公用管道安装监督检验

第三节　工程质量监督与监理技术——长输管道的监督与检验

近年来管道建设得到了迅速的发展，由于管道运输所特有的优势，管道运输行业一跃成为我国继铁路、公路、航运、水运外的第五大运输业，应用的领域遍及工业、农业、国防等，与我们的生活已经密不可分。所以长输管道建设的施工质量和现场监督与检验就显得非常重要，对此我们准备从长输管道监督检验的组织机构、监督检验的工作程序、监督检验的内容及重点、监督检验的技术手段、监督检验的结果与报告。

一、长输管道监督检验的概述

（一）长输管道所具有的特点

1．长输管道建设投资大、建设周期长、参与单位多、质量影响因素多，质量控制较困难。

2．输送具有连续性；长输管道一旦建成投产，一般情况下为连续运行，相应地增加了不停输带压维修的操作难度和危险性。

3．受地理条件和自然环境影响大；长输管道除特殊地段外，一般为地下敷设，运行中不易发现潜在的危险；且地形地貌对管道安装质量的影响大，一条长输管道可能会遇到多种地形和各种自然环境，如我国西气东输管道工程，全长约4000千米，自西向东途经戈壁、沙漠、黄土高原、山区、水网、江河等多种地形地貌和多处自然环境恶劣的地区。

4．对材料和施工工艺要求越来越高；随着管线钢性能的不断提高，长输管道建设越来越趋于向长距离、高工作压力、大口径、厚壁化方向发展，对管材、焊接材料、焊接方法、无损检测的要求也随之越来越高。

5．社会环境对质量的影响大；长输管道建设施工由于种种原因，尤其在三、四类地区，施工不能连续进行而造成的现场留头多、连头数量增加，难以确保建设质量。

（二）长输管道质量监督检验的重要性

由于长输管道所具有的上述特点，特别是长输管道输送的介质多为有毒、有害、易燃、易爆的气体或液体，在管道输送过程中一旦出现问题，就将造成严重的后果或灾难，轻者给国家的财产造成经济损失，给人民群众的生活造成不便，重者会殃及人民群众的生命安全。这方面的事例已非常多，因此，加强对长输管道的监督与检验，探讨监督与检验的工作机制显得十分必要。

二、长输管道监督检验的组织机构

对长输管道实施任何方式的监督检验，都离不开组织机构的建设，建立一个具有足够专业技术能力的组织机构是有效开展长输管道监督检验的基本保证。这个组织机构的能力应表现在如下几个方面：

1．应具备相应的法律法规和政策依据，在政策上得到政府有关部门的扶持，在组织上有主管部门。

2．从具体监督检验实施的机构应该是独立于建设各方的，依法设立的独立事业法人实体，完全自负盈亏，能独立承担相应的民事责任。

3．机构应在政府有关部门委托或授权范围内开展监督检验业务。

4．监督检验机构应该具备足够的经验和业绩，并具有与所承担业务相适应的专业技术人员。

5．有严格的管理制度和成熟的工作程序。

6．在任何情况下，都不能把监督检验机构的监督检验活动认为是建设责任主体对工程实施的控制。

三、长输管道监督检验的工作程序

对监督检验工作程序做出规定是有效开展监督检验活动的基础，监督检验的程序应包括项目报监与受理、监督检验准备、监督检验实施、竣工验收、监督检验档案的编撰及归档五个方面。

（一）报监与受理

建设单位应在长输管道安装开工前，按照规定向有资格的监督检验机构提供相应的设计文件及有关资料，填写《长输管道安装工程监督检验申报书》办理相关的监督检验手续，建设单位还应负责督促、协调监理单位、安装单位或直接向监督检验机构提交相关资料。

监督检验机构委派专人负责对申报资料进行初步审查，确认建设手续合法后，可受理申请，管道安装监督检验项目立项。

监督检验机构根据工程项目的内容及规模，选派相应专业的监督检验人员组成专项工程监督检验项目组（以下简称项目组），并指定项目组组长，工程项目监督检验实行项目组组长负责制。项目组成立后立即对申报资料进行审查，并开始建立该工程项目的监督检验档案。由项目组长负责组织对申报资料进行详细审查，确认符合要求后，向建设单位发送《长输管道安装工程监督检验申报受理书》，建设单位据此向主管部门领取开工报告。

