鄭 超 中國成達(dá)工程有限公司 成都 610041

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，工程規(guī)模日趨大型化，走向海外一帶一路工程日益增多，因此工程建設(shè)項目中管道工作量越來越大，對管道工作的工期要求越來越短，質(zhì)量要求越來越高。鑒于此，越來越多的工程項目采取管道工廠化預(yù)制的方式，來解決工程項目中管道施工在進(jìn)度、質(zhì)量和費(fèi)用這三個方面的突出矛盾。

目前我國在涉外電站項目中已普遍采取四大管道工廠化預(yù)制的方式。在國內(nèi)的化工項目中，隨著近幾年管道安裝工作面臨的進(jìn)度、費(fèi)用和現(xiàn)場施工質(zhì)量的壓力越來越大，工廠化預(yù)制也在逐步推廣采用。

本文針對管道工廠化預(yù)制在工程項目中的實際運(yùn)用情況來闡述工廠化預(yù)制對管道工作所起的作用和在實際運(yùn)用中需要注意的問題。

1 管道工廠化預(yù)制的優(yōu)勢

1.1 在進(jìn)度方面的優(yōu)勢

1.1.1 不受現(xiàn)場施工場地和施工順序的限制

管道工廠化預(yù)制可實現(xiàn)同步異地進(jìn)行管道的預(yù)制施工，不受現(xiàn)場施工場地的限制，只要圖紙和材料具備了，即可開展相應(yīng)工作。這樣相當(dāng)于可將管道施工工作提前，甚至與現(xiàn)場土建施工工作同步進(jìn)行。例如，某國外項目，在工廠開展管道預(yù)制工作時，現(xiàn)場還處在土建施工狀態(tài)。

1.1.2 不受現(xiàn)場施工條件的限制

近幾年我國石化項目多集中于新疆、內(nèi)蒙、東北等嚴(yán)寒地區(qū)，這些地區(qū)冬季氣溫都非常低，無法進(jìn)行管道焊接工作。因此這些嚴(yán)寒地區(qū)都有比較長的施工冬歇期，通常從11月到第二年3～4月，一年有4～5個月時間處于停工狀態(tài)。但是，工廠預(yù)制卻不受此影響，一是預(yù)制工廠不一定在施工所在地，二是預(yù)制工廠有條件創(chuàng)造合適的管道焊接條件。若能利用冬歇期進(jìn)行管道預(yù)制工作，來年開春后直接進(jìn)行現(xiàn)場組裝工作將大幅減少因氣候原因造成的進(jìn)度損失。

新疆某BDO項目鍋爐裝置主要汽水管道出圖時間為10月，而這時候現(xiàn)場快要進(jìn)入冬季，若采取管道現(xiàn)場施工，將在來年3～4月才能開展。即使采取冬季施工措施，工作效率也非常低且管道焊接質(zhì)量得不到保障。而該項目利用冬歇期進(jìn)行主要汽水管道工廠化預(yù)制，到來年3月，預(yù)制廠已完成管道預(yù)制工作并運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，而此時正好現(xiàn)場已逐步具備開工條件，可直接進(jìn)行管道的現(xiàn)場安裝組對工作，為項目節(jié)約了大量的施工時間。

某中東地區(qū)項目，當(dāng)?shù)匕滋鞖鉁胤浅８?，室外溫度?jīng)常高于40℃，每天的工作時間非常短。如果采取管道在現(xiàn)場預(yù)制施工，鑒于現(xiàn)場的氣候條件，勞動時間短和效率低，勢必將延長管道施工周期。因此，該項目將大部分管道工作放在國內(nèi)預(yù)制廠完成，現(xiàn)場只進(jìn)行安裝和必要的組對焊接工作，大幅縮短了現(xiàn)場管道施工周期。

1.2 在質(zhì)量方面的優(yōu)勢

1.2.1 施工環(huán)境好，管道潔凈度高

現(xiàn)場的施工預(yù)制場地都比較簡陋，且場地潔凈方面也比較差。而專門的預(yù)制工廠通常都有比較寬敞的室內(nèi)廠房，預(yù)制環(huán)境的潔凈要求也更容易達(dá)到。在非常寬敞、干凈的廠房預(yù)制，相對于現(xiàn)場的環(huán)境，更能保證管道焊接質(zhì)量和焊接后管道內(nèi)部的潔凈程度，避免現(xiàn)場預(yù)制時管道內(nèi)部常帶有大量的泥沙和金屬碎屑，增加后續(xù)管道吹掃的工作量和難度。

