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摘要：本文以中煤陕西榆横煤化工项目地下管网工程为例，详细介绍毛乌素沙漠地区煤化工工程大管径工业输水管道施工工艺及质量控制措施。
关键词：毛乌素沙漠 大管径质量控制
中图分类号：F253文献标识码： A
1.前言
大管径工业输水管道施工工艺繁琐，温度、湿度对焊接质量影响较大，毛乌素沙地地区冬季漫长而寒冷，春季多风，夏季炎热，焊接质量容易出现未焊透，圆缺等问题，本文以实际工程为例，对毛乌素沙地煤化工大管径工业输水管道焊接施工工艺及质量控制措施进行总结介绍。
2.工程概况
本项目厂址坐落在陕西省榆林市榆横煤化学工业区，靠近国土资源部、国家发改委确定的首批19个规划开发的大型煤炭矿区之一的榆横矿区，煤源为厂址西北55公里处的榆横矿区大海则井田。项目以低灰、低硫、中高发热量的优质化工用煤为原料，建设甲醇醋酸系列深加工及综合利用的现代化煤化工生产装置。总投资400多亿元。主要建设规模是甲醇360万吨/年DMTO120万吨/年、聚丙烯60万吨/年、聚乙烯60万吨/年─产能均为世界级经济规模，具有明显的市场竞争力。项目已于2011年8月开工建设，计划2014年底建成投产。
中煤陕西榆横煤化工项目地下管网工程全场分为一循供回水系统（CWS1/CWR1）、二循供回水系统（CWS2/CWR2）、三循供回水系统（CWS3/CWR3）、原水系统（RW）、生产及低压消防水系统(IW)、高压消防水系统(FW)、生活给水系统(PW)、回收水系统(BW)、回用水系统(RUD)等九大施工系统。地下管网工程全长80多公里，管径最大为2020×18mm，材质为Q235B。
气候：温带半干旱大陆性季风气候，常年干旱少雨。冬季漫长而寒冷，春季多风，夏季炎热雨水集中，秋季凉爽。四季分明，无霜期较长，日照充足。其主要气象数据如下：
极端最高气温 38.9℃
极端最低气温 -28℃
夏季平均风速 2.5m/s
冬季平均风速 1.8m/s
冻土深度 144cm
3.大口径工业输水管道施工质量对策措施
毛乌素沙地的大管径管线施工工程环境艰苦、作业条件差，施工质量控制难点主要有：1、管沟深，且易塌方，大管径工业输水管道安装组对困难；2、冬季寒冷，春季风沙大，对施工质量影响较大。3、夏季炎热，焊接施工作业条件差，作业人员劳动强度大。4、场区大，没达到五通一平，施工组织制定难度大。5、所有管线存在同沟不同深，造成开挖极其困难。6、中国五环、中国天辰、中石化、中国华电、中国成达多家单位同时施工，交叉作业。
对此，必须采取针对性的质量控制措施，加强事前控制，严格工序质量，及时检查验收总结，才能确保整个工程的质量目标。
3.1施工准备阶段质量控制对策
施工准备阶段的质量预控对项目整体质量控制的基础和前提，对工程质量控制具有事半功倍的作用。对毛乌素沙地大管径工业输水管道施工在质量方面应重点控制的内容有：1、审批施工组织设计。重点审查施工方案是否合理、质量保证体系及制度是否具有针对性和操作性、施工设备是否满足工艺要求，对冬季气温低、大风等不利天气应有针对性的措施预案。2、审查焊接工艺评定报告。施工准备阶段应完成焊接工艺评定，根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。对于大口径管材采取纤维素下向焊焊条打底焊接，半自动填充盖面。现场施焊表明，工业输水管道纤维素型向下焊工艺具有质量好、速度快、操作简单等优点。焊接工艺上采用了专用的向下焊焊条，电弧吹力大、稳定、穿透力强，焊缝成形美观。[1] 熔滴过渡较细，熔池熔渣流动性好，熔渣少，易脱渣，因此适用于单面焊双面成形焊接。全位置向下焊每人每台班可焊接2020mm﹡18mm管 2个焊口，而以往全位置向上立焊仅焊接1.2个焊口；提高了焊接速度且焊材消耗降低 21．4％。 3、审查作业人员资质及技术水平。焊接作业人员必须具备相应的资质并进行考核评定，焊接作业人员身体状况良好，身体素质能适应当地焊接作业的劳动强度，施工前进行技术交底。4、对进场设备、材料进行检查验收。进场的设备原材料需满足设计要求，验收合格后才能运送至作业点，工业输水管道吊装严格执行吊装操作工序时不得碰损工业输水管道。
