《质量案例分享》课件.ppt
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1、石油与天然气工程质量监督总站 2015年3月,质 量 案 例 库,案例一:,西气东输二线 18标段管道试压排水爆管 事故,2010年7月20日,西气东输二线东段18标段EB026桩EB034-2桩间,在管道强度和严密性试压结束后,进行管道排水过程中发生了管道破裂事件。按照管道建设项目经理部组织的会议要求,9月22日,在组织进行第二次严密性试压结束后的管道排水过程中,同一位置再次发生了管道破裂事件。,1,事故概况,(1)两次爆管地点 两次爆管地点均为:河南省三门峡市陕县桃王村,管道桩号EB034-2,试压后排水未端。,(2)两次破裂部位 第一次破裂部位:排水末端(EB034-2桩)与试压头相连的
2、钢管发生破裂,试压头携带部分母材脱离主管,破裂点距离管端11.3m。 第二次破裂部位:排水末端(EB034-2桩)距离试压头第三根钢管发生破裂,破裂点距离试压头约14m,距离管道环形焊缝约2.5m。,爆管相关信息,2,(3)破裂产生过程 第一次管道破裂在管道试压结束后,距离开始排水约20小时10分时,发生管道破裂。 第二次管道破裂在管道严密性试压结束后,距离开始排水约39小时20分时,发生管道破裂 。,(4)管材型号 第一次爆管:钢级X80,规格121918.4mm,长度12.066m ,防腐等级为高温普通型。 第二次爆管:钢级X80,规格121918.4mm,长度12.02m,防腐等级为高温
3、普通型。,爆管相关信息,2,(1)破裂管段地形地貌 西气东输二线东段18标段EB026桩-EB034-2桩间试压段长度为6.971Km,该段最高点高程为737.18m,最低点高程为558.41m,最大高差为178.77m,即最大静水压为1.788MPa。 (2)破裂管段设计要求 根据设计文件要求,EB026桩-EB034-2桩间试压段强度试验压力为12.5MPa,严密性试验压力为10MPa。按照西气东输二线管道工程线路工程清管试压技术规范要求,线路管道低点试压时所承受的环向应力,不应大于管材最低屈服强度的95%,即承受最高试验压力值为15.91MPa,相当于允许静水压高差为341m。,爆管基本
4、情况描述,3,(3)破裂简要经过 2010年7月20日5:10,西气东输二线东段18标段按照审批完成的“第18标段线路工程线路清管、测径、试压及施工技术方案”工程技术文件,组织完成强度与严密性试压后,在EB026桩处安装2台型号为XHP1070(额定工作压力3MPa、排气量为30m3/min)的空压机,向管内注气推动直板式清管器排水作业,当压力表显示压力0.64Mpa时,排水末端(EB034-2桩)(安装两台DN150阀门、一台DN80阀门,只使用一台DN150阀门排水)与试压头相连的钢管发生破裂,破裂处距离管端约11.3m,母材开裂长度约2.6米,试压头携带部分母材脱离主管,清管器被推出约1
5、00m的距离 。,第一次爆管现场,第一次爆管现场,第一次爆管现场,(4)破裂简要经过 2010年9月22日18:20,西气东输二线东段18标段同样按照审批完成的技术方案,组织完成严密性试压后,在EB026桩处安装1台型号为XHP1070(额定工作压力3MPa、排气量为30m3/min)的空压机,向管内注气推动直板式清管器排水作业,当压力表显示压力1.01Mpa时,排水末端(EB034-2桩)(安装两台DN150阀门、一台DN80阀门,只使用一台DN150阀门排水)距离试压头第三根钢管发生破裂,破裂处距离试压头约14米,母材开裂长度约2.5米,距离环形焊口约2.5米,与螺旋焊缝约1米左右,管材基
