淺談工程公司EPC項(xiàng)目管道設(shè)計(jì)的誤區(qū)及對策

向國軍

（武漢金中石化工程有限公司，湖北武漢 430223）

淺談工程公司EPC項(xiàng)目管道設(shè)計(jì)的誤區(qū)及對策

向國軍

（武漢金中石化工程有限公司，湖北武漢 430223）

本文根據(jù)筆者參與多個EPC項(xiàng)目的體會，總結(jié)了工程公司管道專業(yè)人員在設(shè)計(jì)階段存在的幾個誤區(qū)，并對存在的問題進(jìn)行了簡單分析，提出自己的見解。對提高EPC項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

工程公司；EPC項(xiàng)目；管道設(shè)計(jì)

工程公司是承擔(dān)組織實(shí)施工程項(xiàng)目建設(shè)的專業(yè)性的高科技企業(yè)。工程公司以獲取工程項(xiàng)目為生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，以完成合同項(xiàng)目為工作的成果和不斷爭取、擴(kuò)大市場的手段。一切圍繞有利于提高建設(shè)項(xiàng)目效益、圓滿完成合同任務(wù)為主要目標(biāo)［1］。隨著新建化工項(xiàng)目的日益大型化和建設(shè)單位對于項(xiàng)目建設(shè)周期、項(xiàng)目投資及工程質(zhì)量的追求，越來越多的工程公司承擔(dān)起了從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購、施工到試運(yùn)行的交鑰匙總承包工程（即EPC工程）。在由設(shè)計(jì)、采購、施工、開車試運(yùn)行等階段組成的項(xiàng)目全周期中，設(shè)計(jì)階段對工程項(xiàng)目的技術(shù)水平、工程投資、工程質(zhì)量和工程進(jìn)度都有決定性的影響。影響項(xiàng)目投資最大的階段是設(shè)計(jì)階段，而在施工階段，影響項(xiàng)目投資的可能性僅占5%～10%［2］。

因此，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量水平，對于EPC項(xiàng)目顯得尤為重要。作為工程公司矩陣型項(xiàng)目管理的一部分，管道專業(yè)是工程公司專業(yè)部室重要的一部分，在設(shè)計(jì)階段起著承上啟下的關(guān)鍵作用。在參與多個總承包項(xiàng)目的實(shí)踐中，筆者深刻體會到管道專業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段往往存在以下幾個共同誤區(qū)。

1 管道專業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段存在的誤區(qū)

1．1 重接收條件而輕提出條件

在EPC項(xiàng)目管理結(jié)構(gòu)中，管道專業(yè)人員除了理解吸收上游工藝專業(yè)的工藝流程，并將P＆ID轉(zhuǎn)化為設(shè)備布置圖、管道布置圖等工程化的語言符號外，還需要完成向下游結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè)提出設(shè)計(jì)條件的重要任務(wù)。管道設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段往往都很重視輸入工藝、設(shè)備、材料等上游專業(yè)條件，但向結(jié)構(gòu)、設(shè)備等下游專業(yè)提出條件時，重視程度不夠，提出的設(shè)計(jì)條件往往存在以下共性問題：

（1）向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出的管道荷載條件余量大。管道荷載條件是結(jié)構(gòu)專業(yè)最重要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之一，荷載的大小直接決定著構(gòu)建筑物的設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土等材料用量，進(jìn)而直接影響到工程造價。不少項(xiàng)目現(xiàn)場出現(xiàn)“粗梁胖柱”等余量過大的設(shè)計(jì)現(xiàn)象，往往都是管道設(shè)計(jì)人員提出條件時附加的余量與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時疊加放大系數(shù)導(dǎo)致的。

（2）向設(shè)備專業(yè)提出的管架預(yù)焊件條件時重視程度不夠。不少施工現(xiàn)場出現(xiàn)了高塔的附塔管線在安裝時，發(fā)現(xiàn)塔體上管架預(yù)焊件缺失，由于設(shè)備出廠已做過熱處理，因此不能在現(xiàn)場對設(shè)備本體施焊。一旦類似問題到了施工階段才發(fā)現(xiàn)，處理起來會非常困難。如某合成氨項(xiàng)目施工階段發(fā)現(xiàn)低溫甲醇洗工段甲醇洗滌塔管架預(yù)焊件缺失，導(dǎo)致附塔管線的承重支架無法安裝，后來不得不采取在設(shè)備保溫圈上焊接支撐來解決。

