張金喜，劉 東，孟獻(xiàn)強(qiáng)，馬岳旺，杜佳佳

1中國(guó)石油管道局工程有限公司國(guó)際事業(yè)部，河北 廊坊

2新地能源工程技術(shù)有限公司，河北 廊坊

1.引言

沙特阿美石油公司，對(duì)質(zhì)量管理有著嚴(yán)苛而又成熟的體系，涵蓋了石油工程中的各領(lǐng)域，焊工資質(zhì)管理也不例外。有效的焊工資質(zhì)管理，不僅可以控制生產(chǎn)成本，還可以有效控制和預(yù)防質(zhì)量安全隱患[1][2]。因此，規(guī)范焊工資質(zhì)管理，加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制，對(duì)于焊接生產(chǎn)尤為重要。

本文以正在沙特阿美執(zhí)行的項(xiàng)目為參考，總結(jié)了阿美對(duì)于焊工考試的要求、焊工的培訓(xùn)及再教育、焊工考核管理、焊工證書維護(hù)管理以及對(duì)項(xiàng)目焊工考試管理的啟示，希望促進(jìn)項(xiàng)目焊工管理的進(jìn)一步提升。

2.焊工考試要求及流程

2.1.第三方焊工考試中心WTC

為了保證焊接質(zhì)量，根據(jù)阿美質(zhì)量管理要求，阿美所屬項(xiàng)目的焊工不管在沙特境內(nèi)還是境外都需要參加焊工考試，并取得焊工證(JCC)，且需要由阿美短名單里獨(dú)立的第三方執(zhí)行。其職責(zé)是：

焊工考試過(guò)程監(jiān)控，一般情況，委派批準(zhǔn)的QC inspector 在考試地點(diǎn)實(shí)時(shí)檢查考試過(guò)程，包括焊材型號(hào)、管材規(guī)格、焊接工藝規(guī)程WPS 的核對(duì)，組對(duì)檢查，焊道檢查，焊接參數(shù)檢測(cè)，確保符合考試合規(guī)性。

焊件試驗(yàn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(主要有ASME IX，AWS D1.1，D1.6,，D1.8，or API STD 1104)進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，包括拉升試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、顯微結(jié)構(gòu)、夏比沖擊功、維氏硬度、洛氏硬度、化學(xué)成分分析、滲透探傷、射線探傷和熱處理等。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，簽發(fā)試驗(yàn)報(bào)告和焊工考試證書。

截止2020 年，阿美短名單第三方考試機(jī)構(gòu)包括以下6 家單位[3]：FugroSuhaimi、AlHotyStanger、NDT Corrosion Control Services、TCRArabia、Exova、Industrial Support Services (ISS)。

2.2.阿美全過(guò)程參與

阿美對(duì)焊工的管理有著嚴(yán)格的要求，從焊工考試直至焊工取證焊接。焊工考試涉及到的阿美部門有：

IEU (Inspection Engineering Unit)工程檢查科：屬于阿美OID (Operations Inspection Division)運(yùn)營(yíng)檢查部下屬機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)第三方焊工考試中心的審核與批準(zhǔn)，確保其實(shí)驗(yàn)室軟硬件符合阿美要求。

PID (Project Inspection Department)項(xiàng)目檢查部：審核焊工焊接卡JCC，所批準(zhǔn)的工藝是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求、本項(xiàng)目的施焊要求；審查焊工注冊(cè)及跟蹤系統(tǒng)是否滿足阿美規(guī)范要求；焊接過(guò)程審核，檢查焊接變量是否滿足批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程WPS；焊工監(jiān)督檢查，若發(fā)現(xiàn)焊工表現(xiàn)較差，可以直接取消焊工JCC；

OID 運(yùn)營(yíng)檢查部：負(fù)責(zé)阿美所屬項(xiàng)目的無(wú)損檢測(cè)工作，焊工管理方面主要是審核焊工無(wú)損檢測(cè)結(jié)果。

