工藝管道工廠化預制方案

周金輝

【摘要】近幾年來，在大型工業項目建設中工藝管道工程量大，且其材質、規格、壓力等級及物料性質等的不同是管道施工及管理顯得非常的復雜、繁瑣。目前每個施工企業都要提高工藝管道工廠化預制能力，來提高預制深度和精度，減少現場施工量，加快工藝管道的施工進度。

【關鍵詞】工藝管道 工廠化 預制方案

1、管道預制工廠化的概念

管道預制工廠化就是管道預制施工采用先進的工業化施工，衡量的標準是：

（1）管道工廠化預制是施工企業在項目所在地（或異地）建有固定的標準廠房或移動式廠房（或集裝箱）、按照流程作業方式組織施工；

（2）配備管道預制所需的機械設備。在工廠內完成大部分管道的切割、組對、焊接、防腐、檢驗等工作；

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

2、管道預制工廠化的優勢

（1）最快的交期：管道預制采用工業化施工方法可實現同時異地進行管道的預制施工，管道預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：可以最大限度實現關鍵工序的機械化、自動化、信息化管理，有利于提高勞動生產力率，大大降低成本；

（3）最好的質量：便于管道預制的質量管理，質量控制比較容易實現，質量易得到保證；

（4）最大化利用：作業條件好，不受自然條件氣候的影響；

3、管道工廠化預制的適用范圍

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

（2）適應材質多樣性的特點：如碳鋼、合金鋼、不銹鋼等，設備與管子接觸部分均設有不銹鋼隔離墊板。切實達到防止碳污染的要求；

（3）適應管道強度等級高的特點：可以滿足中低壓管道和中高壓管道的預制；

（4）適應管徑范圍大的特點：可覆蓋φ50mm-φ630mm范圍內的管道預制；

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

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

5、管道預制生產流水線設備及場地的配備

我公司管道預制工廠配置了黑色金屬和不銹鋼兩條生產流水線，滿足不同材質的生產需要。設置了原材料堆場和成品堆場，滿足儲存和流轉的需要，同時針對天宏Ⅲ期施工內容，配備了1+4移動式管道預制生產線。

6、管道預制的主要軟件系統配置

（1）FLM管道精益預制管理系統——功能介紹

①設計管理方面

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；所有數據以Excel及其他格式保存，同時精確計算工作量，用于計劃的準確實施。

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行管理；自動按天、周或月生成管材及管件的生產料單；從管子入庫開始到管段安裝完成進行全方位跟蹤，同時可以進行反跟蹤，滿足項目跟蹤查詢功能。

③生產管理方面

根據圖紙狀態、材料狀態及項目需求計劃，對施工進行合理分配工作量和管理；對生產流程中的每一個環節進行質量控制并同時形成定制化的報表用于最終的交工資料。如每日將工作量、人員信息、設備信息進行匯總；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；焊接合格率統計的功能，并能追蹤到具體焊工號和焊口號；對NDT信息、水壓試驗和其他密性試驗統計功能，并生成報告；在不同的工位能生成各種報驗用報表。

7、預制過程控制

（1）圖紙審核

設計部在接受委托任務后組織詳圖設計人員開展設計工作，管線圖應按管號畫、單線圖（或管段圖）的尺寸標注、材料統計均按凈料計算、單線圖（或管段圖）的繪制按正等軸測圖繪制方法執行，設計經理負責對單線圖進行全面審核，并簽字認可。

（2）下料工段

根據材料的到貨狀態與工作量自動編排下料工段日工作計劃，負責材料的擺放，切割、條形碼標識，明確下料工作工期及下料技術、質量標準，對下料質量負責，將下料預制件運到組對工段。

（3）焊接工段

負責所有預制件的焊口焊接工作，嚴格執行焊接工藝紀律，并對焊道外觀進行100%檢查，填寫日報驗單，上報質檢員，配合對焊口進行無損檢驗工作，對焊接質量負責。

（4）成品工段

負責預制件的內部清理、標識管理、擺放和出廠，對預制成形的預制件內部進行清理、封口、檢查預制件的各種標識是否齊全，確認是否合格，將預制件擺放到指定地點，并做好臺賬，按照現場的需要提供成品預制件、辦理交接。

（5）材料標記及移植

由于多晶硅項目工號多、介質種類復雜、管道材質、規格、壓力等級等不同的特點，原材料、半成品及成品材料的標識顯得尤為重要，根據天宏一、二期的施工經驗，并結合管道自動焊預制特點，針對多晶硅三期，工藝管道工程將按照先預制后清洗的工序進行，且為防止管道在倒運、下料、組對、焊接、清洗過程中的標識不清楚而導致安裝現場混亂的現象，管道標記、標識顯得尤為重要；為了保證預制好的管段有良好的識別性、唯一性、追溯性；管道標識將按下列流程進行：

（1）材料進場的標記、標識

管材的標記、標識：離管子端部100～150處用油漆、記號筆或鋼印（不銹鋼除外）移植，要求字跡清楚，標記移植完后需將標識框起。

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

（2）切割、下料標記、標識移植

根據已領用的且帶有標記、標識的管材、管件依據下料單線圖的尺寸按要求進行切割、下料，完成后將原有的標識按要求移植到對應的管材上。

（3）組對、焊接標記、標識移植

組對、焊接人員依據預制單線圖上的要求進行管子+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識）。

（4）清洗前標記、標識移植

為了防止管道在清洗過程中管道標識被洗掉，將由專人對管段的標識進行永久性移植，方法將由以往的涂、寫、噴改為用專業的設備（工業電火花刻字筆-見下圖）進行移植，此方法標識耐高溫、耐腐蝕，有一定永久性；由于標識幾乎沒有深度，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

（1）低HSE風險

通過工廠化預制模式的實施，是大量工作量在預制廠實現，降低了現場作業工作量；現場人員、工作量較傳統作業模式大幅減少，從而為員工創造了良好的安全作業環境。同時用自動焊代替手工焊，減輕了作業人員的勞動幅度，降低了安全風險。

（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，范圍涵蓋氣保、埋弧及融化及氣體保護等工藝。

①碳鋼管道（20#、20g、Q235）已開發了氬弧、氣保、埋弧全功能一體，實現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已在預制中全面推廣和使用，操作方法嫻熟，且焊接質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自動焊數字化控制系統設計：

為降低操作難度，實現自動焊操作的數字化控制，提高焊接質量和效率。WPS焊接程序數字化，系統化，具備40套WPS參數。

結語，本次羅列的管道預制工藝是現代化管道預制生產線的部分主體工藝。詳細流程未涉及的可參考《管道預制詳細過程資料》。