3.2施工阶段质量控制对策
施工阶段的质量控制关键在于检查落实各工序质量，严格工序验收制度，坚持上道工序未验收合格不得进入下道工序。施工到工程停检点，提前48小时通知监理、业主等有关方，经各方联合检查验收合格后才能进行下道工序。检验批、分项、分部工程完工后，或下道工序施工前，必须经监理检查确认，未经监理检查确认合格，不得进入下道工序作业。1、对工业输水管道组对进行检查确认。大管径工业输水管道在在沙地施工难度大，组对检查操作是否符合工序要求，组对前清理管内的沙土及杂物，检查坡口形式、角度及各项尺寸是否符合要求；组对时吊管作业必须用尼龙吊带防止工业输水管道或管口碰伤。2、焊接工序质量检查控制。榆林地区冬季寒冷，春季多风，夏季炎热，除严格执行焊接工艺操作要求外，还应充分考虑气候条件对作业人员，焊接参数的影响，合理安排当天的作业人员。焊接前需检查焊机，焊材是否受潮。焊接过程中严格执行焊接工艺要求，管口两侧采取保护措施，以防止飞溅灼伤防腐层；每层焊道焊完后，应用砂轮机或钢丝刷将飞溅、焊渣和焊接缺陷缺陷清除。[2]3、加强焊接环境的控制。在下列任何一种焊接环境下，若无有效的防护措施，严禁施焊：雨雪天气；大气相对湿度大于90%；环境温度低于-15℃或焊接规程中规定的温度。在下列风速要求下，若无防风蓬防护，严禁施焊。纤维素焊条E6010手工电弧焊，风速大于8米/秒；药芯自保护焊丝E71T8-Ni1J半自动焊，风速大于8米/秒。
3.3施工验收阶段质量控制对策
大口径工业输水管道焊接施工验收主要根据设计及规范要求进行相应的检验试验，对不合格的焊缝进行返修，对合格工程进行验收。大口径工业输水管道焊接质量检查主要进行外观检查、无损检测、强度试压、严密性试验等项目。
1、外观检查：工业输水管道焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔及夹渣，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物应清除，焊缝表面凹陷、咬边深度应小于0.5 mm，连续长度应不大于100 mm，且其总长度应不大于焊缝全长的10％，并应符合下列要求：
a）焊缝宽度宜每边超过坡口边缘2 mm；
b）焊缝余高宜为0 mm～2 mm，最大不大于4 mm。
2、无损检测：无损检测包括焊缝表面和焊缝内部的无损检测, 用于检测压力工业输水管道的表面及内部质量。焊缝外观检查焊缝表面质量的检验应在无损检测以及耐压试验之前进行。所有焊缝的表面质量均应采用标准样板、量规及硬度计等进行。外观合格的焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷, 并不得有熔渣与
飞溅物, 咬边和焊缝余高应符合相关要求。焊缝内部无损检测所采用的方法、检测比例应符合有关施工规范、标准以及设计要求的规定。[3]无损检测合格之后及时进行防腐，以免风沙过大将焊口填埋。
3,、管沟回填
管沟回填作为必检点，及时通知业主监理进行验收，电火花测试，工业输水管道轴线检测，尤其对连接各大场区的管线端点进行GPS检查，及时改正，以免后续连接时造成坐标偏差。
4、工业输水管道强度试压，严密性试验：
