宋宇宸 岳巍 王思博 沈楠

中國寰球工程有限公司北京分公司

隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略的推進實施，以及國內(nèi)工程企業(yè)技術(shù)、產(chǎn)能和資本輸出的“走出去”需求，工程行業(yè)正承接越來越多的海外EPC（工程總承包）項目[1]。目前，海外EPC項目多為資源開采或基建型項目，其中資源開采型市場開拓主要在自然資源豐富、科技及經(jīng)濟不發(fā)達的較落后國家。面對海外復雜多變的環(huán)境、不熟悉的法規(guī)標準和人文文化、采購成本和采購周期的不確定性、施工效率和水平較為低下的局面，一體化裝置是規(guī)避設計施工對接風險、降低施工成本和周期、確保設備性能和整體性的有效手段，越來越多地被海外EPC項目所采用。

1 一體化裝置工廠驗收測試的重要性

一體化裝置是在實體上集合管道（工藝管道、公用工程管道、閥門等）、容器（緩沖罐、換熱器等）、儀表（溫度、壓力、流量儀表及振動傳感器和監(jiān)測/控系統(tǒng)等）、電氣（電動機、電纜、變頻器、電氣開關(guān)/控制柜等）和結(jié)構(gòu)綜合而成的能夠?qū)崿F(xiàn)某種特定工藝要求的獨立單元，具有集成化、模塊化、成橇化、多元化、功能化、智能化和高度預制化的特點[2]。在海外EPC項目中，為了降低現(xiàn)場施工和裝配的工作量，除了必須選擇標準型號、規(guī)格的定型產(chǎn)品及需要特殊設計的大型設備外，大部分設備都應盡量進行一體化設計。

為了保證一體化裝置的執(zhí)行標準、工藝性能和結(jié)構(gòu)尺寸能夠滿足業(yè)主、設計和現(xiàn)場安裝的多重要求，工廠驗收測試是設備發(fā)貨運輸?shù)浆F(xiàn)場前最后也是最重要的檢驗測試環(huán)節(jié)。在測試中，一體化裝置的完整設計文件、材料設備清單、技術(shù)認證、外觀、尺寸、性能等方面都要進行核查和見證，以確保設備和技術(shù)文件都滿足合同和業(yè)主的要求，保證設備正常運轉(zhuǎn)，并通過發(fā)貨前的預組裝來提前解決現(xiàn)場安裝中可能出現(xiàn)的問題。

因此，對一體化裝置工廠驗收測試的執(zhí)行規(guī)程和技術(shù)方法的研究有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 一體化裝置工廠驗收測試執(zhí)行標準

海外油氣田項目多采用美國標準或ISO標準，并嚴格遵守當?shù)厥┕きh(huán)保等方面的法律法規(guī)。在一體化裝置技術(shù)協(xié)議編制時，就應針對供貨范圍和可能包含的壓力容器、機械設備、儀表電氣、閥門管道、防護防爆、材料等級、焊接涂裝等方面提出具體的執(zhí)行標準和規(guī)范，并編入工程規(guī)定；此外，對于界區(qū)劃分和接口條件的細節(jié)也應在工程規(guī)定中明確說明，以保證供貨商的設備滿足設計要求，同時作為工廠驗收測試的標準。

在執(zhí)行美國標準的一體化裝置氣浮橇中，主要應 用 API（American Petroleum Institute）、 ASME（American Society of Mechanical Engineers）、ASTM（American Society for Testing and Materials）、AWS（American Welding Society）、NACE（National Association of Corrosion Engineers）、ASCE（The American Society of Civil Engineers）、 NEMA （National Electrical Manufacturers Association）等標準規(guī)范。在編制工程規(guī)定時，應該將這些標準中需要執(zhí)行的具體章節(jié)和內(nèi)容寫出，例如，壓力容器制造標準應滿足ASME SECTIONⅧ、DIV.1&2（Rules for Construction of Pressure Vessels），離心泵的制造標準要滿 足 API 610（Centrifugal Pumps for Petroleum、Petrochemical and Natural Gas Industries），電氣防護等級要達到NEMA標準等。

