淺談工程公司EPC項目管道設計的誤區及對策

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項目管道設計的誤區及對策

向國軍

（武漢金中石化工程有限公司，湖北武漢 430223）

本文根據筆者參與多個EPC項目的體會，總結了工程公司管道專業人員在設計階段存在的幾個誤區，并對存在的問題進行了簡單分析，提出自己的見解。對提高EPC項目設計質量具有現實指導意義。

工程公司；EPC項目；管道設計

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

因此，提高設計質量水平，對于EPC項目顯得尤為重要。作為工程公司矩陣型項目管理的一部分，管道專業是工程公司專業部室重要的一部分，在設計階段起著承上啟下的關鍵作用。在參與多個總承包項目的實踐中，筆者深刻體會到管道專業設計人員在設計階段往往存在以下幾個共同誤區。

1 管道專業設計人員在設計階段存在的誤區

1．1 重接收條件而輕提出條件

在EPC項目管理結構中，管道專業人員除了理解吸收上游工藝專業的工藝流程，并將P＆ID轉化為設備布置圖、管道布置圖等工程化的語言符號外，還需要完成向下游結構、建筑等專業提出設計條件的重要任務。管道設計人員在設計階段往往都很重視輸入工藝、設備、材料等上游專業條件，但向結構、設備等下游專業提出條件時，重視程度不夠，提出的設計條件往往存在以下共性問題：

（1）向結構專業提出的管道荷載條件余量大。管道荷載條件是結構專業最重要的設計數據之一，荷載的大小直接決定著構建筑物的設計強度以及鋼結構、鋼筋混凝土等材料用量，進而直接影響到工程造價。不少項目現場出現“粗梁胖柱”等余量過大的設計現象，往往都是管道設計人員提出條件時附加的余量與結構設計時疊加放大系數導致的。

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

1．2 重設計過程而輕專業會簽

“會簽”是提出條件的專業對接收條件的專業的設計圖紙進行確認，以確認其圖紙是否滿足要求、是否存在設計漏項、設計錯誤等。管道專業設計人員在設計階段都能重視本專業的設計文件，但在圖紙會簽這一環節重視程度有所欠缺。因此在EPC項目現場管道安裝階段，經常會出現以下現象：

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

（2）現場管墩或樓面開孔錯位、鋼結構框架斜撐擋住操作通道。此類問題出現頻率較高，現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，而后者則是管道設計人員沒把好會簽關。結構設計人員在設計鋼結構框架斜撐時更多是考慮其穩定性和安全性，而設計斜撐所在的方位是否影響通行及操作檢修，則是管道設計人員需要去把握的。

EPC項目施工階段一般遵循土建施工→設備安裝→管道安裝的流程，因此到了設備和管道安裝階段，結構部分已經施工完成，設備也已安裝就位，結構圖紙上的問題，都需要積累到設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的管線，因其大多屬于壓力管道的設計范疇，設計人員往往非常重視。而公用工程管線，例如儀表空氣、氮氣、工廠空氣、低壓蒸汽、循環水等。由于工作溫度及壓力較低，材質為普通碳鋼或鍍鋅鋼管，因此在設計階段，設計人員往往不夠重視。如果遇到設計周期較短的情況，往往會將這部分管線預留到施工現場去解決。

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

1．4 重總包設計范圍而輕包設備范圍

所謂“包設備”，或稱為“成套設備”，指的是由供貨商提供其供貨范圍內的設備、管道組成件及管道設計圖紙。大型EPC項目，包設備占有不小的比例。例如壓縮機，汽輪機，加熱爐等。根據合同范圍，供貨商除了供應其范圍內的設備及附件外，還需負責其范圍內管道設計工作。在設計階段，由于進度等方面原因，設計人員往往很少去關注供貨商范圍內的管道設計情況，或者只是約定好了相互的接口條件。一旦出現問題就會暴露在了施工現場。

如某國外EPC項目現場，氫回收裝置運達現場時，發現所有管口順序與設計圖紙不一致，且廠家范圍內的法蘭，止回閥沒有供貨。開工加熱爐廠家供貨范圍內的燃料氣管線調節閥，特殊件遺漏，部分閥門連接面形式與法蘭不匹配，而且供貨商設計的管道正好擋住裝置主要檢修通道，現場必須重新設計后方可施工。

以上兩個實例都有其共同點，分析原因不難發現，管道設計人員對“包設備”范圍內的管道設計圖紙重視程度不夠。究其原因，與“包設備”供貨商設計力量薄弱，設計質量難盡人意有關，盡管總包單位與“包設備”供貨商合同界定范圍清晰，但如果能盡早介入供貨商的設計文件，以上現象則可以避免。

1．5 重管道設計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、規格、連接形式往往在最終訂貨資料才能確定。根據不少EPC項目現場經驗來看，由于管道特殊件和儀表件導致的設計變更占40%以上。典型問題如下：

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

（2）調節閥口徑及接口形式到貨與設計不一致。對于大型EPC項目，由于部分調節閥從國外采購，供貨周期長，供貨商圖紙不及時。因此導致此類問題頻頻發生。

2 對EPC項目管道設計存在問題的對策

針對以上EPC項目管道設計常出現的誤區，建議在項目設計階段著重考慮以下幾方面：

1）向結構專業提出的管道荷載條件余量應適度，并與結構設計人員共同確定好系數，避免設計余量過大；

2）對于生根于高塔、反應器等重要設備上的管道預焊件，應仔細提出預焊件的數量、形式、定位等，避免遺漏；

3）在會簽土建圖紙時，應該重點檢查地腳螺栓方位、重要管墩管架定位及標高、樓面開孔定位及尺寸、框架梁柱尺寸及斜撐的形式等。在會簽設備專業圖紙時，重點關注設備上預焊件的數量及預焊件的形式，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統籌兼顧，同步設計和采購；

5）總包單位應對“包設備”供貨商提供的設計圖紙進行審核，一旦發現問題，應及時通知供貨商完善圖紙，盡量把問題消滅在圖紙階段；

6）管道專業圖紙在入庫前應對管道特殊件及儀表元件供貨商圖紙進行確認，確保按照終版圖紙進行設計。否則，應在收到最終圖紙后設計和采購相應的配對法蘭及緊固件等材料。

3 結 語

在一個石油化工裝置中，管道材料的費用約占整個工程投資的1／10，而設計工作量約占整個工程工作量的1／3［3］。由此可見，管道設計質量的好壞，事關工程的質量和進度。本文旨在拋磚引玉，以期同行可以借鑒相關經驗，共同提高EPC項目的設計質量。

［1］何云．實施項目矩陣式管理，提高設計質量［J］．中國勘察設計，2003（4）：25－28．

［2］張秀東．工程總承包進程中矩陣型項目管理模式的實施［J］．石油化工設計，2004，21（1）1－4．

［3］岳進才著．壓力管道技術［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，F224．5

B

1003-6490（2015）05-0036-03

2015－10－06

向國軍（1983－），男，湖北宜昌人，2006年畢業于東南大學化學工程與工藝專業，注冊化工工程師，從事化工項目工藝和管道設計工作。