石化行業管道焊接管理系統開發與應用

（中國石化集團第十建設有限公司大連分公司，遼寧 大連 116600）

摘 要：對于煉化工程安裝行業，壓力管道施工是施工管理中重要的一個分項工程。作為一種承壓設備，壓力管道用于輸送高溫高壓、有毒有害、易燃易爆、有腐蝕性等特殊介質。本文從石油化工行業工業管道管理入手，詳細介紹了如何使用簡單的數據庫工具開發適合現場施工的管道焊接管理系統，采用規范的數據庫管理工具，可以使現場管道管理規范化，管道材料、焊口、焊工等各項質量數據具有可追溯性，從而提升企業整體的管理水平，本系統已經在珠海項目部成功投入使用。

關鍵詞：數據庫管理系統;管道焊接;質量控制

1 前言

管道焊接管理系統的提出：煉化行業安裝工程，壓力管道的焊接工序繁多、焊接質量的影響因素多、管理過程復雜，必須采取措施加強焊接質量管理體系、焊接人員、焊接材料、焊接設備、焊接方法、焊接工藝以及焊接現場環境控制等各個方面的管理工作。目前現場管道管理中，大多數項目采用EXCEL表格的方式，手工管理管道焊接數據，存在數據量龐大、信息檢索困難、數據錯誤率高、報表數據手工填寫不準確等問題。如果能夠利用簡單的數據庫管理工具，開發出規范的管道焊接管理系統，用于現場管道施工管理，將能夠有效的解決這些問題，項目竣工結束后，數據庫備份作為竣工資料長久保存，實現信息可追溯性。

數據庫工具簡介：數據庫是存儲、收集和組織相關信息的工具。是計算機化的文件系統，能夠存儲各方面的信息。許多數據庫始于電子表格或者文字處理軟件中的一張簡單列表，隨著這張簡單列表的逐漸豐富，數據中開始出現冗余、不規則和不一致等現象。如果此時仍然以一種簡單列表的形式存儲數據，數據將會變得難以理解，并且會在排序、檢索、報表和分類等方面有很多的限制。需要存儲和管理的信息越多，就越需要建立一個計算機化的數據庫，以系統方式來存儲、處理和管理數據的系統，被稱為數據庫管理系統。隨著信息技術的發展，數據庫系統逐漸被各大中型企業用于管理本企業業務數據管理，比較典型的DBMS數據庫管理系統有SYBASE、DB2、ORACLE、MySQL、ACCESS等。

2 利用ACCESS 設計開發管道焊接質量管理系統

2.1 規劃數據庫

確定數據庫的功能和范圍，以及想要解決的問題，這是創建一個成功的數據庫的第一步，管道焊接質量管理系統集成管道焊工信息、管道材料信息、焊工信息、焊口無損檢測信息、熱處理信息。規劃實現功能如下：

（1）反饋施工裝置、施工區域及每條管線的完成工作量（焊口和寸徑）及完成比例;

（2）反映施工裝置、施工區域及每條管線無損檢測進度和檢測質量;

（3）反饋每條管線上焊口焊接、熱處理及無損檢測狀態;

（4）反饋施焊焊工的完成工作量及檢測合格率

（5）自動生成項目日常所需的過程資料與交工資料。

2.2 數據庫設計階段

2.2.1 創建表

創建一個空白數據庫后，開始在ACCESS數據表視圖設計表。數據表視圖以表格的形式列舉了表中的數據，數據表視圖中每一列代表數據庫表的一個字段。設計數據庫時將精力用于識別將在表中需要的字段。一方面要識別出一個表中的所有字段以滿足數據庫的需求，另一方面不要在一個表中創建太多的字段，一面產生不必要的數據輸入，要有效地平衡上述兩點。在設計管道焊接管理數據庫時，首先整理施工現場用于管道管理的EXCEL表格，以管道管理為例，管道焊接一覽表包含內容如表1所示。

由上面表1可見，管道幾乎所有管理數據由一個表管理，表列有53列，這就意味著，對于每個焊口，有53個數據需要維護，數據非常容易出錯。特別是對于大型石化建設項目，當管道施工進入高峰期，數據量龐大，每日完成焊口數據根本無法保證真實性完整性。設計數據庫時，首先將管道管理需要的所有數據分割成關聯的多個表格，提高數據輸入和檢索的一致性，例如，可以將上述表格分割成6個表：