1．2 重設(shè)計(jì)過程而輕專業(yè)會簽

“會簽”是提出條件的專業(yè)對接收條件的專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行確認(rèn)，以確認(rèn)其圖紙是否滿足要求、是否存在設(shè)計(jì)漏項(xiàng)、設(shè)計(jì)錯誤等。管道專業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段都能重視本專業(yè)的設(shè)計(jì)文件，但在圖紙會簽這一環(huán)節(jié)重視程度有所欠缺。因此在EPC項(xiàng)目現(xiàn)場管道安裝階段，經(jīng)常會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：

（1）現(xiàn)場設(shè)備管口方位與設(shè)備布置圖不一致，有小角度的誤差。出現(xiàn)此類問題的原因在于地腳螺栓的對稱形式上的差異。設(shè)備布置時地腳螺栓一般按照“跨中均布”形式設(shè)計(jì)，而結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)時如果按照“對中均布”來處理，在圖紙會簽時如果沒及時發(fā)現(xiàn)此問題，問題必然會暴露在設(shè)備安裝階段。

（2）現(xiàn)場管墩或樓面開孔錯位、鋼結(jié)構(gòu)框架斜撐擋住操作通道。此類問題出現(xiàn)頻率較高，現(xiàn)場解決起來十分棘手。前者可能會有施工偏差等方面的原因，而后者則是管道設(shè)計(jì)人員沒把好會簽關(guān)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)框架斜撐時更多是考慮其穩(wěn)定性和安全性，而設(shè)計(jì)斜撐所在的方位是否影響通行及操作檢修，則是管道設(shè)計(jì)人員需要去把握的。

EPC項(xiàng)目施工階段一般遵循土建施工→設(shè)備安裝→管道安裝的流程，因此到了設(shè)備和管道安裝階段，結(jié)構(gòu)部分已經(jīng)施工完成，設(shè)備也已安裝就位，結(jié)構(gòu)圖紙上的問題，都需要積累到設(shè)備及管道安裝階段解決。意味著以上暴露出來的問題，都需要花相當(dāng)大的代價來解決。

1．3 重工藝管線而輕公用工程管線

工藝管線，顧名思義就是為主工藝流程服務(wù)的管線，因其大多屬于壓力管道的設(shè)計(jì)范疇，設(shè)計(jì)人員往往非常重視。而公用工程管線，例如儀表空氣、氮?dú)?、工廠空氣、低壓蒸汽、循環(huán)水等。由于工作溫度及壓力較低，材質(zhì)為普通碳鋼或鍍鋅鋼管，因此在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員往往不夠重視。如果遇到設(shè)計(jì)周期較短的情況，往往會將這部分管線預(yù)留到施工現(xiàn)場去解決。

其實(shí)這是認(rèn)識的誤區(qū)。在EPC項(xiàng)目施工后期，即大部分管線安裝就位后，現(xiàn)場試車人員往往開始介入，為試壓、吹掃、開車做準(zhǔn)備。也即涉及公用工程的水、電、氣等是需要最先投用的。如果設(shè)計(jì)階段開了很多“天窗”，那么意味著施工時面臨著無圖紙，無材料的局面。對項(xiàng)目進(jìn)度的影響是不言而喻的。

1．4 重總包設(shè)計(jì)范圍而輕包設(shè)備范圍

所謂“包設(shè)備”，或稱為“成套設(shè)備”，指的是由供貨商提供其供貨范圍內(nèi)的設(shè)備、管道組成件及管道設(shè)計(jì)圖紙。大型EPC項(xiàng)目，包設(shè)備占有不小的比例。例如壓縮機(jī)，汽輪機(jī)，加熱爐等。根據(jù)合同范圍，供貨商除了供應(yīng)其范圍內(nèi)的設(shè)備及附件外，還需負(fù)責(zé)其范圍內(nèi)管道設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)階段，由于進(jìn)度等方面原因，設(shè)計(jì)人員往往很少去關(guān)注供貨商范圍內(nèi)的管道設(shè)計(jì)情況，或者只是約定好了相互的接口條件。一旦出現(xiàn)問題就會暴露在了施工現(xiàn)場。

如某國外EPC項(xiàng)目現(xiàn)場，氫回收裝置運(yùn)達(dá)現(xiàn)場時，發(fā)現(xiàn)所有管口順序與設(shè)計(jì)圖紙不一致，且廠家范圍內(nèi)的法蘭，止回閥沒有供貨。開工加熱爐廠家供貨范圍內(nèi)的燃料氣管線調(diào)節(jié)閥，特殊件遺漏，部分閥門連接面形式與法蘭不匹配，而且供貨商設(shè)計(jì)的管道正好擋住裝置主要檢修通道，現(xiàn)場必須重新設(shè)計(jì)后方可施工。

