工藝管道工廠化預(yù)制方案

周金輝

【摘要】近幾年來，在大型工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)中工藝管道工程量大，且其材質(zhì)、規(guī)格、壓力等級及物料性質(zhì)等的不同是管道施工及管理顯得非常的復(fù)雜、繁瑣。目前每個(gè)施工企業(yè)都要提高工藝管道工廠化預(yù)制能力，來提高預(yù)制深度和精度，減少現(xiàn)場施工量，加快工藝管道的施工進(jìn)度。

【關(guān)鍵詞】工藝管道 工廠化 預(yù)制方案

1、管道預(yù)制工廠化的概念

管道預(yù)制工廠化就是管道預(yù)制施工采用先進(jìn)的工業(yè)化施工，衡量的標(biāo)準(zhǔn)是：

（1）管道工廠化預(yù)制是施工企業(yè)在項(xiàng)目所在地（或異地）建有固定的標(biāo)準(zhǔn)廠房或移動式廠房（或集裝箱）、按照流程作業(yè)方式組織施工；

（2）配備管道預(yù)制所需的機(jī)械設(shè)備。在工廠內(nèi)完成大部分管道的切割、組對、焊接、防腐、檢驗(yàn)等工作；

（3）在管道預(yù)制工廠只完成管段施工，預(yù)制好的管段送往現(xiàn)場各個(gè)界區(qū)或工段進(jìn)行安裝和組焊，在現(xiàn)場只要進(jìn)行少部分管道連接二次預(yù)制或固定口焊接。

2、管道預(yù)制工廠化的優(yōu)勢

（1）最快的交期：管道預(yù)制采用工業(yè)化施工方法可實(shí)現(xiàn)同時(shí)異地進(jìn)行管道的預(yù)制施工，管道預(yù)制可與土建同步施工，最大限度的縮短施工總工期；

（2）最低的成本：可以最大限度實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序的機(jī)械化、自動化、信息化管理，有利于提高勞動生產(chǎn)力率，大大降低成本；

（3）最好的質(zhì)量：便于管道預(yù)制的質(zhì)量管理，質(zhì)量控制比較容易實(shí)現(xiàn)，質(zhì)量易得到保證；

（4）最大化利用：作業(yè)條件好，不受自然條件氣候的影響；

3、管道工廠化預(yù)制的適用范圍

（1）適用于管道安裝工程量大、工期緊、質(zhì)量要求高，安裝、預(yù)制場地分開的狀況；

（2）適應(yīng)材質(zhì)多樣性的特點(diǎn)：如碳鋼、合金鋼、不銹鋼等，設(shè)備與管子接觸部分均設(shè)有不銹鋼隔離墊板。切實(shí)達(dá)到防止碳污染的要求；

（3）適應(yīng)管道強(qiáng)度等級高的特點(diǎn)：可以滿足中低壓管道和中高壓管道的預(yù)制；

（4）適應(yīng)管徑范圍大的特點(diǎn)：可覆蓋φ50mm-φ630mm范圍內(nèi)的管道預(yù)制；

（5）適應(yīng)焊接質(zhì)量要求高的特點(diǎn)：可滿足100%X射線無損探傷檢測要求，一次焊接合格率可達(dá)到98%以上；

（6）自動焊接內(nèi)部成型美觀、清潔、焊縫光滑，光潔度和潔凈度可以達(dá)到多晶硅行業(yè)的要求。

5、管道預(yù)制生產(chǎn)流水線設(shè)備及場地的配備

我公司管道預(yù)制工廠配置了黑色金屬和不銹鋼兩條生產(chǎn)流水線，滿足不同材質(zhì)的生產(chǎn)需要。設(shè)置了原材料堆場和成品堆場，滿足儲存和流轉(zhuǎn)的需要，同時(shí)針對天宏Ⅲ期施工內(nèi)容，配備了1+4移動式管道預(yù)制生產(chǎn)線。