6、本沿螺旋焊缝重叠撕开 。,第二次爆管现场,2010年7月21日和9月23日 ,石油管工程技术研究院将现场两次破裂钢管及带环焊缝的试压头分别运回西安,进行失效分析及检测。 从两次失效分析结果看:破裂钢管力学性能指标符合西二线技术标准要求,管材破裂处的局部应力超出了材料的屈服强度,材料发生塑性变形,进而导致韧性断裂。,4,管材失效分析,5,初步原因分析,第一次管材破裂专题分析会,1,最终专家会议认为:试压所爆管段,经过严格的理化分析,可以认定该根管材无质量问题,母材合格,安全可靠;该管段破裂,是由于管材受到大于管材屈服强度的应力后,发生爆裂事故,产生原因有待进一步研究。 建议对该爆管事件进行专题研
7、究,开展后续工作。组织各个方面的专家(爆破学、流体力学方面)、国家重点失效分析实验室,继续分析探讨,作为今后同类工作的案例 。,第二次管材破裂专题分析会,2,2010年9月25日,相关专家再次赴爆管现场。通过与现场监理、施工单位的沟通,进一步了解了当时爆管的相关情况,同时也查看了有关的记录资料、现场的地形地貌。 最终会议认为:西二线东段18标段两次爆管起源于相同地点和钢管母材,均为管道受瞬时高压造成;爆管段及相邻钢管力学性能符合西二线标准要求;清管排水过程符合要求,没有误操作。,5,初步原因分析,通过现场初步调查工作、失效分析及两次召开的爆管专题分析会,得出:,初步结论:破裂钢管及未破裂钢管的
8、力学性能符合西二线标准要求,施工过程、监理/监造、钢管生产等符合程序。根据破坏断口特征、地形特征及爆破记录参数,爆管可能是由于气水混合物在下坡段的气塞压缩及可能的气泡溃灭现象作用产生的。,6,对今后工作的指导意见,要抓紧完善施工技术规范。 根据西二线东段18标段管道试压排水两次爆管现场地形地貌的查看,类似的地形地貌较多,为了避免在管道试压排水过程中再次出现类似爆管现象,组织相关单位进一步完善清管试压技术规范,尤其重点明确地形地貌复杂区域的试压排水要求 。,案例二:,兰郑长成品油管道工程 长沙末站地基沉降事件,兰郑长成品油管道工程长沙末站位于湖南省长沙市果园镇,由储油罐区、变电所、站控室等组成。
9、 兰郑长EPC承包商于2008年8月组织站场工程招标确定主承包商。2009年8月,主承包商又通过议标,分别将土方回填(平衡)、地基强夯、35KV变电所、综合值班室、综合控制室等多项单项工程进行分包。,事件概况,1,长沙末站综合值班室等5个单体工程于2009年10月开工,12月底结构封顶,封顶时结构未发现异常。 2010年3月份进入雨季后,各单体结构相继出现沉降及裂缝,倾斜。每次较大降雨之后,结构沉降及开裂,倾斜就会加剧。 出现沉降及裂缝的部位均为地基填方强夯处理部位,故据此可推断,主体结构沉降及开裂是由地基强夯处理部位的沉陷引起的。,事件概况,1,事故现场状况,1.综合值班室为两层现浇钢筋砼框
10、架结构,基础形式为柱下条形基础。现场发现填充墙开裂严重,裂缝达20mm;框架柱不同程度的下沉,最大沉降达98mm; 框架柱出现水平裂缝;框架梁梁端出现45的斜裂缝;楼梯板出现水平裂缝;首层地面开裂严重。,2.站控室、消防泵房、综合用房为单层现浇钢筋砼框架结构,基础形式为柱下独立基础。现场发现填充墙开裂,柱子基础下沉,地面开裂,但程度轻于综合值班室。,2,事故现场状况,3.维修厂房为轻钢结构,主体钢梁及柱施工已完成,屋盖及维护结构尚未施工,但钢柱也出现沉降。,4.6#储油罐采用现浇钢筋砼环梁基础,油罐倾斜已达84mm,超过规范限值50mm的要求 。,2,事故原因分析,3,根据调查结果:现场土方回