（1）單線圖表包含字段：預制班、安裝班、技術負責人、單項工程代碼、軸測圖號、頁碼、單位工程代碼、版本、管道等級等。

（2）管道等級表包含字段：管道等級、材質、無損檢測比例、射線檢測比例、最小厚度、最大厚度、流體、PMI超聲波檢測、無損檢測方式等。

（3）試壓包表包含字段：系統號、試壓包號碼、軸測圖號、頁碼、版本、單位工程代碼等。

（4）管道焊接表包含字段。

（5）焊工表包含字段：姓、名、焊工鋼印號、焊工證件編號、有效時間、焊接工藝、材料、位置、最小寸徑、最大寸徑、最小壁厚、最大壁厚、進入現場時間、離開現場時間等。

（6）WPS焊接工藝規程表包含字段：WPS工藝評定號碼、版次、材質描述、材質類別、最小外徑、最大外徑、最小厚度、最大厚度、焊接類型、焊接工藝、焊材型號、焊評編號、是否熱處理等。

針對實際項目設計時，可以根據現場業主及項目管理的要求增加表，比如可以增加材料表、無損檢測管理表等。本文是以施工管理單位的角度開發的管道管理系統，主要面向現場管道焊口作業管理，包含上述6個基本表即可。

在實際建立數據庫時，需要根據現場實際數據管理情況確定字段類型，比如：外徑、壁厚、寸徑等一定要是數據類型，便于統計分析。焊工合格證時間、焊口目檢時間等一定要保證是日期/時間格式。關于數據類型不詳細表述，本文只介紹規劃設計。

2.2.2 創建關系

為了防止一個數據庫中的多個表中有重復字段，從而導致信息冗余，可以建立表間關系，將不同表中的字段鏈接在一起。關系數據庫的主要特點就是所有的表都通過公共字段互相聯系。ACCESS在設計需要多個表中的數據的報表、窗體和查詢時，使用有關聯的信息。

一個關系數據庫由各種表組成，這些表創建了一個完整的系統。數據庫開發時遵循一個原則就是避免數據冗余和在表中復制數據項，也就是說，不應再兩個不同的表中輸入相同的數據。例如：當焊工焊接一個焊口時，數據錄入員在焊工表里錄入一次焊工信息，如果該焊工又焊接了另外一個焊口，則不必再次輸入焊工的所有信息，只需要在焊工字段列上選擇焊工號即可。設計管道焊接管理數據庫時，上述的6個表間建立關系：管道等級表與管道單線圖表的管道等級建立關系;管道單線圖表與焊口一覽表的單元名稱、單線圖號、頁碼建立關系;同時管道單線圖表與試壓包表的試壓包號建立關系;焊口一覽表與WPS表的焊接工藝規程號建立關系;焊口一覽表與焊工表的焊工號建立關系。如圖1所示。

2.2.3 創建查詢

為管道焊接質量管理系統創建查詢時，需要從系統能夠實現功能的角度入手，隨著數據庫的建立和變化，用戶經常想從不同的角度查看數據庫里的數據。如：從施工量統計的角度可以查看每日完成寸徑量、各家分包隊伍完成情況等;而從質量管理的角度，可以快速準確查看每個焊口的焊接情況：焊工號、材料、無損檢測方式及是否合格等。用戶可以以一個數據庫中的一個或多個表的記錄來創建查詢。通過創建查詢，可以查看、分析、分類和打印一個數據表中記錄的子集。

2.2.4 創建窗體

針對項目部管道管理使用，要保證界面友好、操作簡單，方便現場技術管理人員操作使用。數據輸入窗體時基于表建成的，使數據庫用戶能夠在不直接使用表的情況下添加、刪除和編輯表中的記錄。創建窗體時，須明確窗體的用途并設計外觀和功能。設計窗口時，根據功能需求會設計相對復雜的查詢，查詢和表的數據作為窗口功能實現的數據來源，6個基礎表表的數據字段不再變動，只需要新建各種查詢來實現相關窗口功能。

2.2.5 設計報表

設計管道管理系統報表時，首先需要用戶需求分析，也就是了解業主方和總包方對于質量管理標準要求。

石化行業的管道安裝施工管理，目前執行標準及版本為國家標準：《工業金屬管道工程施工規范》GB50235-2010、《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》GB50184-2011;石化行業標準：《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》SH3501-2011;《石油化工工程建設交工技術文件規定》?S?H?3?5?03?-?2?0?0?7、《石?油?化?工?建?設?工?程?項?目?施?工?過?程?技?術?文?件?規?定》S?H?3?5?4?3?-?2?0?0?7?。以石油化工建設工程項目施工成果技術文件規定S?H?3?5?4?3?-?2?007為例，管道過程管理中需要報檢的表格主要有：G401管道焊接接頭無損檢測日委托單;G402鏈接機器管道安裝檢查記錄; G403管道焊接工作記錄;G404管道對接焊接接頭報檢/檢查記錄;G406給排水壓力管道放水法等，根據G401管道焊接接頭無損檢測日委托單設計報表如表8所示。