（二）监督检验准备

项目组在收到监理单位和施工单位提交的有关资料后，应在熟悉工程项目基本情况的基础上，根据工程的特点、规模和复杂程度，编制监督检验工作方案。监督检验工作方案是项目组内部为规划和规范受监工程的监督检验工作而编制的文件，主要内容包括：工程概况及监督检验范围；监督检验依据；组织、人员及其职责；仪器、设备、设施配备；施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段监督检验的内容、重点及难点，特别要对施工阶段实物监督检验的项目及其检查方法、抽查数量做出规定；记录和报告；监督检验档案等。

项目组在熟悉图纸、资料的基础上，根据有关法律法规和工程执行的标准规范，结合受监工程的特点，编制工程监督检验计划。监督检验计划是监督检验方案的支撑性文件，是监督检验机构用于向建设、监理、设计、施工单位明确各方职责、监督检验内容、监督检验要求和联系方式的重要文件。监督检验计划应明确监督检验机构为受监工程各专业或专项工作选派的监督检验人员及联络方式；监督检验的具体内容、重点和方式。尤其对行为质量监督检验及涉及结构安全和重要使用功能的关键控制点做出详细的监督检验计划安排。

监督检验计划编制完成后应经监督检验机构技术负责人审批，并在收到建设、监理、施工单位提交的有关资料后及时下达到建设、监理、设计、施工单位。监督检验计划下发后，监督检验机构应以会议或书面形式向建设、监理、设计、施工单位进行监督检验交底，解释监督检验计划，提出具体要求并做好监督检验交底记录。

（三）监督检验的实施

监督检验实施包括如下活动内容：

1．监督检验的实施包括项目组对建设单位、监理单位、安装单位等申报资料进行审查，确认工程建设各方责任主体资质和有关人员资格等是否符合规定。

2．对参建各方质量行为进行监督检验。

3．对关键、特殊工序的施工工艺的确认。

4．工程实体的质量监督检验。

5．对主要分项工程、主要分部工程、单位工程和重要隐蔽工程的验收实施监督检验。

6．质量等级的核定。

7．相关单位质量体系运行状况的检查。

（四）竣工验收

在长输管道安装结束后，项目组应对工程竣工验收的组织活动进行检查并直接参与验收工作。这时的主要工作内容包括：

1．监督检验人员应确认竣工验收的组织合法性，工程竣工验收的组织形式、程序、内容和验收资料是否符合国家工程竣工验收的有关规定。

2．监督检验人员对总体检验实施监督：

（1）核查总体检验记录，或到现场观察、询问了解总体检验情况。确认总体检验是否达到设计、标准、生产操作、安全消防、环保等要求；

（2）做好总体检验记录。

3．项目组在竣工验收前对竣工资料进行审查，确认其符合有关规定。

4．监督检验人员对单项、单位（当工程只含一个单位工程时）工程质量验收实施监督：

（1）竣工验收是否在中间交接验收和总体检验合格的基础上进行，是否具备建设工程竣工验收条件；

（2）实体质量是否存在严重缺陷，对提出的问题是否彻底整改并得到监理确认；

（3）工程质量评定文件和评定结果是否符合国家验收标准的规定；

（4）做好竣工验收记录。

5．向竣工验收组织出具压力管道安装项目质量监督检验报告：

由项目组长编写单项（单位）工程监督检验报告，其报告内容包括：工程概况、对工程建设各方责任主体质量行为的评价、实物质量的监督检验情况、监督检验结论及监督检验人员会签等。监督检验报告要经监督检验机构技术负责人审核，机构负责人审批后，在竣工验收前提交验收组织。

（五）监督检验档案的编撰及归档

在监督检验实施过程中，监督检验人员应及时建立、收集、整理、保存与质量监督检验活动有关的记录、报告、文件和有关资料，以证实安装质量监督检验活动已按计划实施，同时反映压力管道安装过程和结果的一些必要信息，这项活动是非常重要的，每一名监督检验人员都必须知道，这些收集、保存起来的记录、报告、文件和相关资料将是在今后意外情况下证明监督检验机构或监督检验人员尽职尽责，解脱、减轻意外事件所带来的责任的重要证据。

在工程完工后，应尽快整理、完善监督检验档案。监督检验档案编撰完成后，应在经过审查后验收存档。

四、长输管道监督检验的内容及重点

（一）长输管道施工主要工序

在管道工程施工中，可将施工全过程划分为施工准备、原材料及管道附件、设备的检验、交桩、测量、放线、施工作业带的清理、管沟开挖、布管、管道组对、焊接、焊接检验、防腐层补口及补伤、管道的下沟与回填、管道的清管、试压及输气管道的干燥、线路截断阀室安装、阴极保护、三桩埋设、管道穿跨越、管道构筑物施工等主要工序。