6、管道預(yù)制的主要軟件系統(tǒng)配置

（1）FLM管道精益預(yù)制管理系統(tǒng)——功能介紹

①設(shè)計(jì)管理方面

軟件具備IDF或PCF等軟件格式的接口；管材套料；自動生成SPOOL圖紙，并對SPOOL圖紙進(jìn)行管理；并具備3D顯示功能；成的表單為中英文對照，所有表單的格式按照采購方的模板；所有數(shù)據(jù)以Excel及其他格式保存，同時(shí)精確計(jì)算工作量，用于計(jì)劃的準(zhǔn)確實(shí)施。

②材料管理方面

軟件能夠與采購方目前使用的材料管理軟件相融合，對管材以及管附件進(jìn)行管理；自動按天、周或月生成管材及管件的生產(chǎn)料單；從管子入庫開始到管段安裝完成進(jìn)行全方位跟蹤，同時(shí)可以進(jìn)行反跟蹤，滿足項(xiàng)目跟蹤查詢功能。

③生產(chǎn)管理方面

根據(jù)圖紙狀態(tài)、材料狀態(tài)及項(xiàng)目需求計(jì)劃，對施工進(jìn)行合理分配工作量和管理；對生產(chǎn)流程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制并同時(shí)形成定制化的報(bào)表用于最終的交工資料。如每日將工作量、人員信息、設(shè)備信息進(jìn)行匯總；在單線圖上可以自動生成管線NDT圖并自動生成焊縫號，并生成表單；焊接合格率統(tǒng)計(jì)的功能，并能追蹤到具體焊工號和焊口號；對NDT信息、水壓試驗(yàn)和其他密性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)功能，并生成報(bào)告；在不同的工位能生成各種報(bào)驗(yàn)用報(bào)表。

7、預(yù)制過程控制

（1）圖紙審核

設(shè)計(jì)部在接受委托任務(wù)后組織詳圖設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)工作，管線圖應(yīng)按管號畫、單線圖（或管段圖）的尺寸標(biāo)注、材料統(tǒng)計(jì)均按凈料計(jì)算、單線圖（或管段圖）的繪制按正等軸測圖繪制方法執(zhí)行，設(shè)計(jì)經(jīng)理負(fù)責(zé)對單線圖進(jìn)行全面審核，并簽字認(rèn)可。

（2）下料工段

根據(jù)材料的到貨狀態(tài)與工作量自動編排下料工段日工作計(jì)劃，負(fù)責(zé)材料的擺放，切割、條形碼標(biāo)識，明確下料工作工期及下料技術(shù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對下料質(zhì)量負(fù)責(zé)，將下料預(yù)制件運(yùn)到組對工段。

（3）焊接工段

負(fù)責(zé)所有預(yù)制件的焊口焊接工作，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝紀(jì)律，并對焊道外觀進(jìn)行100%檢查，填寫日報(bào)驗(yàn)單，上報(bào)質(zhì)檢員，配合對焊口進(jìn)行無損檢驗(yàn)工作，對焊接質(zhì)量負(fù)責(zé)。

（4）成品工段

負(fù)責(zé)預(yù)制件的內(nèi)部清理、標(biāo)識管理、擺放和出廠，對預(yù)制成形的預(yù)制件內(nèi)部進(jìn)行清理、封口、檢查預(yù)制件的各種標(biāo)識是否齊全，確認(rèn)是否合格，將預(yù)制件擺放到指定地點(diǎn)，并做好臺賬，按照現(xiàn)場的需要提供成品預(yù)制件、辦理交接。

（5）材料標(biāo)記及移植

由于多晶硅項(xiàng)目工號多、介質(zhì)種類復(fù)雜、管道材質(zhì)、規(guī)格、壓力等級等不同的特點(diǎn)，原材料、半成品及成品材料的標(biāo)識顯得尤為重要，根據(jù)天宏一、二期的施工經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合管道自動焊預(yù)制特點(diǎn)，針對多晶硅三期，工藝管道工程將按照先預(yù)制后清洗的工序進(jìn)行，且為防止管道在倒運(yùn)、下料、組對、焊接、清洗過程中的標(biāo)識不清楚而導(dǎo)致安裝現(xiàn)場混亂的現(xiàn)象，管道標(biāo)記、標(biāo)識顯得尤為重要；為了保證預(yù)制好的管段有良好的識別性、唯一性、追溯性；管道標(biāo)識將按下列流程進(jìn)行：

