大型國際LNG項(xiàng)目模塊化建造管理

姜 寧 李 林 許 濤 鄭春來

1. CNPC International Russian Corporation, Moscow Russian 117393;2. 中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司, 四川 成都 610041

0 前言

模塊化已成為當(dāng)今十分流行的概念,大到大型工程項(xiàng)目建設(shè),小到IT行業(yè)個人電腦乃至手機(jī)的制造,模塊化的理念已越來越深入到人類的工作生活中。工程項(xiàng)目模塊化建設(shè)的主要優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)施工,可以有效規(guī)避施工環(huán)境及條件的影響,使工效最大化,更易于項(xiàng)目按計(jì)劃如期實(shí)施;可以分散建造,通過選擇多個模塊建造場地同時施工,進(jìn)而縮短項(xiàng)目建設(shè)期;更易于質(zhì)量控制,減少因質(zhì)量問題造成的返工;對于發(fā)達(dá)地區(qū)的項(xiàng)目,可以降低人工成本,節(jié)約投資;對于環(huán)保要求嚴(yán)格的地區(qū),能夠降低環(huán)保投入[1-5]。

俄羅斯亞馬爾LNG項(xiàng)目作為目前北極地區(qū)最大的LNG上下游一體化項(xiàng)目,地處俄羅斯亞馬爾南坦姆貝氣田,天然氣儲量1.3×1012m3、凝析油儲量6.0×107t。項(xiàng)目采用APCI的C3 MR工藝技術(shù),分三期建設(shè)，包含3條5.5×106t/a的LNG生產(chǎn)線,建成后年總產(chǎn)能將達(dá)1.65×107t LNG及1.0×106t凝析油。因項(xiàng)目所在地自然條件惡劣、無社會依托,故在啟動之初便選擇采用模塊化建設(shè)模式,由142個工藝模塊組成,總重量超過3.5×105t，其中最重的模塊達(dá)6 959 t,尺寸為43.65 m×62.4 m×43.5 m(長×寬×高)。

模塊化建設(shè)模式,利用工廠的技術(shù)和資源優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)裝置的工廠預(yù)制最大化,現(xiàn)場施工最小化,從而降低工程建設(shè)的風(fēng)險[6]，而模塊化裝置工廠建造作為模塊化建設(shè)的重中之重,其建造管理十分關(guān)鍵。

1 HSE管理

HSE管理[7-9]非常重要,任何小的疏忽,都有可能造成大事故,對項(xiàng)目進(jìn)展和公司聲譽(yù)都會有重大影響。模塊化建造項(xiàng)目的HSE管理是基于模塊廠的管理體系,融合了總包商、業(yè)主的HSE管理理念或文化,以程序文件的形式,指導(dǎo)、控制項(xiàng)目的HSE管理。通過這種融合,可建立:項(xiàng)目HSE管理委員會(各方高管)、高管HSE承諾、有效持續(xù)的培訓(xùn)機(jī)制(管理人員和施工人員)、項(xiàng)目高層例行HSE巡視、制定獎懲機(jī)制(輕罰重獎)。HSE管理委員會為項(xiàng)目HSE管理提供指導(dǎo)；高管HSE承諾、體現(xiàn)管理層對HSE管理工作的重視,有效激勵中層及基層人員對HSE管理的重視和參與積極性；以退出機(jī)制為依托,建立有效持續(xù)培訓(xùn)機(jī)制,不合格人員退出項(xiàng)目,培訓(xùn)后重新上崗；輕罰重獎的獎懲機(jī)制可以減輕施工人員精神壓力,提高重視安全、參與HSE管理的積極性。

建造廠針對具體項(xiàng)目制定HSE管理方案和相應(yīng)開工準(zhǔn)備安全措施,并對HSE管理方案的針對性、合理性、可操作性和完整性進(jìn)行審查評估。開工前建造廠應(yīng)針對模塊建造危險源辨識和控制對施工人員進(jìn)行培訓(xùn),讓施工人員了解模塊建造過程中,各項(xiàng)工序可能存在的危害、風(fēng)險等級及控制、補(bǔ)救措施,避免安全事故的發(fā)生。