（二）监督检验的重点

在长输管道施工过程中，几乎所有的活动均能对施工质量造成影响，区别只是影响程度不同，质量隐患的发作时间不同，有的质量问题影响是轻微的，如一个阴极保护电极连接不好；有的是严重的，如管道焊缝中存在致命的裂纹。有些质量问题在施工过程中就能被及时发现，如焊缝中存在的气孔、夹渣等体积型缺陷常常在检测或试压时发现；但也有些质量问题在工程完工、投入运行几年后才可能暴露出来，如管道防腐质量。要消除影响质量的各种不利因素，需对管道施工工序进行合理划分并找出影响质量的关键工序和特殊工序，正确识别各工序的质量特性，才能抓住重点，有的放矢，用有限的资源、最为经济地保证管道施工质量，提高质量监督检验工作的有效性。

虽然各工序的质量对整个工程质量都有影响，但对管道的安全运行起到最直接、最重要的工序或控制环节是材料、设备的验收、管道的组对及焊接、管道穿、跨越段施工等。

在管道施工过程中，即使是相同的工序，所处的地理位置不同，重要程度也不尽相同，在人口稠密地区及特殊区域所有施工工序都可能是监督检验的重点。

另外，由于施工单位在施工能力、施工经验上存在差异、施工场地环境条件不同，在一个施工单位可能不存在质量问题，在另一个施工单位可能很难达到质量要求，甚至同一个施工单位在不同的施工现场，对同一道工序施工的质量也会有很大差异。因此，要求监督检验人员应能在复杂多样的情况下，根据具体情况正确分辨出影响质量的因素，找到监督检验的重点环节，从而制定出确实可行的监督检验方案并加以实施。

五、长输管道监督检验的技术与方法

（一）长输管道工程质量监督检验

长输管道工程的监督检验主要是为发现或验证管道安装过程的实体质量是否达到设计或标准的要求，这里所述的监督检验活动仅指监督检验机构组织发起的监督检验。由于焊接是长输管道施工过程中最基本的关键和特殊工序，因此大量的监督检验活动都是针对这个工序展开的。

1．焊接工艺评定试验。为保证工程中实施焊接工艺的正确性，通过对焊接工艺的验证性试验，评定焊接工艺的适用性，为焊接工程确定焊接工艺指导书提供依据。

2．焊接接头检查。对焊接接头的检查包括外观检查法和无损检测；无损检测是对焊接接头的非破坏性检查，是目前使用范围最广，最实用的检测技术。主要包括射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤。

相控阵全自动超声波检测技术是2002年在西东输管道施工中被引进的先进的检测技术，具有检测速度快、效率高、检测准确率高等特点，适合于长输管道全自动焊接工艺所成型的焊接接头的检验。

应用金属磁记忆法测量管道内应力，可以在安装过程中对焊接、组对过程中产生的焊接应力进行早期测量并采取措施预防和消除，这种方法是利用了磁弹性效应和磁机械效应、应力集中区中位错壁上磁畴边界的固锁效应、金属天然磁化强度条件下组织和机械强度不均匀性造成的漏磁场效应物理基础理论。焊接金属在冷却过程中，在地球磁场的作用下形成磁畴结构，在焊接缺陷中形成磁畴的固定节点，并以漏磁场的形式延伸到焊缝表面，同时，由于焊接结构中工作载荷造成最大应力区域内残余磁化强度的不可逆变化，并将这一磁特性“记忆”在金属中，在金属表面每个点上的漏磁场强度的大小反映着磁导率的张量，该张量对应残余应力与变形的张量。因此，通过对自有漏磁场的法向分量和在磁场长度方向上的梯度值的测量就可以确定应力集中区、应力集中区金属组织的损伤及金属中的缺陷。

3．理化性能试验法。必要时，可采取在施工现场随机抽取一定数量的焊接接头进行机械性能试验。包括化学成分分析和主要机械性能指标，主要机械性能指标包括有拉伸试验、压扁试验及验收、弯曲试验、焊缝工艺性能试验、焊接接头延性试验、断裂韧性试验、金相检验等。

4．压力试验。压力试验是对管道整体质量进行检验的一个重要工序，其实质是对焊接接头质量最终检验。按照试压使用的介质划分可以分为水压试验和气体压力试验，按照试压范围划分又可以分为分段试压、站间试压和全线整体试压，按照试验压力的大小又可分为强度试验和严密性试验。

（二）几种长输管道在线检验检测技术简介

1．管道变形及漏磁腐蚀检测技术。长输管道在使用中随着时间的延长由于各种原因会产生变形和腐蚀。通过管道变形及漏磁腐蚀检测技术，能直观、准确、高效率地记录下管道上的每一点腐蚀缺陷，科学准确地给出管道现状，为管道的维修和安全运行提供科学依据。

