浅谈深水导管架质量“冗余”式管理

浅谈深水导管架质量“ 冗余” 式管理

付阳洋 1 薛勇 2 张兴 3 叶镝 4 亓超 5

海洋石油工程股份有限公司 天津市 300461

摘要：本文从实际出发，结合陆丰12-3导管架的建造，对比了深水导管架和浅水导管架在建造过程质量管理的不同，对建造过程中的质量管控环节进行了一一分析，提出冗余式管理思路，以期为后续深水导管架建造质量管理提供参考。

关键词：海洋石油；深水导管架；质量管理；冗余式管理；

正文

一、概述

根据目前国内导管架现状，一般将水深50米以下称之为浅水导管架，200米以上称之为深水导管架。目前“海基一号”为亚洲首例300米级深水导管架。

深水导管架的主要特点为高、大、重，对焊接质量、尺寸控制要求高，与浅水导管架相比，建造时主要不同体现在以下几个方面：

1. 与浅水导管架受力方式不同，深水导管架主要靠整个结构支撑上部组块的重量，且受到深水水压的挤压力，所以对每一条焊缝的质量要求高，尤其KTY节点；

2. 随着水深进一步增加，可能需要在导管腿和立面拉筋部位采用屈服强度为420MPa的高强钢，以控制重量。而高强钢可焊性比普通碳钢低，易形成延迟裂纹等焊接缺陷。

3. 深水导管架采用裙桩形式，建造时对裙桩套筒要求较高；

4. 深水导管架加强环/压溃环数量多，安装密集，位置和数量容易出错；

5. 深水导管架建造周期长，尺寸控制难度较大，需保证直线度和防止建造变形。

二、深水导管架建造质量管理主要难点和控制措施建议

如上所述，深水导管架和浅水导管架在建造质量管理中的不同，其管理难点主要是焊接质量要求高，完整性管理要求高，精度控制要求高，以下结合陆丰12-3导管架的建造实际，提出控制措施建议：

1.深水导管架焊接质量控制

建议在严格执行现有质量管理体系的基础上，在以下方面全面提升精细化管理水平，以保障深水导管架的焊接质量。

1. 人

在严格执行人员培训和技能认证的基础上，进一步细化开展如下措施：

1. 制定覆盖全员的质量意识教育培训计划，实现自上至下逐级培训。

2. 实行焊工准入制度，开展焊工准入考试，考试合格方可进入深水导管架项目工作。

3. 严格焊工资质发放，不单个进行3G,4G，2G,5G等资质考试。若要考取FCAW及SMAW的焊接资质，需同时考取3G+4G，2G+5G。仅单个位置考过的，不予以发放LF12-3项目焊工资格证。例如 3G位置考过的，需补考通过4G位置才予以发证。

4. 强化QC人员配置，尤其监督检验员。QC人员按照焊接工艺核对每一道焊口的焊接过程，并在焊接过程记录表中签字确认。对厚壁钢管热处理、导管拉筋与导管装配过程尤其是斜拉筋与导管的装配间隙和焊接打底工艺执行现场旁站。

5. 建立以焊道零返修为目标的奖惩制度，结合焊工技能分级对焊工实施精准激励，留住优秀人才。对于单月焊接合格率低于80%焊工，进入项目黑名单，清出项目。对于单月焊接合格率低于90%焊工，取消对应的项目资质。

2. 料

1. 母材

在供应商满足采办技术要求与GB/T 700、GB 712和GB/T 5313 标准的条件下，建议选择国内质量稳定的供应商，并重点开展以下工作：

1. 深水导管架对钢材性能要求较高，建议选择过往有良好表现的钢厂供货，并且建立全过程的驻厂检验制度；

2. 增加钢板的性能试验。如金相实验。

2. 焊材

在严格执行《焊材保管和控制程序》的基础上，还应在以下方面加强管理：

1. 焊材选择

选择性能优异的焊材。优先选择抗裂性好和低氢的焊材用于焊接裂纹倾向大的节点。

2. 开展焊材复验工作；

3. 采取措施控制扩散氢来源，确保不打折扣的实施。

3. 法

在严格执行项目焊接工艺的基础上，还应在以下方面加强管理：

1. 细化焊接施工要求，减少焊接应力变形

采用合理的焊接顺序，尽量减少焊接接头的数量，尽量减少焊材的填充量，通过降低焊接热输入，降低焊接残余应力。采用对称施焊、多层多道的方式。

2. 优化钢板预制组装方式，减少外界应力的引入

对于吊点处的环板和加厚段处的内外环板，每一圈环板设计成两部分或者三部分，组对完成后，要优先焊接环板和立柱的环缝，再焊接环板的对接缝。该施工工艺可以减少焊接内应力，降低产生裂纹的风险。

3. 优化预热方式

对于焊缝厚度≥38mm的焊口,优先采用电加热垫片进行预热。

对于焊缝厚度＜38mm的焊口，采用电加热或者烤把预热，并安排专人监控，同时记录预热信息。

4. 焊后消氢

焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。这个温度是通过大量实验确定的。

5. 防风防雨

针对导管架结构大部分作业在高空半高空，风力较大，应及时做好天气预警，在施焊节点时搭设防风防雨棚。

4. 测

1. 优化现场过程记录形式

对于加强环/压溃环等隐蔽结构，在隐蔽之前进行拍照及录像，核对是否与图纸相符；

2.深水导管架完整性控制

关注导管架施工完整性，保证密闭空间施工质量，对建造过程进行全面阶段性复检，依托自有复检机制进行抽检，防止延迟裂纹出现。

复检内容主要涵盖如下几个方面：

1、加工设计图纸准确性；

2、材料材质、规格型号；

3、各结构杆件号、位置、外观报告；

4、加强环、静水压溃环的数量；

5、尺寸测量；

6、NDT图纸准确性；

7、无损报告准确性；

8、释放单。

3.深水导管架尺寸控制

除常规操作外，尺寸控制需充分考虑以下方面：

1. 考虑温度补偿和沉降观测，为后续高程方向反沉降量加放工作提供数据支持。

2. 在滑道铺设的过程中全面考虑地球曲率对于高程的影响。

3. 严格现场执行，控制精度累计误差。

三、深水导管架建造质量冗余式管理思路

结束语

目前国内深水导管架建造处于起步阶段，作为浅水向深水迈进的一个过渡阶段，过程中需要我们积累大量的经验。伴随南海越来越多油气田的勘探发现、开采，我们正在追赶着世界的脚步稳步前进。

参考文献：

[1]海洋钢结构导管架建造方法分析[J]. 高瑞力,卢晶等 海洋工程装备与技术. 2018(S1)

[2]深水导管架典型成片建造工艺[J]. 张大伟,李明雪,李雅林.化工管理. 2018(07)

[3]导管架裙桩套筒的装配及焊接[J]. 孙志广,郭庆，等.焊接技术. 2016(03)