2.3.焊工本身要求

雖然對(duì)于質(zhì)量管理嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，但對(duì)于焊工的知識(shí)結(jié)構(gòu)、教育背景和工作經(jīng)驗(yàn)等，并沒有附加要求。項(xiàng)目執(zhí)行中，承包商需對(duì)新雇傭的焊工進(jìn)行內(nèi)部審查，了解其工作經(jīng)驗(yàn)及熟悉的焊接方法，從而起到預(yù)控作用。

2.4.焊工考試流程

焊工考試流程包括：焊工考試準(zhǔn)備，事件組對(duì)及焊接、外觀檢查和試驗(yàn)過(guò)程，見圖1。

1) 焊工考試準(zhǔn)備：按照考試計(jì)劃，準(zhǔn)備考試試件、填充金屬及焊接工藝規(guī)程WPS，提前預(yù)約第三焊工考試機(jī)構(gòu)WTC，要求其安排焊接質(zhì)檢員進(jìn)行考試見證與檢查。

2) 試件組對(duì)及焊接：按照要求組對(duì)焊接試件，距離地面45 cm 以上，并在焊件兩端標(biāo)記焊工名稱及焊接符號(hào)，WTC 機(jī)構(gòu)的質(zhì)檢員檢查合格后方可開始根焊。此外，在熱焊開始前，WTC 質(zhì)檢員需要檢查根焊是否合格，如果根焊需要打磨，需要WTC 驗(yàn)收合格后才可以進(jìn)行下一步焊接。需要注意焊接過(guò)程中不得移動(dòng)試件。

3) 外觀檢查：焊工焊接完成后，WTC 質(zhì)檢員需要對(duì)焊口進(jìn)行外觀檢查，涉及到焊縫余高要求(見表1)、咬邊(允許深度小于0.79 mm 且長(zhǎng)度小于50 mm)。此外，不允許有根部?jī)?nèi)凹、未熔合和電弧劃傷等情況。

Table 1.Weld reinforcement and root penetration表1.焊縫余高要求

4) 射線無(wú)損檢測(cè)RT：如果需要，按照ASME SEC V B&PV QW-191 進(jìn)行。若計(jì)劃使用超聲波檢測(cè)UT 代替RT，需要提前獲得阿OID 批準(zhǔn)。

5) 導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)：必須由短名單焊工考試機(jī)構(gòu)WTC 進(jìn)行。彎曲試樣選取位置按照ASME SEC IX B&PV QW-463 執(zhí)行，試驗(yàn)方法按照ASME SEC IX B&PV QW-162，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按照QW-163 執(zhí)行[4]。

Figure 1.Flow chart for testing and certifying welders圖1.焊工考試及證書簽發(fā)流程圖

3.焊工考核管理

焊工的考核管理，不僅可以動(dòng)態(tài)監(jiān)視焊工的水平和狀態(tài)，還能提升焊工的積極性，有助于科學(xué)管理焊工，促進(jìn)焊接生產(chǎn)質(zhì)量的良性循環(huán)，使項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)增益的目標(biāo)。

3.1.Initial Production (IP)初始生產(chǎn)驗(yàn)證焊口

根據(jù)阿美規(guī)范SAEP-321 Saudi Aramco Welders Performance Qualification and Tracking Requirements和SAEP-323 Contract Welders and Brazers Performance Qualification Testing and Tracking Requirements 要求[5][6]，承包商每名新焊工的初始3 道IP 對(duì)焊焊口需進(jìn)行100%射線RT 檢測(cè)，且至少1 道焊口RT 拍片過(guò)程應(yīng)經(jīng)過(guò)業(yè)主管理部門OIU 的見證。IP 焊口與批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程WPS 無(wú)關(guān)。根據(jù)三方(獨(dú)立第三方、承包商和阿美OID)無(wú)損檢測(cè)結(jié)果，可以分為以下4 種情況，見流程圖2：

1) 初始3 道驗(yàn)證口射線檢測(cè)全部合格?？梢灾苯由暾?qǐng)進(jìn)行生產(chǎn)口的焊接。

2) 初始3 道驗(yàn)證口中有1 道射線檢測(cè)不合格。該焊工需要繼續(xù)焊接2 道焊口：若射線檢測(cè)全部合格，可以直接進(jìn)行生產(chǎn)口的焊接；若其中1 道焊口RT 檢測(cè)不合格，需要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行重新培訓(xùn)，然后按照正常流程重新開始3 道驗(yàn)證口的焊接；若2 道焊口RT 檢測(cè)全部不合格，此焊工的資質(zhì)將被取消。

