压力管道施工监检常见问题分析及改进措施

王明庭

(河北省特种设备监督检验研究院唐山分院 唐山 063000)

压力管道施工监检工作主要是对压力管道施工过程中的设计、施工单位质量保证体系实施状况评价、管道元件、焊接、热处理、无损检测、防腐保温、穿跨越工程、现场制作(预制)与安装、安全附件、耐压试验、泄漏试验、吹扫或者清洗、竣工资料等环节执行监督检验工作。近年来,在从事管道施工监检工作中经常遇到诸如质保体系失控、焊材错用、无损检测抽查不规范等施工单位的施工质量问题;
也有类似设计图纸中设计内容笼统、不规范、部分技术参数缺失等影响管道施工的源头性问题;
还有管件出厂质量证明文件以及材料标记内容少于安全技术规程和产品标准要求,且标记与质量证明文件不能对应,影响追溯,影响管件质量,导致管件市场不规范的普遍性问题。一个地区的压力管道施工单位来自全国各地,这个地区发现的带有普遍性的管道施工问题,在全国各地也具有正相关的普遍性。这些普遍性问题在监检工作过程中反复出现,十分典型,极大地增加了压力管道的安全运行风险,亟待解决。

1.1 设计问题

设计院出图审查不严是小问题频出的主要原因。常见的问题有:设计签字不全;
设计依据的规范、标准的有效性没有及时更新;
设计图章为圆形图章,不符合许可规则中椭圆形图章的规定;
设计变更文件不规范;
无损检测方法选用错误;
2019年6月1日TSG 07—2019《特种设备生产和充装单位许可规则》正式实施,GC3类别的管道合并到GC2类别的管道中,个别设计院仍然设计了GC3管道等。

工业管道、城镇燃气管道、长输管道、石化、化工等各种类的管道均有配套的设计规范体系,容易造成混用错用问题。有的燃气工业管道设计图纸中,有套用城镇燃气管道图的现象,甚至有的图纸仅把类别改为GC类,设计依据、验收规范完全按照公用燃气管道特性设计。一些油库内工业管道的设计依据仍然依据《石油库设计规范》《石油化工系统罐区设计规范》等石油化工类规范设计,管道类别确定为了GC类,但是管道级别仍采用石油石化系统规范划分。设计依据的不一致性,给地方监管机构受理告知时带来困惑。不仅如此,不同体系的设计规范在质量管理尺度上不完全一致,会增加相关单位的执行难度。

TSG D0001—2009《压力管道安全技术监察规程——工业管道》规定:公称直径大于等于500 mm的管道,对每个环向焊接接头进行局部检测;
公称直径小于500 mm的管道,可以根据环向焊缝接头的数量按照规定的检测比例进行抽样检测,抽样检测中,固定焊接接头的检测数量不可小于其数量的40%[1]。有相当部分的设计院,在焊接接头的无损检测设计说明中不区分局部检测和抽样检测,对固定焊接接头的检测数量也不做说明。还有的设计院,质量检查等级与无损检测评定等级混淆。部分设计单位在耐压试验压力选取时,不考虑补偿系数,致使耐压试验压力参数不正确。出现上述情况的设计院一般为小型设计单位;
个别大型设计院有外借设计资质的情况,借用资质后设计出的图纸往往有各种问题,给施工带来困扰。

设计资质有效性有时也会干扰相关人员的判断,常见的设计资质有效期为4年,但是目前个别设计院的设计资质有效期为8年,经过审查是合规有效的。

1.2 质量保证体系失控问题

监检机构在压力管道安装监检过程中,因为发现严重问题需要给施工单位发放检验意见通知书(2),其中质保体系严重失控是最常见的问题。

部分安装单位在施工结束才办理报检手续,特别是一些小型工程和分包的工程。有的安装单位,现场施工资源条件不足,比如:无焊材库,持证焊工少,无损检测位置等施工质量计划控制点不进行控制,文件和记录控制不执行或根本不记录,监检过程中发现的问题不处理等。

借用资质施工现象屡禁不止。安装单位违反特种设备许可制度,向有特种设备许可证的单位借照中标施工。不排除个别单位把出卖管道安装资质作为主要的收入来源,或许某个地域已经形成了数家成规模的、依靠出卖资质经营的“产业化、规模化”企业。如果借照行为普遍化,就会给围标行为提供便利,扰乱正常的安装施工环境,降低施工质量。

1.3 管道元件问题

管道元件的验收监检工作中,常遇到错误采购情况,由于施工经验不足或疏忽,他们采购时只关注了规格、材质,忽略了管道元件的产品标准,监检员监检时才发现选材错误;
质量证明文件与管道元件不对应、质量证明文件本身存在错误、质量证明文件复印件加盖经营单位公章但无经办负责人章、管道元件标志不符合标准要求、应该接受制造监检的管道元件无法提供制造监督检验证书等都是监检过程中遇到的常见问题。

