海外項目試壓包技術(shù)準(zhǔn)備工作實踐

中石化第十建設(shè)有限公司 山東青島 266000

管理理念及資源配備的差異，導(dǎo)致海外項目同國內(nèi)項目在管道試壓準(zhǔn)備的節(jié)奏上有所不同。在海外項目中，往往在管道施工前期即著手進(jìn)行試壓包前期準(zhǔn)備工作。合理劃分、高質(zhì)量編制的試壓包可以指導(dǎo)現(xiàn)場管道施工，使“試壓促施工、以試壓促掃尾”的理念得到順利的貫徹實施。筆者2018年主持了科威特LFHO原油項目CPF中央處理裝置全部3270個管道的試壓包編制工作，并對管道按試壓包施工、掃尾及管道試壓施工進(jìn)行了全程技術(shù)支持。實踐證明，此次試壓包的準(zhǔn)備工作效率高，實施過程順利、安全，充分起到了“以試壓促施工、以試壓促掃尾”的作用。本文將通過介紹科威特LFHO原油處理項目CPF中央處理裝置試壓包編制的流程及試壓前的主要技術(shù)準(zhǔn)備工作，總結(jié)出海外項目試壓包技術(shù)準(zhǔn)備工作的一般程序和需要關(guān)注的主要技術(shù)問題，以給類似的工程啟示和借鑒。

1 項目概述

LFHO項目CPF裝置的業(yè)主方為科威特國家石油公司（以下簡稱KOC），PMC代業(yè)主管理方為Worley Parsons（以下簡稱 WP），總承包商為 Petrofac（以下簡稱PIL），現(xiàn)場施工由中石化第十建設(shè)有限公司（以下簡稱十建公司）負(fù)責(zé)，裝置區(qū)分為TRAIN-1、TRAIN-2、公用工程等17個WBS區(qū)域。十建公司承擔(dān)所有管道的現(xiàn)場安裝工作，工作量為25萬寸徑（不含預(yù)制）、150萬寸米，裝置面積大，長2300m、寬1500m，施工點多面廣，最高試驗壓力達(dá)到395bar。

與國內(nèi)項目不同，海外項目采用試車系統(tǒng)/子系統(tǒng)（System/Sub-System）的概念。在CPF裝置中，總包方在工藝流程圖定稿后即將全場工藝流程按照預(yù)試車要求劃分成為39個一級試車系統(tǒng)，一級試車系統(tǒng)下轄共計298個子系統(tǒng)。十建公司在試車子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，劃分試壓包。當(dāng)某一個子系統(tǒng)下的所有試壓包試壓、吹掃、回裝完畢后，該子系統(tǒng)工藝管道即滿足了預(yù)試車要求。試壓包劃分結(jié)構(gòu)見圖1。這樣劃分的好處是將試車與試壓有機(jī)地結(jié)合了起來，便于試壓為試車創(chuàng)造條件。

2 管道試壓包編制前的準(zhǔn)備工作

2.1 試壓包的定義和主要編制流程

圖1 試壓包劃分結(jié)構(gòu)圖

試壓包是為了管道工程掃尾、試壓及交工驗收而編制的一套資料，包括以下幾部分：試壓流程圖、管道單線圖、管道尾項檢查單、各項相關(guān)QC檢測資料、現(xiàn)場試壓報告、計量器具校驗報告。試壓包在整個管道工程施工、掃尾、試壓、吹掃、回裝及機(jī)械竣工驗收過程中起著非常重要的作用，一般可以作為管道施工質(zhì)量水平的一次全面檢驗，業(yè)內(nèi)許多專業(yè)人員稱“試壓是管道施工質(zhì)量檢測的最后一道關(guān)口，也是最關(guān)鍵的一道關(guān)口”。

試壓包的編制可以分階段進(jìn)行：

第一階段，收集圖紙資料及現(xiàn)場施工信息，確認(rèn)試壓包編制的編制依據(jù)、編制重點和優(yōu)先次序等，形成試壓包編制計劃；

第二階段，以管道表、試車系統(tǒng)流程圖進(jìn)行劃分和編輯，即將每個試車子系統(tǒng)根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)分為若干個試壓包系統(tǒng)，并給出每個試壓包的編號及試壓界限；