相對而言,建造過程中安全風(fēng)險較高的作業(yè)包括:交叉作業(yè)、射線探傷作業(yè)、吊裝作業(yè)、腳手架作業(yè)、用電作業(yè)、動火作業(yè)、受限空間作業(yè)、試壓作業(yè)等。在建造過程中,應(yīng)重點(diǎn)檢查建造廠針對上述作業(yè)的HSE管理,并留下檢查記錄。針對風(fēng)險等級較高的工序,建議建造廠實(shí)行作業(yè)許可單和班前會制度,充分做好該工序的作業(yè)安全風(fēng)險分析,以及相應(yīng)的安全技術(shù)交底工作。

2 質(zhì)量管理

模塊化裝置工廠建造是模塊化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是項(xiàng)目質(zhì)量管理的重中之重。為實(shí)現(xiàn)模塊化裝置的質(zhì)量目標(biāo),建造階段的質(zhì)量控制需要向上游的設(shè)計(jì)和下游的運(yùn)輸延伸[10]。

2.1 設(shè)計(jì)核查

三維設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步,推動了模塊化技術(shù)的發(fā)展,使得裝置模塊化的全過程設(shè)計(jì)變?yōu)榭赡堋楦玫乇ＷC模塊化裝置工廠建造的順利實(shí)施,應(yīng)重視建造廠對設(shè)計(jì)成果的核查作用。建造廠對設(shè)計(jì)成果的核查主要表現(xiàn)在以下兩方面。

第一,制定建造方案階段對三維設(shè)計(jì)模型的核查。該階段可以發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)模型中的不足、不合理甚至錯誤。通過提出合理的設(shè)計(jì)改進(jìn)建議,減少建造過程中的整改,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與建造轉(zhuǎn)化與融合。

第二,轉(zhuǎn)化加工圖階段對設(shè)計(jì)料單進(jìn)行核查。該階段主要通過加工圖轉(zhuǎn)化獲得實(shí)際用料量,再與設(shè)計(jì)采購工程量進(jìn)行對比,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)料單的核查。核查重點(diǎn)包括建造廠加工消耗量水平、特殊材料工程量、長周期材料工程量等。

建造廠作為設(shè)計(jì)文件的接受方和使用方,有義務(wù)對設(shè)計(jì)文件的質(zhì)量進(jìn)行必要的核查,問題發(fā)現(xiàn)越早,越有利于建造過程的質(zhì)量和進(jìn)度控制。

2.2 采購物資入廠檢驗(yàn)

采購物資到貨的質(zhì)量檢驗(yàn)也是模塊化裝置工廠建造的質(zhì)量管理重要環(huán)節(jié)。物資在建造廠的制造過程中和出廠驗(yàn)收時都會受到嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn),保證發(fā)貨產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品經(jīng)過運(yùn)輸?shù)竭_(dá)建造廠后需要對到貨物資進(jìn)行入廠檢驗(yàn),檢驗(yàn)內(nèi)容主要包括:一是檢驗(yàn)到貨物資是否符合設(shè)計(jì)文件要求,從規(guī)格、型號、材質(zhì)等多方面進(jìn)行檢查;二是檢驗(yàn)到貨物資的外觀質(zhì)量,包括感觀質(zhì)量、接口尺寸等;三是檢查到貨物資的隨貨資料,對重要的質(zhì)量證明文件和試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行查閱。

物資在建造廠通常進(jìn)行分類倉儲保管,而對物資入廠檢驗(yàn)一般進(jìn)行分區(qū)管理,可分為待檢區(qū)、檢驗(yàn)合格區(qū)和檢驗(yàn)不合格區(qū)。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果,將到貨物資放入指定區(qū)域,并納入出入庫管理。只有檢驗(yàn)合格區(qū)的物資才可納入建造過程領(lǐng)料計(jì)劃中。