（1）材料進(jìn)場的標(biāo)記、標(biāo)識

管材的標(biāo)記、標(biāo)識：離管子端部100～150處用油漆、記號筆或鋼?。ú讳P鋼除外）移植，要求字跡清楚，標(biāo)記移植完后需將標(biāo)識框起。

管件的標(biāo)記、標(biāo)識：彎頭、三通用記號筆在中端外圓表面進(jìn)行標(biāo)記移植，大小頭等材料用記號筆在離大口徑端面處外圓表面進(jìn)行標(biāo)記移植，要求字跡清楚，標(biāo)記移植完后需將標(biāo)識框起。

（2）切割、下料標(biāo)記、標(biāo)識移植

根據(jù)已領(lǐng)用的且?guī)в袠?biāo)記、標(biāo)識的管材、管件依據(jù)下料單線圖的尺寸按要求進(jìn)行切割、下料，完成后將原有的標(biāo)識按要求移植到對應(yīng)的管材上。

（3）組對、焊接標(biāo)記、標(biāo)識移植

組對、焊接人員依據(jù)預(yù)制單線圖上的要求進(jìn)行管子+彎頭、三通、大小頭、法蘭的組對、焊接（管子、管件上必須有清晰可見的標(biāo)識）。

（4）清洗前標(biāo)記、標(biāo)識移植

為了防止管道在清洗過程中管道標(biāo)識被洗掉，將由專人對管段的標(biāo)識進(jìn)行永久性移植，方法將由以往的涂、寫、噴改為用專業(yè)的設(shè)備（工業(yè)電火花刻字筆-見下圖）進(jìn)行移植，此方法標(biāo)識耐高溫、耐腐蝕，有一定永久性；由于標(biāo)識幾乎沒有深度，因此不會傷及母材和金屬表面的平整度。

8、管道自動焊特點(diǎn)

（1）低HSE風(fēng)險(xiǎn)

通過工廠化預(yù)制模式的實(shí)施，是大量工作量在預(yù)制廠實(shí)現(xiàn)，降低了現(xiàn)場作業(yè)工作量；現(xiàn)場人員、工作量較傳統(tǒng)作業(yè)模式大幅減少，從而為員工創(chuàng)造了良好的安全作業(yè)環(huán)境。同時(shí)用自動焊代替手工焊，減輕了作業(yè)人員的勞動幅度，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）自動焊焊接工藝

目前我公司已完成管道自動焊和半自動焊工藝評定10多項(xiàng)，范圍涵蓋氣保、埋弧及融化及氣體保護(hù)等工藝。

①碳鋼管道（20#、20g、Q235）已開發(fā)了氬弧、氣保、埋弧全功能一體，實(shí)現(xiàn)從自動焊填充到蓋面的全過程自動焊接，施焊范圍：管徑DN100-DN1200，管道壁厚5-80mm。碳鋼管道的自動焊填充蓋面技術(shù)已在預(yù)制中全面推廣和使用，操作方法嫻熟，且焊接質(zhì)量無論在外觀成型和無損檢測上狀況良好。

②奧氏體不銹鋼管道（304、304L、316、316L）具備了氬弧、氣保、埋弧全功能一體，施焊范圍：管徑DN100-DN1200，管道壁厚5-80mm。

③自動焊數(shù)字化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

為降低操作難度，實(shí)現(xiàn)自動焊操作的數(shù)字化控制，提高焊接質(zhì)量和效率。WPS焊接程序數(shù)字化，系統(tǒng)化，具備40套WPS參數(shù)。

結(jié)語，本次羅列的管道預(yù)制工藝是現(xiàn)代化管道預(yù)制生產(chǎn)線的部分主體工藝。詳細(xì)流程未涉及的可參考《管道預(yù)制詳細(xì)過程資料》。