在供貨范圍中，除了列出為了實現(xiàn)工藝性能所需的主要設備和數(shù)目，還應詳細列出設備銘牌、備品備件、鋼結(jié)構(gòu)橇座、地腳螺栓、吊耳、接地等細節(jié)方面的要求。

在界區(qū)劃分中，會涉及一體化裝置內(nèi)部的管道、土建、儀表、電氣等專業(yè)內(nèi)容。例如，工藝和公用工程管道在界區(qū)邊界應用滿足ASME B16.5標準的法蘭連接，界區(qū)內(nèi)的管道和單片法蘭由供貨商提供，如使用特殊法蘭連接則兩片法蘭均由供貨商提供；界區(qū)內(nèi)儀表電纜通過接線箱與界區(qū)外連接，接線箱需開好規(guī)定尺寸接口并提供相應的堵頭，接線箱、堵頭和界區(qū)內(nèi)電纜由供貨商提供[3]。

以上這些法規(guī)標準和工程規(guī)定，以及其對應的設計圖紙文件，均會成為工廠驗收測試中的核對內(nèi)容和驗收標準。

3 一體化裝置工廠驗收測試內(nèi)容

供貨方在完成設備的全部裝配調(diào)試以及工廠內(nèi)部測試后，以正式信函通知EPC總包方采購部門工廠驗收測試的地點和大概時間，由EPC總包方采購部門確定具體時間并通知業(yè)主代表及MC人員和設計部門相關(guān)工程師參加工廠驗收測試。一體化裝置工廠驗收測試流程見圖1。

圖1 一體化裝置工廠驗收測試流程Fig.1 Factory acceptance test process of integrated equipment

氣浮橇的工藝流程見圖2。污水與藥劑在管式反應器中混合預處理，之后污水進入氣浮機，在氣浮機進水室內(nèi)與循環(huán)泵輸送的溶氣水中的微小氣泡混合，氣泡粘附在污水中的絮體上，形成密度小于水的氣浮體。氣浮體上升至水面凝聚成浮油（或浮渣），通過刮油（渣）機刮至收油（渣）槽。較重的固體顆粒在進水室內(nèi)沉淀，通過排泥閥定期排出。污水隨后進入氣浮機的布水區(qū)，上升較快的粒子將浮到水面，上升較慢的粒子在波紋斜板中分離。氣浮橇使用氮氣產(chǎn)生微小氣泡，所以還配備有制氮機。

3.1 文件檢查

首先確認所有設計文件均已升到最終版，并經(jīng)簽字批準，確保設計文件完整且無異議。然后核對供貨商資質(zhì)證明、管材和設備材料的清單證明、電氣和設備的標準認證等文件，確保加工一體化裝置的材料、執(zhí)行標準、加工人員技術(shù)等級均滿足合同和工程規(guī)定的要求。例如，氣浮橇中的空氣罐、氮氣罐均要有ASME認證，電動機的防護等級要達到NEMA 4X，氣浮機材料要采用S32205美標雙相鋼等。

圖2 氣浮橇工藝流程Fig.2 Process flow of floatation skid

所有文件的檢查核對結(jié)果都要進行記錄，如果全部滿足合同要求，則可以進行下一步。

3.2 外觀檢查

首先，清點主要設備數(shù)量是否與設備一覽表一致，布置是否符合布置圖，根據(jù)銘牌核對設備位號、型號和能力，而且要求所有銘牌固定在方便觀測的位置；確認需要標準認證的設備已打上認證鋼印或銘牌，確保實物與設計圖紙保持一致；初步檢查設備的布置和安裝是否存在安全隱患，細節(jié)布置是否能滿足當?shù)貧夂驐l件（例如，項目現(xiàn)場地處熱帶雨林氣候，雨季風雨較大，則需要加固儀表管線，并壓低制氮機空氣出口防雨帽），是否滿足工程要求，所有需要操作的閥門、儀表均安裝在易于工人操作的位置。然后根據(jù)工藝流程，檢查管道、法蘭、接頭、堵頭、墊片、安全閥、旁通管、過濾器等附件數(shù)量、規(guī)格和連接是否符合圖紙要求，設備和管道的布置是否留有維護修理空間、便于拆卸安裝，設備和管道內(nèi)表面是否處理好而且吹掃干凈；檢查壓縮機和離心泵的安裝位置是否得當、便于檢測拆卸，固定點是否牢固而且不易疲勞[4]。最后檢查設備表面是否光潔，無明顯刮痕銹斑，涂漆顏色、厚度是否滿足設計要求，噴涂是否均勻，無流痕、氣泡和脫落；檢查焊縫質(zhì)量和外觀是否過關(guān)，并核對無損探傷測試記錄文件。