第三階段，以初步劃分的試壓包流程圖為基礎(chǔ)，結(jié)合管道單線圖清單，進(jìn)行詳細(xì)編制，并完善試壓包（包含單線圖清單）；

第四階段，會同物資供應(yīng)、施工管理、QC等相關(guān)部門，建立基礎(chǔ)臺賬，確定數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則，建立試壓數(shù)據(jù)庫，同時完善單線圖上的試壓包信息；

第五階段，現(xiàn)場施工過程中逐步完善QC檢查資料，對試壓包進(jìn)行報驗和實施。主要編制程序見圖2。

2.2 試壓包編制的時機(jī)

通常在人力、物力允許的情況下，試壓包編制工作越早越好。在原油處理項目中，十建公司自收到PIL提供的試車系統(tǒng)流程圖后，就開始著手編制，此時管道施工完成了20%。試壓編制完成后，輔助以計算機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)監(jiān)控試壓包施工材料到貨進(jìn)度、施工進(jìn)度等，真正地做到按照試壓包組織施工，實現(xiàn)管道施工的系統(tǒng)化管理。

2.3 相關(guān)圖紙和資料的收集

試壓包編制前要收集合同中規(guī)定與管道施工或試壓工作相關(guān)的施工規(guī)范；收集KOC、WP與PIL在系統(tǒng)劃分和工藝流程實現(xiàn)方面的指導(dǎo)意見，特別是試車的優(yōu)先次序和特殊要求等；對于流程圖中有關(guān)裝置的整體工藝說明進(jìn)行初步了解。

收集相關(guān)的管道施工圖紙信息，至少包括管道單線圖、管道流程圖、管道表等。另外，海外項目總包方一般會提供3D設(shè)計模型。使用3D模型軟件NavisWorks中的查詢功能，通過VBA編程，可查詢試壓包的三維模型，從而可極大的方便現(xiàn)場施工。

圖2 試壓包主要編制流程

首先應(yīng)該根據(jù)管道或者設(shè)備平面布置圖確定主要設(shè)備的位置和大小，及大型管道的主要走向，從而可對整個裝置的整體布局有較為深刻的印象；對于流程圖的熟悉，主要是為了了解裝置的主要介質(zhì)及走向，要仔細(xì)閱讀圖紙說明，了解英文簡寫的含義其他相關(guān)信息，還可與工藝設(shè)計工程師接觸，了解設(shè)計方面的一些特殊要求和說明；對單線圖的初步熟悉，主要是了解單線圖中所包含的主要技術(shù)參數(shù)，并從相關(guān)施工技術(shù)人員了解施工工程量分布和進(jìn)展情況。管道表由設(shè)計出具，其記錄了與管道施工含試壓相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)，是管道試驗壓力、介質(zhì)選用的首選依據(jù)。

雖然原油處理裝置流程并不復(fù)雜，但試壓工作點多面廣，所以還應(yīng)注意收集以往類似工程的相關(guān)資料，由此可以借鑒以往工程的經(jīng)驗；還應(yīng)與有編制經(jīng)驗的技術(shù)人員溝通，以了解編制的主要難點和相關(guān)經(jīng)驗教訓(xùn)，以便在試壓包劃分上盡可能考慮實施效率。

2.4 裝置試壓系統(tǒng)特點及要點的分析

在進(jìn)行完成以上2.2和2.3的步驟后，對于裝置區(qū)的主要特點有了初步了解，對于試壓包編制的重難點有了印象，以此為基礎(chǔ)可以進(jìn)一步歸納總結(jié)試壓包的特點。

2.5 試壓機(jī)具審批

海外項目注重第三方校驗報告，故試壓用工裝（Manifold）的設(shè)計圖紙需要經(jīng)過審批，工裝自身試壓過程需要有資質(zhì)的第三方單位進(jìn)行現(xiàn)場見證并發(fā)合格證。使用的高壓橡膠軟管、試壓泵也需要第三方單位的安全鑒定證書。試壓工裝設(shè)計圖紙和試壓工裝壓力試驗分別見圖3和圖4。