11、填和强夯地基处理施工时间为2009年10月初至2009年11月底。施工期间为干旱少雨期,回填土含水量普遍小于10%,小于最佳含水量13%。 根据检测的具体情况分析:造成6号储油罐地基产生不均匀沉降、产生倾斜的主要控制因素是基底土压缩层厚度(主要为人工填土分部)变化大,其次为人工填土的组成成分的不均匀以及雨水下渗使地基土强度降低 。 强夯地基验收试验设计仅做荷载试验,不满足规范检测要求。缺少动力触探试验和浸水载荷试验,无法反映地基强度的均匀性和水对强夯后土体强度和变形的影响 。 长沙末站综合值班室基底下持力层厚度不均匀及强夯地基(人工填土)组成成分不均匀,是导致综合值班室地基产生不均匀沉降的内在
12、条件;环境因素即地下水的影响,是触发和加剧综合值班室地基产生不均匀沉降的外部因素 。,各相关方存在的主要问题,(1)地勘报告存在的问题: a、地勘报告中未对储罐区以外的山谷冲沟部位提出地基处理方案。 b、地勘报告未明确提出进行验槽 。,4,(2)设计存在的问题: a、图纸中对储罐区填土区的地基处理未采用地勘报告中提出的振冲碎石桩法。 b、对于不均匀的填土土质,没有提出组分要求。 c、图纸中未明确提出进行验槽。 d、地基处理方案未进行专家论证评审。 e、储罐区内地坪为素土夯实,难以抵御雨水对地基的浸泡。,各相关方存在的主要问题,(3)施工管理及过程中存在的问题 : a、土方回填(即土方平衡)没有
13、具有可操作性的施工方案、技术交底,也没有相应的技术资料。施工缺乏技术指导文件及施工记录。未建立起完善的质量管理体系和质量检验制度。 b、经报审的强夯施工组织设计中,技术负责人没有资格证书;而在相应的隐蔽验收记录等资料中,班组长签字为该人。另外在隐蔽验收记录等资料中,技术负责人和技术员签字的又是其他人员,均没有资格证书 。,4,各相关方存在的主要问题,4,c、地坪地基处理平面图中: 1)设计要求填方区在平整场地前,应将表层耕质土、淤泥质土清除干净至二层砾质粉质粘土层,填方区填土为挖方的碎石土,严禁混有耕质土、淤泥质土。施工单位没有相应的施工验收记录,不能证明施工过程得到有效控制。 2)设计要求施
14、工中应及时做好排水工作,严禁填方区积水。施工组织设计中有排水措施,因开工后南方遇到旱情,已修筑的排水措施基本没有使用。进入雨季后施工现场安排人员昼夜值班以及时排水,但遇到强暴雨后现场排水措施应急能力不足,回填土遭雨水浸泡。 3)设计要求回填土中尺寸超过500mm的大块石,应及时破碎,但没有见到相应的验收记录,不能证明施工过程对回填土中尺寸超过500mm大块石的有效控制 。 4)设计要求回填土时应分层回填,每层厚度1.0-1.5m左右,施工单位、监理单位均没有相应的分层回填记录。不能证明施工过程能有效控制按照每层厚度1.0-1.5m施工 。,各相关方存在的主要问题,(4)土方回填与强夯施工的工序