工业输水管道强度试压，严密性试验是在工业输水管道焊接完成一个区段内全部焊缝无损检测合格后，根据批准的试压方案进行的检查项目。工业输水管道试压前必须对下列资料和条件进行审查确认：a、焊缝工序无损检测全部合格，相关焊接资料完整齐全；b、试压用的检测仪表的量程、精度等级、检定标记符合要求；c、有经批准的试压方案，并经技术交底。d、试压应采用洁净水做试压介质或符合设计要求并准备充足。[4]
工业输水管道试压过程中严格按试压要求进行注水和升压、稳压，详细检查记录试压情况。
4.常见问题及处理措施
发生的常见质量问题主要有：（1）工业输水管道吊装中管口碰损或防腐层被破坏。主要原因是吊装操作工人技术不熟练，工序不规范，以及榆林地区冬季寒冷夏季炎热等原因，对此，应对吊装操作人员进行专门技术培训及技术交底，考评上岗，在后续施工中得到有效控制。（2）焊缝外观检测中焊缝和热影响区表面有气孔、凹坑和夹渣缺陷问题：主要原因是个别焊工未严格执行焊接作业指导书要求，对此及时进行技术交底，对身体素质及技术不合格的人员进行工种调配，该问题得到有效控制。（3）管线坐标偏差，造成管廊施工时将管线破坏，与场区管线连接出现高程不一致。施工过程中采用GPS定位，将各管线的坐标确定，用木块做标记，并写好节点号。
5、结束语
大管径工业输水管道施工条件环境差，作业条件艰苦，对作业人员身体素质要求高，质量控制难度较大，只有事前做好充分的质量预控，施工过程中严格落实规范操作及技术交底，强化工序质量验收制度，施工分项验收严格验收标准及时总结经验教训，工程质量才能得到保证。
质量控制必须做到以下几方面：a、必须进行焊接工艺评定，编制焊接工序作业指导书；b、焊接作业人员必须进行培训考评合格后才能上岗：c、严格控制管线的的轴线以及进场区管线的坐标。
参考文献：
[1]柳金海.金属管道焊接工艺便携手册[M].北京：机械工业出版社,2005:315.
[2]孟凡忠. 纤维素焊条焊接长输管道易产生的缺陷与改进措施 [J].焊接.2003(10):47.
[3]姜德林. 压力管道安装焊接质量控制探究 [J].内蒙古科技与经济.2009(11):94.
[4]张志贤.管道施工實用手册[M].北京：中国建筑工业出版社,1998:951.
关键词：毛乌素沙漠 大管径质量控制
中图分类号：F253文献标识码： A
1.前言
大管径工业输水管道施工工艺繁琐，温度、湿度对焊接质量影响较大，毛乌素沙地地区冬季漫长而寒冷，春季多风，夏季炎热，焊接质量容易出现未焊透，圆缺等问题，本文以实际工程为例，对毛乌素沙地煤化工大管径工业输水管道焊接施工工艺及质量控制措施进行总结介绍。
2.工程概况
本项目厂址坐落在陕西省榆林市榆横煤化学工业区，靠近国土资源部、国家发改委确定的首批19个规划开发的大型煤炭矿区之一的榆横矿区，煤源为厂址西北55公里处的榆横矿区大海则井田。项目以低灰、低硫、中高发热量的优质化工用煤为原料，建设甲醇醋酸系列深加工及综合利用的现代化煤化工生产装置。总投资400多亿元。主要建设规模是甲醇360万吨/年DMTO120万吨/年、聚丙烯60万吨/年、聚乙烯60万吨/年─产能均为世界级经济规模，具有明显的市场竞争力。项目已于2011年8月开工建设，计划2014年底建成投产。
中煤陕西榆横煤化工项目地下管网工程全场分为一循供回水系统（CWS1/CWR1）、二循供回水系统（CWS2/CWR2）、三循供回水系统（CWS3/CWR3）、原水系统（RW）、生产及低压消防水系统(IW)、高压消防水系统(FW)、生活给水系统(PW)、回收水系统(BW)、回用水系统(RUD)等九大施工系统。地下管网工程全长80多公里，管径最大为2020×18mm，材质为Q235B。
气候：温带半干旱大陆性季风气候，常年干旱少雨。冬季漫长而寒冷，春季多风，夏季炎热雨水集中，秋季凉爽。四季分明，无霜期较长，日照充足。其主要气象数据如下：
极端最高气温 38.9℃
极端最低气温 -28℃
夏季平均风速 2.5m/s
冬季平均风速 1.8m/s
冻土深度 144cm