圖3 試壓工裝設(shè)計圖紙

2.6 其他準(zhǔn)備工作

圖4 試壓工裝壓力試驗

試壓包編制應(yīng)該確保有適當(dāng)?shù)木幹迫藛T配備，保證編制人員的技術(shù)水平。例如在原油處理項目中，十建公司就設(shè)置了試壓包編制小組，其中包括組長1人，要求對工藝流程及管道試壓有較長實踐經(jīng)驗；組員3名，要求熟悉常用辦公軟件和辦公設(shè)施，且有管道施工的基本概念；信息管理員1名，主要負(fù)責(zé)試壓信息的收集和整理。為保持延續(xù)性，編制小組還參與了后期的試壓施工指導(dǎo)工作。試壓包編制的第一到三階段，如果組長對計算機(jī)比較熟悉、并且圖紙資料比較齊全的話，可以由組長一人獨立完成；但后面的兩個步驟所涉及的工作量比較大，則需要組員的輔助才能完成。硬件方面，還應(yīng)保證足夠的辦公場所及計算機(jī)、打印機(jī)等常用辦公設(shè)施的需要。

3 試壓包的劃分

3.1 試壓包劃分的依據(jù)

試壓包的劃分主要在試車子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，區(qū)分不同的管道等級、材質(zhì)，參考現(xiàn)場的實際施工情況在一套流程圖上劃分開來。詳見圖5和圖6。

3.2 圖紙的整理、統(tǒng)計和分析

對現(xiàn)有的圖紙信息進(jìn)行整理，整理出對于試壓包編制和后期試壓工作有用的主要信息。比如對于單線圖信息的整理以線號為基礎(chǔ)，整理出的主要信息如表1所示。收集圖紙時應(yīng)注意不能遺漏，因為單線圖是施工的依據(jù)，任何遺漏都有可能造成試壓工作的遺漏，從而造成質(zhì)量隱患。

3.3 試壓流程圖的劃分

圖5 試車子系統(tǒng)劃分圖（總包試車團(tuán)隊劃分）

圖6 試壓包劃分圖（十建公司劃分）

表1 單線圖信息整理

對每張流程圖上的管線，按照管道等級變化點、試壓介質(zhì)變化點、管口、試車子系統(tǒng)界限等，對試壓包進(jìn)行劃分，使用不同顏色的熒光筆在圖紙上進(jìn)行標(biāo)識。推薦使用PDF標(biāo)注軟件，在掃描電子版的流程圖上進(jìn)行繪制，以方便后期修改，并實現(xiàn)無紙化辦公。試壓包編號由“子系統(tǒng)編號”+“試壓包編號”組成，如“701-P-1002-TP-01” 表示“701-P-1002”試車子系統(tǒng)的第“01”號試壓包。使用紅旗標(biāo)注試壓界限，同時在單線圖清單中標(biāo)注相應(yīng)單線圖所屬的試壓包編號、子系統(tǒng)號，見圖7。這樣做的好處是可以在劃分試壓包的過程中及時排查設(shè)計遺漏，比如某條管線在流程圖上沒有顯示，或某條管線沒有出具單線圖。最終形成試壓包管線劃分清單，如表2所示。

圖7 試壓包流程圖劃分示范

表2 單線圖信息整理

3.4 試壓包的細(xì)化、審核

以上述3.3標(biāo)識的試壓包劃分為基礎(chǔ)，將單個的試壓包提取出來。通常方法為：在流程圖上，針對需要試壓的部分加亮標(biāo)識，見圖8。在每張流程圖醒目位置寫明試壓包的編號；試壓流程圖中試壓包的界限使用紅旗標(biāo)識清楚，并注明試驗壓力及試壓介質(zhì)。

圖8 試壓流程示意圖

試壓包詳細(xì)繪制工作后，應(yīng)提交總承包單位試車團(tuán)隊審核，以確認(rèn)是否符合試車流程。

4 試壓包數(shù)據(jù)庫的建立

試壓包劃分完畢后即應(yīng)著手豐富試壓包數(shù)據(jù)庫。本著以試壓包指導(dǎo)管線施工的思路，將所有管線施工過程信息，以試壓包的形式，在數(shù)據(jù)庫中體現(xiàn)出來。例如每個試壓包的預(yù)制管段到貨率、焊接完成進(jìn)度、支架安裝進(jìn)度、QC檢查焊口進(jìn)度、無損檢測進(jìn)度都要在試壓包數(shù)據(jù)庫中予以體現(xiàn)。從而可在試壓包報表中透視每個試壓包進(jìn)度情況，并依此決策。

4.1 建立子數(shù)據(jù)庫并制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則

試壓包數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)見圖9。

圖9 試壓包數(shù)據(jù)庫架構(gòu)圖

各子臺賬由試壓組長會同各部門管道專業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一制定格式及錄入規(guī)則，各部門負(fù)責(zé)過程維護(hù)。各臺賬應(yīng)具備統(tǒng)一的、可被計算機(jī)識別的單線圖號標(biāo)識，以便于向上級數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入?yún)R總。