管子方面,在对管子标志进行确认时,面对最多的就是施工时材料标志未移植,有的工艺要求管子在施工前需要酸洗,酸洗后标志已经无法辨认,如果施工单位不进行标志移植,监检员现场就无法与材质单对照,给材料监检环节带来困难。或者部分管子厂家在管子出厂时就未做标志,这些厂家一般都是规模较小的制造厂家。材质单与现场管子标志内容不一致也是现场监检常见问题,特别是从经销商采购的管子,经销商提供材质质量证明书时比较随意,提供了其他批次的材质单,造成材质单与实物不对应。

管件方面,在材料确认环节难度最大。管件制造厂家众多,多数管件厂家规模较小,管理能力、技术能力不足,造成了管件产品质量参差不齐,这些厂家出厂的管件与标志或提供材质单的一致性时常难于甄别。管子产品质量包括各个方面,比如:壁厚负偏差超标,或者不满足订货时约定的壁厚负偏差要求。相较前者,管件标志不齐全现象更是随处可见。目前市场上提供的管件,其标志多数情况下标有规格、材质、产品标准,但是没有标注诸如制造单位名称、商标、生产许可证编号等能反映生产厂家信息的标志,标志上无厂家信息,也就无法根据提供的材质单来对应管件,造成抽查的管件无法履行监检确认工作。出现该现象与目前管件厂的销售现状关系很大。管件的销售方式一般有3种:一种是直接从厂家订货采购,一种是由业务员推销销售,一种是从经销商处采购。厂家签订订货合同,往往是自己现有的产品种类并不能满足合同要求的全系列产品,因此管件厂家就会到其他公司配货采购,为了方便相互配货,管件上只标注通用信息,厂家名称等不能通用的信息暂时不予标注,货品配齐不做补加标注直接发货,一来二去厂家信息在管件上就不做标志了。经销商为了方便销售,也会订购没有标志厂家信息的管件。显然,管件上不标志厂家信息,与其配套的材质单就不能随着管件的出厂及时配套,因此,施工现场收到的材质单难免都是后期编制,也就是说,这些管件的材质单很有可能是由销售员或经销商抑或签订合同的销售员编制的,最终大家就会看到,在市场上采购的同一管件厂家的材质单,文件格式各种各样,材质单中的内容也千差万别,甚至出现有的材质证明,除了规格、材质不同以外,其他内容完全一致的现象。有的管件甚至什么标志也没有,有的管件标志是人为用记号笔随手书写的。其实,管件的产品标准中对管件出厂标志都提出了要求,生产厂家信息首先必须作为标志内容标记到产品上。目前施工现场,有的管子是由建设单位直接采购,有的由施工单位采购,但是管件多数是由施工单位负责采购,施工单位为了节约成本,必然会采购廉价管件,而这些廉价管件大概率是由一些规模小、管理落后的管件公司生产。多种因素叠加,导致管件的质量难以控制。管件是压力管道施工监检工作中的难点。图1为结构不合理和标志不全的三通,图2为无任何标志的弯头。

图1 结构不合理、标志不全的三通

图2 无标志的弯头

管件壁厚的偏差超标也是管件的常见缺陷。不锈钢管件的负偏差超标问题尤为突出。目前,TSG D7006—2020《压力管道监督检验规则》中没有对管件的厚度进行测厚抽查的相关条款规定,但是在《压力管道定期检验规则》中则明确要对管件进行壁厚抽查[2]。定检时管件壁厚的依据是公称厚度,实际的定期检验过程中,检验人员发现,投运3年后的首次定期检验中,即使没有明显减薄环境下的在用管件,实测壁厚竟然也时有明显减薄现象,根据定期检验规则,按照管件减薄速率判定,这些管件已经不满足使用要求,事实上这些管件在安装时壁厚已经严重低于公称壁厚,或者说定期检验中发现的壁厚减薄问题,有相当数量的管件壁厚减薄问题不是在运行中出现的,而是在采购时的制造问题,这批管件出厂时壁厚已经不满足使用要求。定期检验中发现的壁厚减薄问题,暴露了管件的制造缺陷问题。在壁厚负偏差方面,GB/T 12459—2005《钢制对焊无缝管件》中规定了管件的壁厚公差为:不小于公称壁厚的87.5%[3]。但是在更新后的GB/T 12459—2017《钢制对焊管件 类型与参数》中取消了管件壁厚公差范围,只是对管件端部坡口进行了规定,即:无合同规定外管件端部最小壁厚应不小于公称壁厚的87.5%,但是对管件整体壁厚负偏差并没有做出进一步说明[4]。通常情况下,国际通用公差基本是±10%,另外检验人员还可以根据订货合同约定确定,合同未约定的,检验人员可参照《压力管道定期检验规则》,按照首次开展定期检验时的需用壁厚来大致判定新管件的壁厚合格问题。图3所示的不锈钢管件规格为φ89 mm×4 mm,实测壁厚为2.66 mm,实测厚度是公称壁厚的66.5%,属于不合格产品。

