深水半潜式钻井平台建造质量管理实践

【摘要】“海洋石油981”是第六代深水半潜式钻井平台，科技含量高，设备种类繁多，工艺流程复杂，高强钢及超高强度钢的大量应用，同时船厂缺乏相关设计、建造经验，给项目的质量管理工作提出了严峻的挑战。针对项目的特点，建造项目组从项目质量管理分级预警机制创新和推行全面质量过程管理这两大方面进行了有侧重点的分析和总结，形成了一套适用于深水半潜式钻井平台建造行之有效的质量管理思路和方法。通过上述质量管理方法的具体实践，使得深水钻井船在建造过程中的质量控制取得了良好的效果。
【关键词】深水半潜式平台；质量分级管理机制；全面质量过程管理；高强度钢；超高强度钢
“海洋石油981”是世界上第六代深水半潜式钻井平台，入美国船级社（ABS）、中国船级社（CCS）双船级。平台总长114m、宽90m、高112m，最大钻井深度12,000m，最大作业水深3,000m，甲板可变载荷9,000吨，配备DP-3动力定位系统。建成后该平台可在南海、东南亚和西非等深水海域进行钻勘探井、钻生产井、完井及修井作业。平台结构按照南海最恶劣的环境条件进行设计，其总强度满足南海200年一遇的环境条件。为确保平台能够在深水的恶劣海域进行安全高效的作业，避免平台在运营期间出现质量事故，项目建造期间的质量管理工作显得尤为重要。业主建造项目组从项目质量分级管理机制和推行建造过程全面质量管理两个方面入手，运用必要的质量管理工具和手段，较好地完成了项目质量管理工作，实现了质量管理目标。

1、质量管理分级预警机制的创新

质量管理分级预警是指通过对出现的质量问题，按照问题的轻重缓急进行归类，明确重点，并通过因果图、帕累托图等质量管理工具迅速分析出隐藏在质量问题背后的主要原因，一方面极大地提高了质量管理的效率，另一方面也对承包商的质量管理意识起到了警示和推动作用。

1.1制定明确的质量分级原则和处理措施

对于可能出现的质量问题，项目组采取了质量问题分级管理的做法。该方法将建造过程中发生的质量问题分为红、橙、黄预警处理，明确各预警级别的定义、处理原则及相关方，质量分级预警首先在项目组内部进行沟通，并与船厂的质量管理人员和管理层进行了讨论，大家获得了共识，处理问题做到有章可循。分级处理原则也一目了然，避免了出项质量问题后，在问题处理级别上（如发放停工令时）出现人为因素的影响。具体的质量分级预警级别表见表1。

1.2编制项目质量管理工具

为确保项目的各类问题能得到合理快速的处理，项目组在开工前编制了各类问题处理质量管理工具，并依据项目质量管理分级预警机制原则，对发生的各类质量问题按照轻重缓急、处理方式、责任对象的不同进行分类处理。有关质量管理工具详见表2。

1.3及时统计，持续质量动态管理

为了充分发挥在平台建造过程中质量管理的预防作用，就必须全面系统地掌握建造过程中质量管理的现状及发展状态，使用质量动态的有效工具对现场发生的质量问题按照上述质量分级预警原则进行统计和动态管理。
在项目中使用了质量问题分级统计表，将质量问题按照严重程度划分为红橙黄三类。其中黄类问题为在施工过程中，没有遵守施工管理程序的各项要求施工，造成小的质量缺陷或可能造成潜在的质量问题；橙类问题为未按照批准的程序、图纸和标准进行施工并对平台质量存在较大影响的或造成较大损失（100万元人民币以下）或事故屡次发生的；红类问题是指不明原因造成的大量缺陷且远低于质量目标的各种质量事故或未按照报批程序、图纸和标准进行施工造成重大损失的（100万元人民币以上）。
以上质量问题分级统计结果进一步采用质量管理工具（如帕雷托图）进行归类与分析，可以迅速找出最可能出现主要质量问题的区域。通过统计与分析，项目组发现在平台分段制造及坞内搭载阶段影响质量的突出二级预警问题为焊接问题、现场管理问题、装配问题。
接下来对现场产生的主要质量问题进行及时的分析，找出更深层的原因进行持续的改进，做到突出重点，目标明确。如通过对焊接问题发生的原因采用质量管理工具（因果图）进行详细的剖析，项目组采取了有针对性的相应措施来控制和保证焊接质量，有的放矢，从而从根本上解决了焊接出现的主要问题。详见图1焊接问题因果图。

2、推行全面质量过程管理，注重每项细节

“海洋石油981”深水半潜

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式钻井平台的科技含量高，设备种类繁多，工艺流程复杂，平台大量应用了高强钢及超高强钢，同时建造方缺乏建造类似平台的相关设计和建造经验，使得该项目在质量过程管理中面临诸多难题，也给项目的质量管理工作提出了严峻的挑战。项目组会同有关各方，在项目建造过程中充分重视全面质量管理，采取强有力的各项手段和措施，关注好每个质量环节，特别在平台建造过程中的焊接质量控制方面取得了较为突出的成效。