3) 初始3 道驗(yàn)證焊口中2 道RT 檢測(cè)不合格，應(yīng)當(dāng)對(duì)焊工進(jìn)行重新培訓(xùn)，然后重新進(jìn)行3 道初始驗(yàn)證口的焊接。培訓(xùn)機(jī)會(huì)只有2 次，若仍然不合格，取消焊工資質(zhì)。

4) 初始3 道驗(yàn)證焊口RT 檢測(cè)全部不合格，直接取消焊工資質(zhì)。

對(duì)于儲(chǔ)罐焊接，初始3 道驗(yàn)證口取每道焊口6 寸長(zhǎng)進(jìn)行射線檢測(cè)。

此外，初始3 道驗(yàn)證口納入焊接數(shù)據(jù)表，即不需要計(jì)算在焊接返修率WRR 中。RT 檢測(cè)結(jié)果至少需要保留一年以上。

Figure 2.Flow diagram of radiographic requirement for three production welds圖2.初始3 道驗(yàn)證口射線檢測(cè)要求流程

3.2.施焊過(guò)程焊工控制管理

3.2.1.焊工等級(jí)分類

根據(jù)阿美SAEP 324 Certification Review and Registration of Project Welders 要求[7]，焊工的考核指標(biāo)需要將焊接焊口返修率(無(wú)損檢測(cè)拍片返修數(shù)量與總檢測(cè)數(shù)量之比)和焊接長(zhǎng)度線返修率(每周無(wú)損檢測(cè)返修長(zhǎng)度與無(wú)損檢測(cè)總長(zhǎng)度之比)相結(jié)合，其中焊接長(zhǎng)度返修率為主要影響因素，返修率的目標(biāo)值為線返修率小于0.2%且焊口返修率小于5%。無(wú)損檢測(cè)比例應(yīng)按照工藝管線焊接標(biāo)準(zhǔn)SAES-W-11Welding Requirements for On-Plot Pipe [8]和長(zhǎng)輸管線焊接標(biāo)準(zhǔn)SAES-W-12 Welding Requirements for Pipelines 確定[9]。焊工等級(jí)分類見表2。

A 類焊工：所有的焊工的理想目標(biāo)是A 類，具有較低的返修率。

B 類焊工：B 類焊工也可以接受，考慮到成本目標(biāo)，B 類焊工的技術(shù)水平需要提高。

C 類焊工：C 類焊工焊接成本的經(jīng)濟(jì)性較差，需要密切監(jiān)視焊接過(guò)程。

D 類焊工：嚴(yán)密監(jiān)視所有的返修焊口，2～3 星期內(nèi)焊工的周返修率有可能會(huì)超過(guò)7.5%；焊工需要嚴(yán)密監(jiān)視或增加NDT 百分比直至焊接返修率小于7.5%；如果2～3 星期內(nèi)，焊工的返修率仍然沒有下降，可以考慮注銷焊工資質(zhì)或焊工進(jìn)行再培訓(xùn)和考試。

Table 2.Welder classification criteria表2.焊工分類準(zhǔn)則

3.2.2.焊工跟蹤系統(tǒng)的建立

如前所述，根據(jù)阿美標(biāo)準(zhǔn)要求，在正式施焊前，承包商需要按照要求提交焊工注冊(cè)及跟蹤系統(tǒng)并獲得批準(zhǔn)后才能使用。一個(gè)完整的系統(tǒng)至少包含信息：焊工名字和焊工號(hào)、周焊口返修率(周焊口總數(shù)量、無(wú)損檢測(cè)百分比、周焊口RT 數(shù)量、周焊口返修數(shù)量、周焊口返修率)、累計(jì)焊口焊接返修率(焊口總數(shù)量、無(wú)損檢測(cè)百分比、焊口RT 總數(shù)量、焊口返修總數(shù)量、總焊口返修率)、周線返修率(各檢測(cè)百分比下的焊口尺寸數(shù)量/周、各百分比下無(wú)損檢測(cè)數(shù)量/周、各百分比下返修尺寸數(shù)量/周、線返修率/周)和總線返修率(各檢測(cè)百分比下的焊口尺寸總數(shù)量、各百分比下無(wú)損檢測(cè)總尺寸數(shù)量、各百分比下返修總尺寸數(shù)量、線返修率)及焊工等級(jí)。根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)于C 類和D 類及時(shí)采取有效措施。