图3 壁厚不合格的管件

管件壁厚公差缺陷主要是由管件厂家技术水平普遍偏低造成的。从目前管道发生的事故看,因管件问题造成的事故比较突出。在日常监检工作中,检验人员也经常发现管件壁厚公差超标问题,特别是负偏差超标缺陷更为普遍,需要监检人员在今后监检工作中加强监督。

1.4 焊接问题

TSG D7006—2020中在施工监检环节,弱化了对焊接工艺文件的监检类别,改为资料确认,更切合施工现场实际。焊接工艺评定常见问题有:工艺不能覆盖施工项目,性能试验报告无相关试验单位人员签字盖章,焊条选用非承压用焊条等。

采用非承压焊条进行现场施工是常见问题,监检员现场监检选取的时机,通常焊接作业已经开始,施工已有一定进度,这时发现焊条用错,往往变成了难于整改的顽疾性问题。承压设备用焊条、焊丝等除应符合相应的焊材制造标准外,还应满足NB/T 47018.1~ 47018.5—2017、NB/T 47018.6 ~ 47018.7—2011《承压设备用焊接材料订货技术条件》的相关要求,这些常常被施工单位忽略[5]。

焊接管理不规范也是常见问题。验收、保管、发放、使用、回收的管理和焊接人员实际的施焊参数、施焊记录、焊缝标识不符合质量体系要求,或严重或轻微存在于每一个施工现场。另外,临时聘用焊接人员也是施工现场的普遍现象,特别是小型施工单位。

1.5 焊后常见问题

无损检测常见问题有:无损检测报告的单线图未标注固定口;
公称直径大于或等于500 mm的管道,未对每个环向焊接接头进行局部检测,而是采用了抽样检测;
检测结果的评定等级与焊缝质量等级混淆,错选了焊缝质量等级作为评定等级的依据;
未经设计变更,人为地用超声波检测代替射线检测等,拍假片现象也时有发现。

耐压试验常见问题是:未经设计变更随意把水压试验调整为气压试验;
分装置区打压时,制定的打压包范围不合理,导致低参数管道耐压试验压力大大高于本身试验压力;
错误地认为100%无损检测后可以直接代替耐压试验;
耐压试验准备工作不认真,膨胀节、支吊架限位螺栓未松动,造成部件损坏。图4所示为耐压试验时未松动螺栓,损坏了膨胀节。

图4 耐压试验损坏的膨胀节

2.1 选取合理的监检时机,前置部分监检项目

管道设计依据体系多,常常造成设计院混用错用,在报检环节开展设计审查工作。

通常焊材的监检工作是在施工作业现场检查,如果这时发现焊材用错,施工完成的焊口只能重新返口,执行难度大,因此,在报检时就要求提供焊接材料的质量证明文件开展审查,可以从根本上控制焊材用错问题,另外从焊接工艺审查入手,如果发现焊接工艺评定用焊材用错,也可以有效地避免焊材用错问题[6]。

焊接作业人员一览表也要在报检环节审查,可以有效减少随意雇佣临时焊接人员作业问题。

2.2 做好宣传沟通工作

提前做好后续监检项目的宣传工作,优化监检大纲细节,宣传、解释监检大纲关键内容要求,让施工单位施工前明白后续的各项监检工作项目和要求。

针对一些可以由建设单位来优化工程质量的方法,积极向建设单位宣传。比如:管件由建设单位采购,或者指定几家供应商,由施工单位采购,避免施工单位低价采购;
管道元件到货后,严格按照管件标志与提供的材质证明文件对照验收,做好入库记录,避免不合格产品、资料不齐全产品通过验收;
需要进行制造监检的管道元件,采购合同没要求,供货后发现该监检的没有监检,容易产生纠纷,这些技术问题同样向建设单位积极宣传,尽量在订货合同中约定,避免纠纷;
无损检测公司尽量与建设单位签订协议,可以有效地避免无损检测公司包庇施工单位的工程质量;
建设单位应尽可能加大无损检测抽查比例等。

2.3 优化监检项目

对管道元件现场抽查时,在监督检验大纲或检验方案中增加壁厚抽查项目,可以有效地避免壁厚不合格管件的使用。特别是不锈钢管件,建议监管过程中增加测厚抽查环节,从半年来增加壁厚抽查项目后的监检效果看,因壁厚不合格的管件的工程项目,占到了该检验机构半年来管道监检工程项目的6%,效果十分明显,建议推广。

对合金材料可增加材料的光谱复验,对高温管件必要时增加金相、硬度的复验。增加的抽检项目还会对相关环节造成震慑作用,有力保证压力管道管件的符合性和监检工作的有效性。

压力管道施工监检工作是一个过程监检工作,监检过程中的每个环节都有其必要性,通过对施工监检工作中遇到的常见缺陷进行梳理和分析,总结出应对典型问题的改进措施,实践证明是行之有效的,监检人员与受检单位可在工作中以此优化工作程序,定会大有成效。

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