15、交接记录不完整。 第二遍标高为58.8m处,强夯面积超过50000m2,进行工序交接的只有一份记录5000m2 。,4,(5)地基验槽记录中没有勘探部门签字栏,验槽只有施工单位、监理单位、设计单位参加,关键的勘探部门没有参加 。,(6)监理的质量检查计划书中规定土石方与土方回填,作为必检点,但无检测记录 。,各相关方存在的主要问题,(7)在建筑工程施工中,地基处理是一项十分重要的子分部工程,施工过程中,每一环节都必须严格按照设计要求、现行施工规范、施工方案、施工技术交底等要求施工,并做好各项施工记录。在施工单位自检合格后,地基处理的最终验收,应由监理单位组织施工单位项目负责人和技术质量负责人等
16、进行验收,勘察设计单位工程项目负责人和施工单位技术质量部门负责人也应参加验收,并做好验收记录。 但本子分部工程没有按程序进行验收,现有的工程资料也仅为现场技术人员(且无资格证)、质检人员、监理工程师签字。,4,5,6,通过调查分析,初步认定长沙末站综合值班室等五个单体结构出现不均匀沉降、开裂,6#储油罐倾斜等工程质量事故的主要原因有以下几个方面:,1)根据现场山丘、水冲沟高低起伏较大、长沙地区夏季雨水较多的气候情况,不适宜采用回填强夯地基。 设计采用回填强夯地基与施工排水的方法,施工方在工艺上难以实现设计意图,难以控制因地基被水浸泡后承载力下降带来的风险。地勘报告对储罐区填土区地基建议采用振冲
17、碎石桩法加固处理,设计没有采纳。对不均匀的填土土质,没有提出组分要求。储罐区内地坪为素土夯实,难以抵御雨水对地基浸泡。 对地基验收试验仅做载荷试验与变形模量试验,没有提出进行动力触探试验和浸水载荷试验,无法反映地基强度的均匀性和水对强夯后土体强度和变形的影响。,6,2)末站综合值班室、泵站等单体分包施工单位,对地基浸水风险识别不够,排水措施难以抵御强降雨造成对地基的浸泡; 土方回填承包商没有编制具有可操作性的施工方案、技术交底,缺乏施工技术指导文件,施工具有随意性,施工过程中也没有相应的验收资料; 回填厚度没有严格按照设计要求分层回填,造成人工回填出现强度差异。,6,3)主承包商将大部分工程进
18、行了分包,对重要分包工程重点环节组织不力,土方回填与地基强夯工序交接环节不清,对相关分包单位管理不严,土方平衡过程管控不到位,对现场土质浸水风险意识不强,强降雨应急排水措施不力 。,4)总承包商未组织对地基处理设计方案进行专家论证评审; 地基验槽没有邀请勘探部门; 强夯置换的地基竣工后没有组织专项验收; 对分包工程管理不到位,对地基处理等没有严格把关 。,案例三:,西气东输二线 枣阳-十堰支干线泄漏事件,2011年3月3日16:00左右,枣阳市环城区侯井村村民在红星心水库西边(顺气流下游)的乡村路边闻到异味后报警。运行人员17:30左右赶到现场,确定为天然气泄漏,并查明泄漏点(距离西气东输二线
19、干线枣阳分输压气站约16公里的SYFA031号桩下游附近,该段管道施工单位为吐哈油建)。,1)、天然气泄漏简要经过,“3.3”天然气泄漏事件发生及现场处理经过:,22:00,EPC豫鄂分部接到西气东输豫鄂管理处电话通知后,立即组织人员赶赴现场,会同运行单位进行现场调查和处置。根据现场实际情况,确定人工开挖,3月4日上午11:00左右泄漏点开挖打开,确定泄漏点在环形焊缝上;12:00左右完成泄漏点外防腐剥离,确定泄漏点在环形焊缝上,焊口编号为:XQ-SYFA031Z004,焊口顺气流方向1:00-2:00区域的焊道与母材结合部位存在一条长度为78mm的裂纹。,1,经过西气东输二线东段豫鄂项目分部