3.大口径工业输水管道施工质量对策措施
毛乌素沙地的大管径管线施工工程环境艰苦、作业条件差，施工质量控制难点主要有：1、管沟深，且易塌方，大管径工业输水管道安装组对困难；2、冬季寒冷，春季风沙大，对施工质量影响较大。3、夏季炎热，焊接施工作业条件差，作业人员劳动强度大。4、场区大，没达到五通一平，施工组织制定难度大。5、所有管线存在同沟不同深，造成开挖极其困难。6、中国五环、中国天辰、中石化、中国华电、中国成达多家单位同时施工，交叉作业。
对此，必须采取针对性的质量控制措施，加强事前控制，严格工序质量，及时检查验收总结，才能确保整个工程的质量目标。
3.1施工准备阶段质量控制对策
施工准备阶段的质量预控对项目整体质量控制的基础和前提，对工程质量控制具有事半功倍的作用。对毛乌素沙地大管径工业输水管道施工在质量方面应重点控制的内容有：1、审批施工组织设计。重点审查施工方案是否合理、质量保证体系及制度是否具有针对性和操作性、施工设备是否满足工艺要求，对冬季气温低、大风等不利天气应有针对性的措施预案。2、审查焊接工艺评定报告。施工准备阶段应完成焊接工艺评定，根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。对于大口径管材采取纤维素下向焊焊条打底焊接，半自动填充盖面。现场施焊表明，工业输水管道纤维素型向下焊工艺具有质量好、速度快、操作简单等优点。焊接工艺上采用了专用的向下焊焊条，电弧吹力大、稳定、穿透力强，焊缝成形美观。[1] 熔滴过渡较细，熔池熔渣流动性好，熔渣少，易脱渣，因此适用于单面焊双面成形焊接。全位置向下焊每人每台班可焊接2020mm﹡18mm管 2个焊口，而以往全位置向上立焊仅焊接1.2个焊口；提高了焊接速度且焊材消耗降低 21．4％。 3、审查作业人员资质及技术水平。焊接作业人员必须具备相应的资质并进行考核评定，焊接作业人员身体状况良好，身体素质能适应当地焊接作业的劳动强度，施工前进行技术交底。4、对进场设备、材料进行检查验收。进场的设备原材料需满足设计要求，验收合格后才能运送至作业点，工业输水管道吊装严格执行吊装操作工序时不得碰损工业输水管道。
3.2施工阶段质量控制对策
施工阶段的质量控制关键在于检查落实各工序质量，严格工序验收制度，坚持上道工序未验收合格不得进入下道工序。施工到工程停检点，提前48小时通知监理、业主等有关方，经各方联合检查验收合格后才能进行下道工序。检验批、分项、分部工程完工后，或下道工序施工前，必须经监理检查确认，未经监理检查确认合格，不得进入下道工序作业。1、对工业输水管道组对进行检查确认。大管径工业输水管道在在沙地施工难度大，组对检查操作是否符合工序要求，组对前清理管内的沙土及杂物，检查坡口形式、角度及各项尺寸是否符合要求；组对时吊管作业必须用尼龙吊带防止工业输水管道或管口碰伤。2、焊接工序质量检查控制。榆林地区冬季寒冷，春季多风，夏季炎热，除严格执行焊接工艺操作要求外，还应充分考虑气候条件对作业人员，焊接参数的影响，合理安排当天的作业人员。焊接前需检查焊机，焊材是否受潮。焊接过程中严格执行焊接工艺要求，管口两侧采取保护措施，以防止飞溅灼伤防腐层；每层焊道焊完后，应用砂轮机或钢丝刷将飞溅、焊渣和焊接缺陷缺陷清除。[2]3、加强焊接环境的控制。在下列任何一种焊接环境下，若无有效的防护措施，严禁施焊：雨雪天气；大气相对湿度大于90%；环境温度低于-15℃或焊接规程中规定的温度。在下列风速要求下，若无防风蓬防护，严禁施焊。纤维素焊条E6010手工电弧焊，风速大于8米/秒；药芯自保护焊丝E71T8-Ni1J半自动焊，风速大于8米/秒。
3.3施工验收阶段质量控制对策
大口径工业输水管道焊接施工验收主要根据设计及规范要求进行相应的检验试验，对不合格的焊缝进行返修，对合格工程进行验收。大口径工业输水管道焊接质量检查主要进行外观检查、无损检测、强度试压、严密性试验等项目。
