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管道预制工厂化在阿联酋ASAB3项目中的应
用
化工安装工程管道预制工厂化是当前世界上先进的管道施工方法。此方法具有效率高、质量好、施工组织便捷、大大减少现场工作量、缩短施工工期等特点，使管道预制工厂化成为今后化工安装管道施工发展的必然趋势。 1 工程概况
阿联酋GASCO石油公司ASAB3项目，法国TECHNIP公司是EPC总承包，十一化建是施工总承包。ASAB3项目分为6个区域，分别是LPBS（booster区域），NGL，ASAB0（扩建施工和检修），ASABⅠ&Ⅱ（扩建施工和检修），LPD(低点排放)，LGCS(贫气站)。管道总长度为41985m，焊接总量276000DIN，其中预制量20000DIN，现场焊接76000DIN。在该项目的管道施工过程中，我公司成功应用了准工厂化预制模式进行大批量焊口的深度化预制，焊口的预制化程度达到了75%，焊接一次合格率达到了98.0%。 2 施工工艺
2.1 工艺管道预制模式
按照施工组织模式、预制场所及设备的不同，工艺管道预制模式一般分为：传统现场预制、准工厂化预制、完全工厂预制3个类别（见表一）。
（表一 ） 类别 模式 传统现一类 操作方法 利用手工及单体的坡口加工设备、焊接设备，在装置现场或装置附近的预制场地进行传场预制 统模式组织的管道预制。 采用预制流水线模式在装置附近的预制场进行管道预制；根据所采用设备的不同，准工厂化预制又可以分为机械化准工厂化预制和非机械化工厂化预制。机械化准工厂化预制配准工厂化预制 置移动式管道坡口加工工作站和管道自动焊接工作站或移动式管道预制流水线进行预制；而非机械化准工厂化预制则利用手工及单体的坡口加工设备、焊接设备，并采用预制流水线模式进行预制。 二类 三类 完全工厂预制 配置固定式管道预制流水线在车间内进行管道预制。 2.1.1 工厂化预制与传统预制模式相比具有的优点 2.1.1.1 效率
采用工厂化预制，预置深度可以达到60%甚至更高，而传统预制方式只能达到25%-35%。预制焊口可以在条件优于的预制车间或预制棚内完成下料组对焊接，在车间内施工大大降低了工人的劳动强度，从而提高了工作效率。该工程的统计数据表明，在预制场内焊接普通碳钢焊口，平均每个焊工每天可以焊接25-30吋（中东气候条件下）；而在现场焊接普通碳钢焊口，平均每个焊工每天仅能焊接10-15吋（中东气候条件下）。不仅组对焊接提高了工作效率，其他后续工序也因此而受益。例如预制口的射线探伤是在探伤坑内完成，每个探伤组采用源探伤，平均每天可以完成65道口；而在现场探伤时，平均仅能完成10道口。焊后热处理、硬度测试、光谱分析（PMI）及面漆防腐在内的其他后续工序都因施工条件优越而节省了大量的施工时间和管理消耗。
2.1.1.2 质量
由于预制场的施工条件要比现场好，所以在预制场完成的焊口大部分可以采取转动焊的方式进行，加之焊接受风、湿度等环境因素影响小，焊工劳动强度较低，所以预制场的焊接一次合格率普遍高于现场。截止目前为止，我公司施工的预制口的一次合格率达到98.2%，而现场预制口的一次合格率在95.1%左右。 2.1.1.3 安全
由于在预制场进行施工是地面作业，没有交叉施工，安全隐患少，与在现场施工相比安全系数大大提高，确保了安全无事故。 2.1.1.4 成本
采用工厂化预制，前期一次性投入建设车间或者预制棚的费用较高，而现场预制仅需要设置简单的挡风棚。但从长期看，在预制场使用的设备及其他易耗品的折旧率要比在现场使用的低，再加上焊接质量的提高以及安全无事故所带来的效益，因此采用工厂化预制所消耗的综合成本仍然比传统预制方式要低。 2.1.1.5 工期
由于现场条件（例如施工场地狭小、管廊未安装完或者设备未就位、交叉作业多等）的限制，现场预制可能受到影响；而工厂化预制完全不受现场条件的影响，可以提前进行管道预制，并给其他专业施工创造条件。不仅如此，在工期要求严格的国际市场上，一周工期的延误就可能带来数百万美元的损失，工期的保证尤其重要。 2.1.2 管道预制模式的选择
针对该项目的特点，我们采用了以准工厂化预制模式为主、传统现场预制模式为辅的综合预制方案，客服了完全工厂预制和传统现场预制各自的不足，充分利用了完全工厂预制和传统现场预制的主要优势。准工厂化预制主要用于大口径管道（管径≥50.8m）的预制，而传统现场预制主要用于小口径管道（管径≤50.8m）的预制。 2.2 管道预制场布置
整个预制场由6大区块组成：办公区、预制厂房、原材料堆放区、喷砂防腐区、半成品堆放区和成品管段区。喷砂防腐区分为以下子区：人工喷砂车间、底漆防腐区、面漆防腐区。原材料堆放区又分为管件仓库和管道材料区。半成品堆放区又兼具PWHT及RT等检测功用。成品堆放区按照各装置划为不同区块。 2.3 预制场作业流程