20、、豫鄂监理分部、西气东输二线东段EPC项目部以及西气东输管道公司现场商讨,决定更换泄漏管段(约4米)。 2011年3月4日,上午7:50,西气东输管道公司停止枣阳分输压气站的分输,关闭十堰支干线1#阀室截断阀; 8:10进行点火放空泄压,排放枣阳分输压气站至1#阀室间约20km管道的管内天然气; 11:56管线内压力放空至常压。,2)、现场处理简要经过,“3.3”天然气泄漏事件发生及现场处理经过:,3月5日,释放应力便于组对焊接,将回填的管沟挖开45m(逆气流挖开15m,顺气流挖开30m,破开乡村路),18:00左右完成组对焊接,并开始检测;3月6日,两道焊口的射线检测不合格,经西气东输管道分
21、公司研究决定采用管卡加固方案,12:00完成管卡加固焊接,18:00完成管沟回填,19:00开始恢复分输送气。,1,随后西气东输管道公司抢维修人员进行换管作业,吐哈油建负责提供机械设备及人员配合,西气东输二线东段EPC项目部负责协调配合;23:20,完成了切管作业。,根据石油管工程技术研究院(管材所)对泄漏环焊缝的失效检测分析报告(2011)管失字006号:XQ-SYFA031Z004焊口的原检测底片显示的修补影像为返修焊缝;环焊缝泄漏处对应的内焊缝处有一条120914的焊瘤,内焊缝存在两处未熔合缺陷,未熔合最大深度达3;,1)、泄漏焊口存在未熔合缺陷,泄露原因分析:,未熔合缺陷的存在,不仅减
22、少了焊接接头的有效承载截面积,使接头连接强度下降,更主要的是未熔合会由于结构尺寸效应,形成较大的应力集中,从而大幅度降低材料抗失稳断裂能力;因此该环焊缝的内壁未熔合缺陷是导致环焊缝裂纹失稳扩展,造成天然气泄漏的主要原因。,2,根据目前的调查取证,施工承包商(吐哈油建)没有履行焊口返修管理程序,在未通知监理的情况下,擅自对该编号为XQ-SYFA031Z004的焊口进行了返修处理;且返修过程中采取的质量保证措施不到位,导致焊缝内表面产生大量焊瘤,并有未熔合缺欠。,2)、施工承包商擅自进行焊口返修,泄露原因分析:,2,针对定向钻返平段土质疏松等地质特点认识不够,对易形成应力集中、管线下沉等风险因素识
23、别不够,对分层夯实作业未提出有效证据,现场监管不到位。,1)、管道局西二线东段EPC项目经理部,管理责任:,3,2)、吐哈油建十堰支干线项目部 (1)泄露处钢管断开后,在横向、纵向上有明显的错位,表明回填未严格分层夯实,并带应力进行组对。 (2)私自返修,未执行返修工艺规程,严重违章作业。 (3)经调查,施工过程资料与实际不符。,(1)评片人、审核人发现底片存在可疑影像后,在判断不明的情况下,未向监理进行报告,而是放行判定合格。 (2)对特殊地段焊口重视不够,对可疑影像复核不严。,3) 盘锦辽河华宇西二线项目部,管理责任:,3,4)、中油朗威西二线豫鄂监理分部 (1)针对定向钻返平段连头,回填
24、作业过程,对易形成应力集中、管线下沉等风险因素识别不够。 (2)连头时旁站不严格,对强行组对不终止,现场监督不够、质量控制不到位。,2011年3月7日至9日,已由豫鄂监理分部无损检测工程师张武、邵庆其、陈大治等人对枣阳-十堰支干线一标段线路工程的所有类似地段以及沙河、唐白河定向钻穿越的焊口底片进行了重新排查,对类似地段的焊口射线底片进行了重点复评。累计复评249道,涉及11个桩段。,1)、对枣阳-十堰支干线一标段类似地段的检 测底片进行加密复查,排除存在类似的 质量隐患。,已采取的措施:,4,复评情况如下:级焊缝60道、级焊缝185道、级焊缝3道、级焊缝1道。经复评比对,从焊口底片影像评定中,
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