1、外观检查：工业输水管道焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔及夹渣，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物应清除，焊缝表面凹陷、咬边深度应小于0.5 mm，连续长度应不大于100 mm，且其总长度应不大于焊缝全长的10％，并应符合下列要求：
a）焊缝宽度宜每边超过坡口边缘2 mm；
b）焊缝余高宜为0 mm～2 mm，最大不大于4 mm。
2、无损检测：无损检测包括焊缝表面和焊缝内部的无损检测, 用于检测压力工业输水管道的表面及内部质量。焊缝外观检查焊缝表面质量的检验应在无损检测以及耐压试验之前进行。所有焊缝的表面质量均应采用标准样板、量规及硬度计等进行。外观合格的焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷, 并不得有熔渣与
飞溅物, 咬边和焊缝余高应符合相关要求。焊缝内部无损检测所采用的方法、检测比例应符合有关施工规范、标准以及设计要求的规定。[3]无损检测合格之后及时进行防腐，以免风沙过大将焊口填埋。
3,、管沟回填
管沟回填作为必检点，及时通知业主监理进行验收，电火花测试，工业输水管道轴线检测，尤其对连接各大场区的管线端点进行GPS检查，及时改正，以免后续连接时造成坐标偏差。
4、工业输水管道强度试压，严密性试验：
工业输水管道强度试压，严密性试验是在工业输水管道焊接完成一个区段内全部焊缝无损检测合格后，根据批准的试压方案进行的检查项目。工业输水管道试压前必须对下列资料和条件进行审查确认：a、焊缝工序无损检测全部合格，相关焊接资料完整齐全；b、试压用的检测仪表的量程、精度等级、检定标记符合要求；c、有经批准的试压方案，并经技术交底。d、试压应采用洁净水做试压介质或符合设计要求并准备充足。[4]
工业输水管道试压过程中严格按试压要求进行注水和升压、稳压，详细检查记录试压情况。
4.常见问题及处理措施
发生的常见质量问题主要有：（1）工业输水管道吊装中管口碰损或防腐层被破坏。主要原因是吊装操作工人技术不熟练，工序不规范，以及榆林地区冬季寒冷夏季炎热等原因，对此，应对吊装操作人员进行专门技术培训及技术交底，考评上岗，在后续施工中得到有效控制。（2）焊缝外观检测中焊缝和热影响区表面有气孔、凹坑和夹渣缺陷问题：主要原因是个别焊工未严格执行焊接作业指导书要求，对此及时进行技术交底，对身体素质及技术不合格的人员进行工种调配，该问题得到有效控制。（3）管线坐标偏差，造成管廊施工时将管线破坏，与场区管线连接出现高程不一致。施工过程中采用GPS定位，将各管线的坐标确定，用木块做标记，并写好节点号。
5、结束语
大管径工业输水管道施工条件环境差，作业条件艰苦，对作业人员身体素质要求高，质量控制难度较大，只有事前做好充分的质量预控，施工过程中严格落实规范操作及技术交底，强化工序质量验收制度，施工分项验收严格验收标准及时总结经验教训，工程质量才能得到保证。
质量控制必须做到以下几方面：a、必须进行焊接工艺评定，编制焊接工序作业指导书；b、焊接作业人员必须进行培训考评合格后才能上岗：c、严格控制管线的的轴线以及进场区管线的坐标。
参考文献：
[1]柳金海.金属管道焊接工艺便携手册[M].北京：机械工业出版社,2005:315.
[2]孟凡忠. 纤维素焊条焊接长输管道易产生的缺陷与改进措施 [J].焊接.2003(10):47.
[3]姜德林. 压力管道安装焊接质量控制探究 [J].内蒙古科技与经济.2009(11):94.
[4]张志贤.管道施工實用手册[M].北京：中国建筑工业出版社,1998:951.