管道漏磁腐蚀检测的工作原理是用自身携带的磁铁在管壁全圆周上产生一个纵向磁回路场。当检测器在管内行走时，如果管壁没有缺陷，则磁力线囿于管壁之内；如果管内壁或外壁有缺陷，则磁力线将穿出管壁之外而产生漏磁现象。漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头检测到，并产生相应的感应信号，这些信号经滤波、放大处理后被记录到检测器上的海量存储器中，再经检测后的数据回放处理，对其进行判断识别。主要用于检测管道内外腐蚀深度、面积分布及周向位置，管道环向及螺旋焊缝形状、缺陷及分布位置，管道弯头、阀门、三通、法兰、环焊缝等附件的位置。

管道变形检测的主要原理是在正常输送介质的情况下，管道变形检测器于管道中随油流运行，可自动地检测出管道的直径变化量（凹陷及椭圆度），同时可探明管道阀门、弯头等部分管道附件情况以及它们所处的里程位置，检测数据由电子式数据采集及处理系统自动进行并储存。

2．水下管道埋深探测技术。水下管道埋深探测系统主要由发射机、接收器、天线、声呐探深仪、电子定位总站、橡皮艇、数据收集器、计算机、打印机、绘图机等组成。其探测方法是用一台以电池为动力的发射机，将直流电转换成交流电信号，通过导线与管线连接，将交流电信号传递给管线，使管线产生电磁场，发射电磁波。在橡皮艇上，装有计算机、接收机等，通过与接收天线的耦合连接来采集数据。橡皮艇在水面上垂直于管线方向来回划动，依靠天线探头接受管线辐射出来的电磁波，传给接收机并将接收到的信号滤波和放大后传给计算机，进行计算机处理后存储，同时声呐根据寻管器的指示信号，测量并记录管线处的水深。管线被检测点的定位依靠岸上的电子定位总站和电子测距仪来确定，测距仪的数据输入到计算机，电子定位总站的数据记录在数据采集器中。最后将计算机和数据采集器中的数据汇总，由计算机进行筛选和处理，用打印机将数据打印，用绘图机将管道所测量的河流平面图及断面图的结果绘出。

3．埋地管道外防腐层状况检测技术。埋地钢质管道的防护措施一般为外防腐层加阴极保护，防护效果的好坏与管道的安全运行密切相关，因此长输管道的腐蚀与防护越来越受到人们的重视。埋地管道防腐层因施工中的破损、剥离、脱落等原因，易于造成管道腐蚀、穿孔和泄漏，往往会给企业带来较大的损失。因此，应定期对管线实施在线防护状况检测，一般包括管道埋深、管道坐标、防腐层绝缘电阻率、管道电位、防腐层缺陷定位及缺陷面积的大小等；以便对管道防腐层及阴极保护等问题进行早期诊断，预防管体腐蚀泄漏，减少经济损失，使管道发挥最大的运营效率。

六、长输管道监督检验的结果与报告

监督检验机构的监督检验工作成果是通过监督检验报告体现的，监督检验报告也是监督检验机构的提供技术服务产品的主要表现形式，因此非常重要。

建设单位应在工程竣工验收后合理时间内向监督检验机构进行竣工验收备案。监督检验机构应向委托机构或授权部门提交工程监督检验报告。监督检验报告应包括以下主要内容：监督检验依据；监督检验工作范围；工程建设概况；对工程建设各方责任主体质量行为评价及违法行为评述；以单位工程竣工验收的工程中，主要分项工程、主要分部工程的验收结论；以单项工程或项目工程竣工验收的工程中，单位工程验收结论；工程中重大质量问题及质量事故处理情况；工程竣工验收是否符合竣工验收条件、竣工验收的组织形式、程序、内容是否符合有关规定；对竣工资料的审核结果；工程遗留的质量缺陷及处理意见；质量评价和监督检验结论等。

监督检验机构应该对出具的监督检验报告负责。

七、结束语

我国目前现有长输管道3万余千米，美国约有长输管道45万千米，俄罗斯约有长输管道30万千米，我们与之相比还有很大的发展空间。随着世界能源经济发展的趋势和国家能源结构的不断调整，今后我国的长输管道必将快速增长。如何更好地开展对长输管道的质量监督与检验工作，进一步探讨长输管道的质量监督检验工作机制，必将对我国的长输管道监督检验和安全监察工作具有重要的意义。