2.1编制项目质量检验清单，人人参与质量管理

项目组通过编制一系列的清单，如材料验收清单、焊接检验清单、涂装检验清单等，加强对质量过程的控制。如在焊接检验清单中，对焊工是否具备资质、定位焊最小长度、间距，焊条型号或焊丝型号,预热温度,电流电压等质量细节都有明确的规定。通过该清单，质检人员无论是新手还是有经验的老员工，都能够进行高水平的质量管理，达到人人都能参与到项目质量管理工作中去。

2.2100%焊接人员资质复验、质量手册培训

为了确保平台正式开工，更好的控制平台的焊接质量，首先业主方、船级社对焊工资质进行了严格审核，通过与建造方沟通和协商后决定对所有参与本项目的焊接人员进行重新焊工资格考试，取得参与本项目的资格证书后方可上岗作业。另外为了更好的对焊接人员进行日常培训，确保参与项目的每一位焊工能熟知项目焊接要求、焊接特点及日常焊接作业的基本知识，业主项目组质量编写了《海洋石油981深水钻井平台质量检验手册》。通过在项目开工前及施工过程中依据该手册不间断地对焊接人员进行焊接知识培训和考核，让每名参与项目的焊工始终保持了高质量的技能和水平。

2.3按船级社双规范制定超高标准焊接工艺

考虑到平台建造过程中焊接质量要求较高以及高强度钢、超高强度钢的可焊性较差，焊后容易出现延时裂纹，同时该类钢材的焊接热影响区组织与性能的变化对焊接热输入非常敏感及焊后可能导致的焊接热影响区韧性损失等特点，为确保高质量地完成平台的焊接工作，在施工前应制订正确的焊接工艺，并严格执行。在评定过程中，综合考虑了ABS、CCS两家船级社规范的要求，采取以ABS船级社规范为主，并同时能满足CCS船级社规范要求为原则。根据ABS和CCS两家规范制定出的焊接工艺，其焊接工艺评定试验内容远高于任何一家船级社要求,从而确保了焊接工艺的可靠性。

2.4超高强度钢焊接管理的全程监控

在本项目中大量使用了一种以前较为少见的特殊钢——超高强度钢（EQ56和EQ70）。业主项目组对此极为重视，采取了特殊管理措施，专门成立了EQ级钢材焊接质量管理小组，24小时有专人进行监控记录。进行超高强度钢焊接的焊接人员必须通过层层的筛选和严格的考核，挑选出技术过硬的人员给予颁发EQ板焊接专用证书。通过这些严格的管理方法和措施，在平台的建造施工中超高强度钢焊接一次报验合格率远高于平台质量目标97%的要求。

2.5对特殊构件实施的特殊化管理

特殊构件是在关键载荷传递点和应力集中处的主要构件，一旦某个特殊构件失效将会造成整个平台失效或坏损。在项目各方缺乏相关建造经验的前提下，为了确保平台的主要构件及特殊构件的焊接质量，避免高强钢延时裂纹造成的潜在危害，根据平台的结构分类图确定出了对平台结构安全产生重大影响的特殊构件和区域，对该类构件和区域在焊接过程进行全程监控和记录。

2.6超标准的高强钢、超高强钢的无损检测（NDT）

在项目基本设计的过程中就对平台结构的NDT检测种类和数量进行了明确规定，NDT检测的数量远高于两家船级社的规范要求，确保了焊接质量的可

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靠性。

2.7延长高强钢、超高强度钢的无损检测（NDT）时间

由于大量高强钢、超高强度钢应用于平台结构设计中，为了杜绝氢致裂纹产生的危害，对于高强钢焊后NDT检测规定48小时后进行，超高强钢材焊后NDT检测规定72小时后进行。项目组为了进一步确保平台的焊接质量，避免氢致裂纹对平台造成的潜在危害，对特殊构件区域实行更为严格的焊后至少15天NDT复测。通过超标准规范的检测，保证了这类特殊钢的焊接质量。

2.8时刻关注平台的检验合格率

对每周项目的报验合格率进行认真仔细的及时统计，对合格率突然下降的情况给予高度重视，必要时采取了停工整顿的方式进行处理。通过细致的工作，本项目的NDT结构检测合格率一直满足并高于项目质量目标的要求。

3、结束语

实践证明，海洋石油981深水半潜式钻井平台建造过程期间的质量满足项目质量目标的要求，整体质量良好，项目质量分级预警管理得到了很好的应用，提高了质量管理工作效率，有效地降低和控制了项目过程中突出的质量问题的发生。通过对项目过程中关键点及关键过程的控制，项目在焊接质量控制方面取得了突出的成效，有效的控制和保证了高强钢及超高强度钢的焊接质量，确保了平台今后在作业期间的运营安全。通过在该项目上质量管理中的成功实践，积累了一定的有益经验，为今后其他类似项目在质量管理方面可以起到良好的借鉴和参考作用。