在具體開發項目部管道管理系統時，根據項目要求設計合理的報表，盡量使過程報檢資料由數據庫自動生成，這樣，可以確保各項報檢數據規范準確，在保證了過程管理資料準確完整的基礎上，能夠大大加快竣工資料整理時間。

2.3 數據庫優化

管道管理系統建立后，可以對數據庫進行優化，讓窗口界面更加美觀，功能更加完善。

3 珠海PTA工程項目部管道焊接管理系統應用實例

珠海PTA 工程項目部位于廣東省珠海市高欄港經濟區，建設單位是珠海BP化工有限公司，設計能力125萬噸/年，本工程我公司負責承建主裝置土建安裝工程和污水處理單元土建部分的工程施工。管道寸徑量約為189000吋。工程于2012年7月份開工，計劃交工時間是2014年9月30日。按照業主方項目管理要求，我公司開發了管道焊接質量管理系統用于項目管道管理。

3.1 硬件架構

Access數據庫管理系統是office辦公軟件套裝中的一個分項，優點是小巧靈活，對電腦和操作系統要求少、安裝與使用簡單。現場使用時首先做好規劃，管道焊接管理數據庫安裝在一臺主機上用作服務器，其他電腦采用共享文件夾以網上鄰居的方式訪問，終端的訪問量盡量保持在5個以內。為了保護數據錄入準確，需要搭建一個采用網線架構的有線局域網，并在局域網中設置一臺網絡打印機，用于打印施工管理過程數據庫系統生成的各類報表用于報驗使用。

3.2 開發重點

設計珠海PTA工程項目部管道焊接質量管理系統時，對業主方和施工單位的需要要做了詳細分析，業主單位對質量管理要求非常嚴格，現場負責項目管理的主要管理人員都是外籍工程師，對于現場施工數據的準確性要求很高。進行用戶需求分析以后，設計珠海PTA工程項目部管道焊接質量管理系統時，重點側向于質量管理，特別對管道材料代號、材料描述、材料爐號、材料PMI光譜檢測等設定字段。實現材料的可追溯性。

3.3 應用說明

首先登錄系統，進入系統后首先是主窗口界面：

3.3.1 單線圖數據管理

管道設計圖紙發放到施工單位后，施工單位技術負責人（各區管道技術員）打開新增單線圖控件，將單線圖信息錄入。單線圖管理分為：新增單線圖、編輯/修改單線圖、刪除單線圖。

項目建設初期設計圖紙數據量很大，按照數據庫表格式要求設計列字段，導出為excel表格式，在表中錄入單線圖數據，然后進入ACCESS數據庫創建外部數據選項導入數據表 。在項目實施過程中設計變更導致圖紙版次變動時可以在編輯/修改單線圖窗口中進行數據修改。

3.3.2 焊口數據管理

焊口數據來源于施工現場，是管道焊接管理數據庫中更新最快、最易出錯的信息。要求管道技術員前期做好每根單線圖焊口劃分，施工過程中根據現場要求及時更正焊口，確保焊口數據唯一、避免錯誤。窗口設計時采用了子窗口/子報表功能，實現了新增焊口數據錄入、刪除修改焊口功能。

3.3.3 質量控制

質量報檢/檢驗數據分為材料可追溯性管理和焊口質量檢測數據。材料可追溯性管理項有焊縫編號、預制/安裝、焊縫類型、材料名稱、材料標識、爐號、管道外徑、壁厚等。焊口質量檢測數據包括焊接工藝規程號（WPS）、焊工號、目檢時間、憨厚熱處理/硬度檢測報告、UT/RT射線檢測/超聲檢測、PT/MT滲透/磁粉檢測等數據。

3.3.4 報表管理

按照BP業主項目管理要求，質量管理需要報檢的主要有W10管道焊接數據匯總表、W24焊接每日進度和目檢報告、NDT-1/2/3/4/無損檢測委托單等。

4 結束語

本文詳細介紹了如何應用ACCESS設計管道焊接管理數據庫，稍有數據庫基礎的技術人員均可參照上述說明設計、開發適用項目管理的數據庫系統。采用管道焊接質量管理系統，可以將管道焊工信息、管道材料信息、焊工信息、焊口無損檢測信息、熱處理信息等有效的集成，實現查詢、判斷和決策每條管線的進度和焊接質量統計信息。

參考文獻：

[1]《建設工程項目管理規范》 GB/T 50326-2006[S].

作者簡介：張燕，工程師，注冊一級建造師，主要從事：石油煉化工程項目管理工作。