以上兩個實(shí)例都有其共同點(diǎn)，分析原因不難發(fā)現(xiàn)，管道設(shè)計(jì)人員對“包設(shè)備”范圍內(nèi)的管道設(shè)計(jì)圖紙重視程度不夠。究其原因，與“包設(shè)備”供貨商設(shè)計(jì)力量薄弱，設(shè)計(jì)質(zhì)量難盡人意有關(guān)，盡管總包單位與“包設(shè)備”供貨商合同界定范圍清晰，但如果能盡早介入供貨商的設(shè)計(jì)文件，以上現(xiàn)象則可以避免。

1．5 重管道設(shè)計(jì)而輕特殊件及儀表件

管道特殊件及儀表元件作為管線上重要的一部分，其外形尺寸、規(guī)格、連接形式往往在最終訂貨資料才能確定。根據(jù)不少EPC項(xiàng)目現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)來看，由于管道特殊件和儀表件導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更占40%以上。典型問題如下：

（1）蒸汽疏水器安裝方式改變，例如設(shè)計(jì)時要求水平安裝，到貨后的疏水器卻要求垂直安裝；安全閥進(jìn)出口口徑及接口形式到貨后有變化，因此不得不修改進(jìn)出口的管道布置，且重新采購材料。

（2）調(diào)節(jié)閥口徑及接口形式到貨與設(shè)計(jì)不一致。對于大型EPC項(xiàng)目，由于部分調(diào)節(jié)閥從國外采購，供貨周期長，供貨商圖紙不及時。因此導(dǎo)致此類問題頻頻發(fā)生。

2 對EPC項(xiàng)目管道設(shè)計(jì)存在問題的對策

針對以上EPC項(xiàng)目管道設(shè)計(jì)常出現(xiàn)的誤區(qū)，建議在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段著重考慮以下幾方面：

1）向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出的管道荷載條件余量應(yīng)適度，并與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員共同確定好系數(shù)，避免設(shè)計(jì)余量過大；

2）對于生根于高塔、反應(yīng)器等重要設(shè)備上的管道預(yù)焊件，應(yīng)仔細(xì)提出預(yù)焊件的數(shù)量、形式、定位等，避免遺漏；

3）在會簽土建圖紙時，應(yīng)該重點(diǎn)檢查地腳螺栓方位、重要管墩管架定位及標(biāo)高、樓面開孔定位及尺寸、框架梁柱尺寸及斜撐的形式等。在會簽設(shè)備專業(yè)圖紙時，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備上預(yù)焊件的數(shù)量及預(yù)焊件的形式，并與管道支架形式一一核對；

4）工藝管線與公用工程管線應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，同步設(shè)計(jì)和采購；

5）總包單位應(yīng)對“包設(shè)備”供貨商提供的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審核，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時通知供貨商完善圖紙，盡量把問題消滅在圖紙階段；

6）管道專業(yè)圖紙?jiān)谌霂烨皯?yīng)對管道特殊件及儀表元件供貨商圖紙進(jìn)行確認(rèn)，確保按照終版圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)。否則，應(yīng)在收到最終圖紙后設(shè)計(jì)和采購相應(yīng)的配對法蘭及緊固件等材料。

3 結(jié) 語

在一個石油化工裝置中，管道材料的費(fèi)用約占整個工程投資的1／10，而設(shè)計(jì)工作量約占整個工程工作量的1／3［3］。由此可見，管道設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，事關(guān)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。本文旨在拋磚引玉，以期同行可以借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，共同提高EPC項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

［1］何云．實(shí)施項(xiàng)目矩陣式管理，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量［J］．中國勘察設(shè)計(jì)，2003（4）：25－28．

［2］張秀東．工程總承包進(jìn)程中矩陣型項(xiàng)目管理模式的實(shí)施［J］．石油化工設(shè)計(jì)，2004，21（1）1－4．

［3］岳進(jìn)才著．壓力管道技術(shù)［M］．中國石化出版社．2006．

A Brief Talk on Misunderstanding and Countermeasure of Piping Design for EPC Project

Xiang Guo-jun
（Jinzhong Petrochemical Engineering Co．Ltd．，Wuhan Hubei 430223，China）

The author summarizes several misunderstandings about piping designer of Engineering Corporation during design stage combining project experience，and also analyses the existing problems，and put forward his own view．It will have realistic guiding significance on improving design quality of EPC projects．

Engineering Corporation；EPC project；Piping design

TE65，F(xiàn)224．5

B

1003-6490（2015）05-0036-03

2015－10－06

向國軍（1983－），男，湖北宜昌人，2006年畢業(yè)于東南大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，注冊化工工程師，從事化工項(xiàng)目工藝和管道設(shè)計(jì)工作。