2.3 模塊預(yù)制及組裝管理

模塊化裝置工廠建造包括鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制、管道預(yù)制、組裝及儀電安裝、絕熱防腐等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制與監(jiān)督均按照制定的質(zhì)量檢測計(jì)劃(ITP)進(jìn)行。管路系統(tǒng)的質(zhì)量控制重點(diǎn)包括焊接工藝、無損檢測、熱處理、水壓試驗(yàn)等;鋼結(jié)構(gòu)制造控制重點(diǎn)包括尺寸控制、變形控制、無損檢測等。整裝模塊各片甲間的安裝組對是質(zhì)量控制的重點(diǎn)與難點(diǎn)；而拆分模塊的底層單體模塊組裝定位控制是重點(diǎn)。預(yù)制管道的組裝主要做到合理制定組裝方案,實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)的無應(yīng)力組對焊接,管路通過系統(tǒng)壓力試驗(yàn)保證建造質(zhì)量。檢驗(yàn)儀電安裝和絕熱防腐應(yīng)符合安裝設(shè)計(jì)要求,儀電安裝后應(yīng)進(jìn)行必要的單點(diǎn)測試,保證安裝質(zhì)量。

2.4 成品保護(hù)管理

模塊化裝置建造過程和發(fā)貨前的成品保護(hù)也是建造質(zhì)量管理的重點(diǎn)。整裝模塊和拆分模塊都避免不了各工序的交叉作業(yè)和上下層的同時作業(yè)。后道工序?qū)嵤┣昂蛯?shí)施過程中都需要對前道工序的成品進(jìn)行保護(hù),制定保護(hù)措施和監(jiān)督手段,避免返工造成的質(zhì)量缺陷和進(jìn)度影響。模塊化裝置在建造廠完成最終的出廠驗(yàn)收(FAT)后,為保證運(yùn)輸安全,也需要采取必要的包裝保護(hù),如管道端部保護(hù)、結(jié)構(gòu)臨時支撐保護(hù)、氮?dú)獗Ｗo(hù)等。

3 進(jìn)度管理

模塊化裝置工廠建造進(jìn)度管理,首先應(yīng)制定合理的建造進(jìn)度計(jì)劃,確定建造進(jìn)度的關(guān)鍵路線和里程碑進(jìn)度節(jié)點(diǎn);其次制定適合項(xiàng)目進(jìn)度監(jiān)督的手段,定期對實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行檢測,如進(jìn)度報(bào)表、進(jìn)度曲線，并定期將實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對比,掌握進(jìn)度的偏離情況;再次就是對進(jìn)度偏離進(jìn)行分析，一是關(guān)鍵路線的進(jìn)度是否出現(xiàn)滯后影響整體進(jìn)度，二是非關(guān)鍵路線工作進(jìn)度滯后是否改變關(guān)鍵路線,對整體進(jìn)度產(chǎn)生影響，三是進(jìn)度提前是否有利于項(xiàng)目質(zhì)量及費(fèi)用控制，四是關(guān)注進(jìn)度偏離對里程碑進(jìn)度計(jì)劃的影響；最后針對分析結(jié)果,結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況,制定合理的進(jìn)度糾偏措施,包括人力資源、機(jī)具資源、工作時間調(diào)整等措施。

3.1 設(shè)計(jì)文件交付

設(shè)計(jì)文件包括采購技術(shù)文件和施工圖,設(shè)計(jì)文件如期交付是模塊建造進(jìn)度的有力保證。一方面,模塊設(shè)計(jì)方應(yīng)按進(jìn)度如期完成相關(guān)設(shè)計(jì)文件;另一方面,建造廠作為文件的接受方,也應(yīng)關(guān)注設(shè)計(jì)文件交付進(jìn)度,動態(tài)更新模塊建造設(shè)計(jì)文件交付進(jìn)度表。對影響建造進(jìn)度的設(shè)計(jì)文件交付提前預(yù)警,及時通過總承包方協(xié)調(diào),獲得批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)文件。對于已經(jīng)延期交付的設(shè)計(jì)文件,提出建議措施和后續(xù)糾偏方案,如調(diào)整施工順序、改變施工方法,必要時采取各工序交叉作業(yè)等措施,提高建造與設(shè)計(jì)的適應(yīng)性以確保建造進(jìn)度。