3.2.3.動(dòng)態(tài)監(jiān)控焊工狀態(tài)

要實(shí)現(xiàn)良好的焊工狀態(tài)管理，需要建立動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施實(shí)地按照工作要求和計(jì)劃更新焊工狀態(tài)跟蹤系統(tǒng)。其實(shí)現(xiàn)必須具備以下條件：

1) 無(wú)損檢測(cè)要及時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求，無(wú)損檢測(cè)滯后不得超過(guò)一個(gè)星期，及時(shí)安排NDT 機(jī)組進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，可以有效預(yù)防焊工因?yàn)榧夹g(shù)或其他心理影響短期內(nèi)造成較大數(shù)量的返修；如前所述，無(wú)損檢測(cè)RT 需要三方審片，因此需要及時(shí)跟蹤每方的審片進(jìn)度，防止因其他因素干擾審片結(jié)果。

2) 數(shù)據(jù)錄入要準(zhǔn)時(shí)，安排NDT 協(xié)調(diào)員及時(shí)錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可以針對(duì)性計(jì)算出焊工的線返修和焊口返修，區(qū)別焊工的等級(jí)，對(duì)于等級(jí)較低的焊工，采取相應(yīng)的措施，分析出現(xiàn)缺陷的原因，有助于其提高焊接合格率。

此外，承包商應(yīng)逐級(jí)將焊工狀態(tài)表下發(fā)至相應(yīng)的管理人員手中，如機(jī)組長(zhǎng)、焊接質(zhì)檢員、焊接主管，以便隨時(shí)進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控。

4.焊工證書維護(hù)管理

焊工JCC 有效期為三年，從通過(guò)IP 驗(yàn)證口開始算起。在有效期截止前90 天，需要向焊工考試中心重新申請(qǐng)簽發(fā)焊工證書。對(duì)于3 道IP 初始驗(yàn)證焊口中，焊工證書被撤銷的焊工，需3 個(gè)月以上的培訓(xùn)和再教育，才能重新進(jìn)行焊工考試。對(duì)于6 個(gè)月內(nèi)沒有焊接記錄的焊工，自動(dòng)取消焊工的相應(yīng)焊接資格。對(duì)于雇傭類似項(xiàng)目或者承包商其他項(xiàng)目的焊工，如果有6 個(gè)月內(nèi)焊接記錄且可以覆蓋本項(xiàng)目的焊接范圍，需要將焊接記錄提交至業(yè)主PID 部門審核，可豁免考試。

焊工工作中需隨身攜帶批準(zhǔn)的焊工證件JCC，以供承包商質(zhì)量部門和業(yè)主進(jìn)行核定和檢查。承包商質(zhì)檢員所轄焊接作業(yè)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)焊工違規(guī)焊接，有權(quán)利及時(shí)收回焊工JCC，通知其進(jìn)行培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，根據(jù)結(jié)果，決定焊工是否恢復(fù)正常焊接。

不管任何原因取消了焊工資質(zhì)，禁止施焊，若焊工仍在焊接，不論焊口是否合格，需要切掉取消資質(zhì)后所焊的全部焊口。離職的焊工，及時(shí)歸還焊工JCC 至業(yè)主主管部門。

5.總結(jié)

沙特阿美在整個(gè)焊工管理過(guò)程中，每個(gè)步驟都進(jìn)行了條款化程序安排，過(guò)程中監(jiān)督焊工動(dòng)態(tài)并通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對(duì)焊工進(jìn)行檢測(cè)，各程序步驟的要求分別執(zhí)行了焊工考試、焊工的培訓(xùn)及再教育、焊工考核管理、焊工證書維護(hù)等，希望進(jìn)一步提升項(xiàng)目焊工資質(zhì)管理。