3.3 尺寸檢查

按照布置圖校核設備和管道的外形尺寸以及相對位置；氣浮橇中（包含底橇）要測量底橇尺寸、地腳螺栓開孔位置，保證能與現(xiàn)場基礎吻合；要重點測量所有界區(qū)接口的定位尺寸，由于和一體化裝置連接的管道也是高度預制的，需要控制誤差在一定范圍內(nèi)，在現(xiàn)場才能調(diào)試匹配[5]。

底橇尺寸、地腳螺栓開孔位置和各界區(qū)接口的尺寸及位置都是重要的現(xiàn)場對接信息，務必要保持圖紙與實物一致。

3.4 性能測試

由于氣浮橇的氣浮機部分只針對含油污水才發(fā)揮工藝效果，因此工廠驗收測試中只對其各部分是否能正常工作做測試。

首先測試泵的啟停，并對泵進行水運轉(zhuǎn)，確認其可正常工作，并無較大震動和噪音；測試刮泥機和刮渣機的啟停，確?？刂票P可以正?？刂扑性O備的啟停。然后測試制氮機部分能否正常啟停、正常顯示，并在預設的時間內(nèi)制出合格氮氣，尾氣（剩余空氣）能否正常排出。最后測試系統(tǒng)內(nèi)部PLC控制系統(tǒng)的信號傳輸是否正常，能否接受壓力、液位信號并顯示，能否控制啟停、報警，工作一段時間后有無明顯延遲或發(fā)熱等現(xiàn)象等。

3.5 壓力試驗

首先對氮氣罐進行水壓試驗，先檢查所有螺栓和緊固件，確保其緊固，并保證罐外表面干燥；注滿水后用頂部的放氣閥排凈內(nèi)部的氣體，等到罐壁溫度接近水溫開始緩慢加壓到設計壓力，確認無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定試驗壓力[6]。水壓試驗后，如果罐體無滲漏、無可見的異常變形，試驗過程中無異常的響聲，則認為水壓試驗合格[7]。然后對氣浮箱進行盛水試驗，試驗前保證所有焊接接頭表面干凈、干燥，注滿水后持續(xù)觀察，確保接頭處無泄漏。試驗結(jié)束后應用壓縮空氣將氣浮箱內(nèi)部吹干。最后測試所有閥門在工作壓力且兩側(cè)無壓差時能否正常啟閉；對系統(tǒng)憋壓，看安全閥能否在設定壓力范圍內(nèi)正常開啟[8]。

3.6 檢驗報告

在所有檢驗步驟完成后，根據(jù)各項檢驗結(jié)果的記錄，生成一份工廠驗收測試報告[9]。在報告中合格的部分簽署合格，不合格的地方要詳細說明，最好附上實物照片直觀說明，并提出具體的整改要求和期限。如果整改項目較多或整改項目較嚴重，則需要在供貨商完成整改內(nèi)容后進行一次補充檢驗，確保所有檢驗項目達標后才算完成工廠驗收測試流程。

4 結(jié)束語

一體化裝置因為其高度預制、高度集成和強大的功能，成為工程公司開拓海外市場的利器，但是由于其集合了工藝、管道、電氣儀表、結(jié)構(gòu)等多專業(yè)內(nèi)容，多為非標設備，需要各單體設備協(xié)同作業(yè)，專業(yè)廣度和復雜性較高，對其工廠驗收測試技術(shù)也提出了更高的要求。工程公司應該在工廠驗收測試中不斷總結(jié)出一套完善的規(guī)程和手段，對重要節(jié)點實施重點控制，確保一體化裝置的工藝性能和制造水平，在開拓市場的同時打響自身品牌，與國家從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略相契合[10]。