3.2 采購物資交付

采購物資交付是模塊建造進(jìn)度控制重要環(huán)節(jié),在項(xiàng)目整體進(jìn)度編制過程中,需要核實(shí)、分析物資采購周期能否滿足建造進(jìn)度的需要,或者說根據(jù)物資合理的采購周期判斷整體進(jìn)度是否合理。采購物資進(jìn)度管理可按類別進(jìn)行分析,包括對模塊建造方案或工序有重要影響的大型設(shè)備,如塔器、重型設(shè)備,其交付時間往往對模塊建造的里程碑時間有影響,交付進(jìn)度需重點(diǎn)管理;供貨周期較長的自控設(shè)備、動設(shè)備和特殊材質(zhì)設(shè)備,是完成整個管路系統(tǒng)及儀電系統(tǒng)安裝的關(guān)鍵,往往在進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)鍵線路上;對系統(tǒng)組成有重要影響的大宗物資,如閥門、特殊管件等,對工藝模塊管路系統(tǒng)的組裝有重要影響;對于供貨周期短、市場常見的通用材料,則稍微關(guān)注即可。

3.3 模塊建造進(jìn)度

模塊建造進(jìn)度需要關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制進(jìn)度、鋼結(jié)構(gòu)組裝進(jìn)度、管道預(yù)制進(jìn)度、管路系統(tǒng)組裝進(jìn)度、儀電安裝進(jìn)度,對于拆分模塊還需要關(guān)注拆分包裝工作周期。鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制及組裝進(jìn)度中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注防火涂料所需時間和整裝模塊各片甲組裝進(jìn)度,通常防火涂料受天氣影響干燥時間較長。管道預(yù)制及管路系統(tǒng)組裝進(jìn)度應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注大口徑厚壁管的預(yù)制進(jìn)度、焊縫熱處理、系統(tǒng)組裝以及壓力試驗(yàn)工作,其中壓力試驗(yàn)由于HSE管理要求不能交叉作業(yè),在管路系統(tǒng)較多時,持續(xù)時間較長。儀電安裝通常與管路系統(tǒng)組裝交叉進(jìn)行,單點(diǎn)測試需要一定的時間。而對于拆分模塊,由于儀電系統(tǒng)相對精密,在拆分過程中的成品保護(hù)時間相對較多。

4 結(jié)論

本文通過對俄羅斯亞馬爾LNG項(xiàng)目模塊建造的HSE管理、質(zhì)量控制和進(jìn)度控制三個方面，對大型LNG項(xiàng)目模塊化裝置工廠建造管理要點(diǎn)進(jìn)行了闡述,主要結(jié)論如下:

1)模塊化裝置建設(shè)特點(diǎn)決定了工廠建造過程存在交叉作業(yè)、射線探傷作業(yè)、吊裝作業(yè)、腳手架作業(yè)、用電作業(yè)、動火作業(yè)、受限空間作業(yè)、試壓作業(yè)等諸多高風(fēng)險作業(yè)工作,識別風(fēng)險,制定預(yù)案，進(jìn)行必要的安全技術(shù)交底,開展作業(yè)許可單和班前會制度都是HSE管理的要點(diǎn)。

2)模塊化裝置工廠建造的質(zhì)量管理應(yīng)圍繞設(shè)計(jì)文件核查、采購物資入廠檢驗(yàn)、模塊預(yù)制及組裝和成品保護(hù)管理四個方面開展,以項(xiàng)目編制的《質(zhì)量計(jì)劃》和ITP文件為依據(jù),按工序逐項(xiàng)檢驗(yàn)監(jiān)督,確保建造的整體質(zhì)量。

3)模塊化裝置工廠建造的進(jìn)度管理除關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制與組裝、管道預(yù)制與系統(tǒng)組裝、儀電安裝外,還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)文件交付和采購物資交付進(jìn)度。通常進(jìn)度計(jì)劃中關(guān)鍵路線物資的交付進(jìn)度是造成模塊建造進(jìn)度滯后的重要因素,在進(jìn)度的動態(tài)管理中應(yīng)重點(diǎn)控制。