1.2.2 施工機(jī)具完備專業(yè)，利于保證焊接施工質(zhì)量

在施工機(jī)具上，現(xiàn)場施工單位的機(jī)具也不如專業(yè)預(yù)制廠內(nèi)的機(jī)具完備和專業(yè)。專業(yè)的預(yù)制工廠都裝備有先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，除了寬敞的鋼結(jié)構(gòu)廠房、足夠的起重機(jī)械外，還配置了管道專用拋丸除銹機(jī)、高速帶鋸機(jī)、管道高速切斷坡口機(jī)、等離子切割機(jī)、預(yù)制彎管自動焊機(jī)、預(yù)制懸臂自動焊機(jī)、大型熱處理和無損檢測設(shè)備等；而現(xiàn)場施工單位預(yù)制時只有簡單的切割機(jī)、砂輪機(jī)、小型單人焊接、簡易的熱處理設(shè)備和小型無損檢測設(shè)備等。由此可見，專業(yè)預(yù)制工廠多為大型自動化機(jī)具，而現(xiàn)場施工單位多為小型單人操作的機(jī)具，不僅效率低，焊接質(zhì)量也受制于操作人員和環(huán)境、氣候等影響。因此，某國外電站項目預(yù)制廠內(nèi)管道坡口直接由自動焊機(jī)完成。由自動焊機(jī)完成的坡口比現(xiàn)場人工磨出的坡口更整齊、均勻、光滑，后續(xù)的焊接質(zhì)量更高。自動焊接機(jī)完成的焊口質(zhì)量比人工焊接也更高，探傷合格率接近于100%，而一般現(xiàn)場預(yù)制管道的焊接一次合格率基本在95%，無法達(dá)到工廠預(yù)制的合格率。

1.3 在成本控制方面的優(yōu)勢

雖然管道工廠化預(yù)制在整個管道工作流程中增加了一個環(huán)節(jié)，增加了一個廠商，也增加了從預(yù)制廠到現(xiàn)場的運(yùn)輸費(fèi)用。但其總費(fèi)用并不一定會比在現(xiàn)場預(yù)制費(fèi)用高，這在涉外項目中表現(xiàn)得尤其突出。例如，某中東地區(qū)項目，項目現(xiàn)場的焊工成本非常高，單位達(dá)因量所需費(fèi)用約是國內(nèi)的3～5倍，即使是使用中國焊工也比國內(nèi)的焊接費(fèi)用高很多。又如，某項目所建工廠在美國，其人工費(fèi)用比國內(nèi)高得多。在這種情況下，項目決定將大部分管道放到國內(nèi)先進(jìn)行預(yù)制，只留必要的組對焊接口到現(xiàn)場焊接，在管道的施工工作上為項目節(jié)約了不少成本。

綜上所述，根據(jù)項目具體情況，適時地采用管道工廠化預(yù)制，可以解決很多項目在進(jìn)度、質(zhì)量、成本方面的困難和矛盾，在這三個方面給項目帶來實質(zhì)性的幫助。

2 采用管道工廠化預(yù)制需注意的問題

2.1 管道工廠化預(yù)制的策劃

是否采用管道工廠化預(yù)制需根據(jù)項目實際情況來決定。在項目初期進(jìn)行專業(yè)策劃時，需要根據(jù)項目的特點(diǎn)來判斷項目是否適合采用管道工廠化預(yù)制，是否能給項目在進(jìn)度、質(zhì)量和費(fèi)用上帶來實質(zhì)性的幫助。

例如上文中提到的幾個項目，新疆某BDO項目鍋爐裝置是因為地處新疆，管道施工正好遇到冬歇期，為了利用冬歇期這段時間采取將主要管道放到工廠進(jìn)行預(yù)制；某國外電站項目四大管道均屬于厚壁合金鋼管道，且此管道材料采用全進(jìn)口管材，余量和損耗被控制得非常少，考慮到現(xiàn)場施工單位在厚壁硬質(zhì)合金鋼管道的打磨、焊接、熱處理等方面無論是從經(jīng)驗、機(jī)具還是人員上，實力都難以得到保證，所以采取將四大管道放到工廠進(jìn)行預(yù)制，以盡量保證四大管道的焊接施工質(zhì)量；而地處發(fā)達(dá)國家的項目都是因為工廠所在地人工費(fèi)用過高，所以采取將盡量多的管道放在國內(nèi)先預(yù)制以節(jié)約成本。

2.2 預(yù)制工廠的選擇

由于工廠化預(yù)制要求原材料先運(yùn)到工廠，預(yù)制后再將管段運(yùn)到現(xiàn)場。因此預(yù)制工廠地點(diǎn)的選擇就非常重要，應(yīng)盡量處在原材料至現(xiàn)場的路線上，否則將會增加額外的運(yùn)輸費(fèi)用。因此預(yù)制工廠應(yīng)盡量靠近原材料所在地或靠近現(xiàn)場，涉外項目應(yīng)盡量靠近港口。例如某國外項目所選預(yù)制工廠的位置既靠近原材料所在地又處在港口城市，預(yù)制好后可就近裝船出港運(yùn)到現(xiàn)場，幾乎沒有額外的運(yùn)輸費(fèi)用增加。