大规模的管道工作需要不同的施工组织和管理方式，这对我公司来讲确实是需要解决的难题。根据上述特点，我们提出了大流水作业的概念：即在传统实体工序的基础上，把相关的技术准备、管理工作及后续工序均纳入流水作业的范围，并制作标准作业指导书，结合甲方开发的管道管理信息系统作为主要管理依据和手段，并建立管段追踪系统及相关机制对成品管段做仓储式管理。特别要提到的一点是在在预制厂建立的初期，一定要设计合理的物流动线，在施工过程中提高各个工序之间的运输效率，更加趋于流水化，使得各个工序之间更加流畅，按照“流水作业、工序分解、体系封闭、成品出厂”的施工组织原则，实现“预制工厂化、作业流水化、工序产品化、检验程序化、管理标准化”的管理模式。（见表二）
TSF作业流程图
合格品系绿胶带 不合格品系红胶带 NG品作业组运回 发给作业组管线图纸和标签 技 术 组 资料员 Technip MIR 资料员 根据现场安装计划挑线号 供应科依据技术组的要求备库 出 料 区域负责人扫描标签及管段存放 作业组施工 CS 交接单 交接暂存 交接单 探伤 CS+NAC交接单 PWHT+NDE 区域负责人扫描标签及管段存放 交接单 喷砂厂 交接单 交接单 成品摆放 区域负责人扫描标签及管段存放 交接单 现场 区域负责人扫描标签及管段存放
2.3.1 详图二次设计
(1)详图二次设计是指根据总包单位提供的管道平面布置图或者原始单管图，绘制出符合管道施工要求的单管图。主要内容包括：预制口和现场口的划分、焊口及管段的编号、下料管段长度的计算、材料清单的提取以及编制WELDING DUMP焊接数据表。详图二次设计
的绘制实现了预制和安装的分离，从而提高了专业化施工水平。该项目中此项工作甲方已经提前完成并绘制出预制单线图，但在施工过程中仍需做适当修改。
(2)预制口和现场口的确定是详图二次设计过程中的一个关键工序，而且直接关系到管道的预制深度和现场的返口率。现场口设置的主要依据如下：管径大小、管段几何尺寸、三维方向及特殊角度的预留量、刚性等特殊结构的预留等。经过对FL放空管线和空冷管线的现场安装统计，由于现场口的设置不合理导致的返口率到达在10%左右，加上由于基础、设备及钢结构偏差、累计偏差等原因造成的现场返口率也在4%左右，严重削弱了深度预制的初衷。
(3)详图二次设计产生的产品（二次设计图、管段图及WELDINGDUMP焊接数据表）为后续工序提供基本的依据：管段图可以作为下料的依据，减轻了管工计算下料长度的工作量，在一定程度上减少了对管工的技能要求；二次设计图作为管段预制、管段安装及焊口编号的基本依据；WELDINDUMP焊接数据表为焊接日报的准备以及焊口的数字化管理提供了基础信息。
2.3.2 配料及二次配料
(1)配料是指根据材料到货情况针对每张单线图进行匹配，找出可以进行预制或者安装的单线图，并按照匹配情况按管段进行发料。提出的配料概念和传统的施工组织方式相比具有以下优点：其一，按预制和安装材料分开进行配料，可以有目的地进行材料组织和施工组织，提高了专业化施工水平，同时也减轻了材料保管发放的难度；其二，按照管段进行配料，可以提高材料的利用率，提高了每条管段的预制或者安装完成率；其三，结合计划安排、现场或图纸情况，优先选配某些单线的材料，可以优先进行某些类型或某些区域管道的预制和施工，从而达到加快工程进度的目的。
(2)由于该工程主材均由TECHNIP公司提供，所以材料管理及配料发放由甲方材料部门基于材料管理软件制作MIR清单完成。但在实施过程中，我们发现甲方的配料存在以下问题：其一，与计划、现场等因素结合的不够紧密，未能够给需要先施工的管线进行配料；其二，每条管线配给的预制和安装材料并不完全，导致部分管线的预制不能整条线完成，中间会缺少1、2个管段无法预制，造成整条管线的安装不能进行。因此，我们提出了二次配料的概念：即把业主给我们发放的材料在一次配料的基础上，根据计划或现场需要，对部分管道管件等材料进行重新调整，以达到提高每条管线预制或安装完成率的目的。 2.3.3 工作量分配及平衡
施工组织时一般是按照班组进行的单线工作量分配。为了便于班组之间工作量的安排，需要根据每个班组的情况及材质、管径等因素进行工作量的分配和平衡。工作量的平衡在材料到货不充足的情况下显得非常重要。工作量分配的基本原则如下：
(1)为保证每个班组预制工作的连续性及班组之间工作的均衡性，需要考虑管道管件的防腐周期、管径大小、焊口类型及壁厚等因素。
(2)为控制质量，需要按照材质进行分类，每个班组在一定的时间周期内只能进行一种材质的组对焊接。
(3)为了提高预制时的施工效率，同型式的管道应尽量分配给一个班组，例如空冷器的N组进出口管道。
(4)相连管道应尽量分配给一个班组预制，以减少预制时发生错误的机率和便于现场安装时的责任划分。 3 结束语