4.2 建立管線數(shù)據(jù)庫

采用之前建立的單線圖清單，在每個單線圖號后擴(kuò)充材料，包括到貨數(shù)據(jù)、管道施工進(jìn)度數(shù)據(jù)、QC檢查數(shù)據(jù)等信息，將各基礎(chǔ)臺賬數(shù)據(jù)與各單線圖號建立聯(lián)系。

4.3 建立試壓包數(shù)據(jù)庫

建立試壓包清單，在每個試壓包后擴(kuò)充相應(yīng)數(shù)據(jù)，將管線數(shù)據(jù)庫與各試壓包建立聯(lián)系。

最終形成的試壓包數(shù)據(jù)庫報表見表3。

往上一級數(shù)據(jù)匯總的過程推薦使用VBA語言進(jìn)行編程，使用數(shù)組來代替函數(shù)。經(jīng)過實踐，使用數(shù)組導(dǎo)入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫運行速度可大幅度提升。代替SUMIFS函數(shù)的VBA代碼見圖10。

4.4 試壓包中期整理

表3 試壓包數(shù)據(jù)庫報表

圖10 實現(xiàn)SUMIFS函數(shù)的代碼

4.4.1 試壓包單線圖信息添加

在完成了試壓流程圖的初步繪制和整理后，還應(yīng)進(jìn)一步添加試壓包所含單線圖，并以單線圖確定試壓包的進(jìn)水水點、放空點、壓力表點等。與試壓流程圖相同，在管道單線圖集中對屬于試壓范圍的管線進(jìn)行加亮標(biāo)識，明確表明試壓介質(zhì)和壓力；對于根據(jù)規(guī)范要求需要拆除或隔離的儀表件進(jìn)行確認(rèn)，并在圖紙上明確地標(biāo)識出來；同時還要明確試壓的盲板添加的位置和類型。

4.4.2 試壓包主要附件資料的添加

在完成試壓包編制工作的以上主要程序后，試壓包已經(jīng)基本成型。此時可以根據(jù)施工規(guī)范的要求加入試壓檢查的相關(guān)表格，因為表格格式結(jié)構(gòu)基本一致，所以可以借助計算機(jī)技術(shù)輔助實現(xiàn)（如VBA編程）。

5 創(chuàng)建三維可視化試壓包模型

對于海外項目，總承包方設(shè)計一般可以提供3D模型。借助于模型，十建公司在原油處理項目中編制了三維可視化試壓包，大大提升了現(xiàn)場施工效率。

3D模型查看軟件Navisworks帶有查詢功能，可查找單線圖號并定位。Navisworks查找功能里可使用.xml文件，批量導(dǎo)入管線號。根據(jù)此特性，使用VBA編程，可按照每個試壓包包含的單線圖號生成每個試壓包對應(yīng)的.xml文件。生成.xml文件的代碼見圖11。

圖11 生成三維試壓包代碼

將生成的.xml文件導(dǎo)入3D模型，即可在查詢該試壓包模型。見圖12—14。

這樣做的優(yōu)勢是，試壓班組僅憑試壓三維模型圖就可以進(jìn)行試壓準(zhǔn)備工作，從而節(jié)省了圖紙制作成本。而且在點多面廣的施工現(xiàn)場，準(zhǔn)確定位試壓包位置、試壓包每個盲板加設(shè)位置、上水點及放空點位置等可大幅提高施工效率。

原油處理項目的試壓過程中，十建公司通過以上的試壓包技術(shù)準(zhǔn)備工作，成功地編制試壓包3270個，建立起了一套完整的試壓包數(shù)據(jù)庫在過程中指導(dǎo)管道施工，并為每個試壓包創(chuàng)建了三維模型。一系列技術(shù)準(zhǔn)備工作保證了試壓工作的順利開展，使管道施工工作的系統(tǒng)管理水平得到了有效提升，促進(jìn)了施工進(jìn)度，得到了總承包商和業(yè)主的充分肯定。希望通過本文介紹，給其他類似工程以借鑒，以便共同努力，提高我國工程管理水平。

圖12 導(dǎo)入三維試壓包

圖13 三維試壓包示范1（紅色管線為導(dǎo)入的試壓包）

圖14 三維試壓包示范2（同圖13，隱藏非試壓包的內(nèi)容）