及电动磨光机等用电设备。

3）焊接工艺方法。管道焊接采用氩弧焊打底，手动电弧焊封面的焊接工艺。管道焊接施工前，先进行焊接工艺性试验，通过工艺性试验确定焊接施工中所使用的焊接材料、焊接设备参数等，焊接试验完成后对焊接试件进行检测，检测合格后编制焊接施工作业指导书用于指导管道焊接施工。

4）作业环境。该工程施工地点主要在青州市庙子镇，该地区多为山区，管道施工线路多穿越山区、河道、城镇，输水管道施工存在线路长、高差大、地形复杂、自然环境恶劣等特点，山地陡坡作业、石方开挖、冬季施工及管材运输等都是在质量、安全管理方面要面对的难题。

1.2 安全风险高

TPEP 防腐钢管接头焊缝焊接作业具有管内焊接、用电动火等特点，存在有限空间作业窒息、触电、火灾、职业病（尘肺病）等安全风险。焊缝焊接作业策划与实施中需要进行安全事故风险评价、控制措施确定，在施工中落实控制措施、进行隐患排查治理，预防安全事故发生。

2 焊接风险控制措施

2.1 质量风险识别及控制措施

管道焊机施工过程主要存在的质量问题有焊缝不合格、焊口防腐处理不合格。焊缝不合格会造成管道漏水，甚至喷水，严重影响输水管道的使用。焊口防腐处理不合格会造成管道锈蚀，影响管道耐久性。针对以上质量问题，项目部建立了以项目经理为首的质量管理体系，做好图纸会审、技术交底及技术培训工作，对新技术、新结构、新材料、新工艺要组织有关人员认真学习，制定专项技术措施。施工过程中，严格落实“三检制”，对工程施工全过程质量进行监控，出现质量问题及时整改，确保工程质量达到合格标准。

2.2 安全风险识别及控制措施

该项目战线长，根据施工特点，进行了危险源辨识及风险分级管控，辨识出全部危险源，并对一般危险源进行分级管控。风险等级较大的作业内容主要包括临时用电、焊接设备、动火作业等，并有针对性地制定了相应的控制措施，编制作业指导书、临时用电专项方案等。

3 焊接风险管控对策

3.1 有效控制施工准备

管道焊接施工前，先进行了焊接工艺性试验，通过工艺性试验确定焊接施工中所使用的焊接材料、焊接设备参数等，焊接试验完成后对焊接试件进行检测，检测合格后编制焊接施工作业指导书用于指导管道焊接施工。

1）技术准备。熟悉设计图纸，讨论并依据工艺性试验结果进行技术交底，组织技术人员了解焊接工艺、质量的详细要求，焊接前焊工应熟悉焊接设备及操作程序，了解各部位焊接控制要点及控制方法，做好安全防护措施。

2）原材料进场及检验。钢管进场后由监理单位组织建设单位、代建单位、施工单位检查管材出厂检验合格证，并现场取样委托第三方检测单位进行检验，合格后方可使用。对焊丝、焊条等材料经过报验及检测合格后按要求使用。

3）焊接设备。使用到的焊接机具设备主要有交流电焊机、直流电焊机、氩弧电焊机、内磨机、电流表、电压表等，设备进场前按要求进行检定，检测合格后，进场使用。

3.2 有效控制施工过程

1）坡口处理。采购的管道坡口满足GB50235标准，焊接前对坡口用专用砂轮打磨平整，露出金属光泽，满足焊接要求后进行焊接施工。

施工现场用火焰切割管道时，采用氧乙炔焰加工坡口，再用砂轮将坡口表面的氧化层去除，对凹凸不平处打磨平整，露出金属光泽后使用。管道的对接焊缝对接时要求内壁对齐，内壁错边量不小于0.8 mm，且不应大于2 mm。

2）管道焊接。焊接前将坡口内外两侧20 mm范围内用磨光机打磨至露出金属光泽，焊接时严格按照工艺性试验确定的焊接参数等进行焊接。

焊口组对时内壁平齐，用长40 cm 的直尺在接口壁周围顺贴靠，对口检查合格后进行对称性点焊，点焊5～6 处，点焊长度5～6 cm。点焊完成后，无尺寸位置错误应当立即进行管道焊接。先进行氩弧焊打底，焊缝厚度应尽量薄，与根部熔合良好，加弧时要保持弧形，电弧要悬浮；收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉，必须在坡口内引弧熄弧；熄弧时应填满弧坑，防止弧坑裂纹。再用手工电弧焊填充封面，手工电弧焊施工应调整至合适电流，控制好焊接横向浮动，浮动宽度不得超过3 倍焊条直径。每道焊缝原则上应一次完成，如有突发情况焊缝不能一次完成时，在封底焊后，应填充到一定的厚度防止产生焊缝裂纹。

3）严格落实质量、安全责任制。施工过程严格执行作业指导书，严格工艺流程、工艺标准、工序质量验收，保留焊接记录质检员严格进行焊缝检查，保留焊缝检查记录，焊接作业安排专职安全员现场监护作业，监督安全作业措施、安全防护措施的有效到位。

4 施工质量安全控制成效

4.1 焊缝检测

焊接完成后对外观进行检查，并委托具有资质的检测单位进行超声无损检测，保证焊接质量，根据设计要求按焊缝20%比例检测，采用锯齿扫查，共计检测222 组，全部合格。每批次检测合格后，管道接口再采用聚乙烯胶黏带处进行现场防腐处理，接口处防腐层粘结牢固、严密。

4.2 管道水压试验

管道水压试验按照《给水排水管道工程施工及验收规程》（GB50268-2008）的规定进行，水压试验分段长度结合水源点、地形条件、堵头位置等因素确定，共分7 段进行打压试验，管材及管件的工作压力1.6 MPa，试验压力2.0 MPa。经试验，管道全部达到设计要求，满足运行要求。

4.3 施工安全达到预期效果

该项目使用管道产品长度单根12 m，分段管道接头个数1 100 个，每个焊缝长度1.98 m，分段数量多、总长度长，由于工期紧，施工过程分段分组作业，同时施工。为预防焊接作业发生窒息、触电、火灾、职业病等职业健康安全事故等风险，在施工中落实控制措施、安排专人安全监护、进行隐患排查治理，有效预防安全事故发生。

通过对长距离输水管道施工风险管控措施的实施，有效保证了管道焊缝焊接质量，控制了安全风险的发生，顺利完成了质量和安全目标。