2.3 預(yù)制管段的劃分

管道工廠化預(yù)制并非要將整個系統(tǒng)進(jìn)行工廠預(yù)制，需要根據(jù)便于包裝運(yùn)輸?shù)脑瓌t和給現(xiàn)場安裝留下調(diào)整段的原則來對整個系統(tǒng)進(jìn)行分段。首先需要了解運(yùn)輸預(yù)制管段的集裝箱的容積和尺寸，在進(jìn)行管道分段時，要考慮預(yù)制后的管段在進(jìn)行包裝后的整體尺寸不能超過運(yùn)輸用集裝箱的尺寸。例如，沙特某項目是通過海運(yùn)將預(yù)制管道材料運(yùn)到沙特現(xiàn)場，集裝箱內(nèi)容積尺寸為長12米，寬度和高度不超過2米，因此在劃分管段時必須保證管段預(yù)制包裝好后的整體尺寸在這個尺寸范圍內(nèi)。

2.4 現(xiàn)場焊點(diǎn)與預(yù)制焊點(diǎn)的確定原則

預(yù)制廠需要在設(shè)計院的管道空視圖基礎(chǔ)上做預(yù)制管段圖。預(yù)制管段圖除了要對圖中的管道進(jìn)行管段劃分并編制管段號外，還要對每一個焊點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)示是現(xiàn)場焊點(diǎn)還是工廠焊點(diǎn)。

(1)盡量確定為工廠焊點(diǎn)。之所以采用工廠化預(yù)制是為了多利用預(yù)制工廠良好的條件，將焊接工作盡可能多地放在工廠，減少現(xiàn)場焊接工作量，因此，應(yīng)盡量將焊點(diǎn)劃為工廠焊點(diǎn)。

(2)依據(jù)包裝運(yùn)輸?shù)某叽缫髣澐止芏巍９芏蔚膭澐种饕罁?jù)包裝運(yùn)輸箱的尺寸要求來限制預(yù)制后管段的尺寸，而現(xiàn)場焊點(diǎn)是預(yù)制管道分段的重要分界點(diǎn)。因此，在確定現(xiàn)場焊點(diǎn)時，需考慮管段包裝后的整體長寬高尺寸必須滿足運(yùn)輸箱的尺寸要求。

(3)盡量以法蘭分界面作為分段點(diǎn)，這樣可減少現(xiàn)場焊點(diǎn)。

(4)設(shè)備管口配對法蘭處的焊點(diǎn)應(yīng)設(shè)為現(xiàn)場焊點(diǎn)。設(shè)備管口法蘭螺栓孔的位置通常很難保證100%的正方向，因此在預(yù)制管段的劃分時，需要考慮給現(xiàn)場施工安裝時留有調(diào)整的余地。例如，因設(shè)備管口法蘭是設(shè)備廠在制造廠里完成的，其螺栓孔可能不在正方向上，因此我們將設(shè)備管口法蘭與管道連接處的第一個焊口作為現(xiàn)場焊口，便于現(xiàn)場安裝時管道法蘭能與設(shè)備管口法蘭順利對接。

(5)管道帶一定角度斜接的地方通常角度值都很難保證精確，而此段一旦偏差一點(diǎn)，就可能造成后面的管道標(biāo)高和方向偏差很大。因此這些地方需要留出現(xiàn)場焊口用于現(xiàn)場安裝調(diào)整。

(6)小管道可均設(shè)為現(xiàn)場焊點(diǎn)

太小的管道預(yù)制后在運(yùn)輸過程中易變形甚至折斷，且小管道現(xiàn)場施工速度也比較快，對進(jìn)度影響較小，因此，小管道通常不參與管道預(yù)制。

(7)小管道與大管道連接處的管座和加強(qiáng)板處應(yīng)盡量設(shè)為工廠焊點(diǎn)。考慮到在現(xiàn)場管道開孔和制作加強(qiáng)板都比較困難，因此，通常管座和加強(qiáng)板都提前在工廠焊接在主管上，加強(qiáng)板處應(yīng)帶一段支管，便于現(xiàn)場連接。

3 結(jié)語

通過對管道工廠化預(yù)制在工程實際運(yùn)用情況的總結(jié)和分析可以看出，適時地采用管道工廠化預(yù)制可以給項目在進(jìn)度、質(zhì)量和成本控制方面帶來很大的幫助。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，工程建設(shè)項目的規(guī)模日趨大型化，管道工廠化預(yù)制已經(jīng)得到越來越多業(yè)主和工程單位的重視。同時，管道工廠化預(yù)制也是走向工廠模塊化非常重要的一步。因此，我們可以預(yù)見，管道工廠化預(yù)制將在工程項目中得到越來越普遍的運(yùn)用。