對LNG項目配管散件預制關鍵節點的控制

趙杰，何飛，宋永強，楊群，董濟水

(海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266555)

0 引言

配管散件是指對管線起支撐、固定作用一類支架的總稱。其主要作用是，支撐管線，防止管線系統位移，保持管線系統的穩定。對比國內海洋鉆井平臺，LNG項目尤其是大型LNG項目配管散件特點是重量大，類型廣，數量多。以某LNG項目為例，配管散件重量2 300多噸，支架類型120余種，合計12萬多套。所以，本文從重點問題分析、管理流程控制兩方面對散件預制進行介紹，旨在為散件預制管理提供借鑒。

1 配管散件預制問題及控制

LNG項目常見配管散件種類，可分為管鞋、護板、沖徑管、型鋼支架、抱卡支架、導向限位幾類，其中管鞋、護板、沖徑管這三類散件數量占整個散件預制的60%。下文分析這三類散件典型問題及解決方案。

1.1 管鞋

LNG項目的散件預制，由于其種類多，設計時沒有采用國內鉆井平臺常用的支架詳圖(每個支架的每部分有確定的預制尺寸)，而設計成支架典型圖，根據典型圖，可以確定散件類型和部分尺寸，無法直接按照典型圖進行下料預制。所以在管鞋預制前，需要計算剩余下料尺寸。

以國外某項目管鞋為例，管鞋編號(S110X-D20-0500-0100)，如下圖1所示，介紹管鞋下料計算過程。

圖1 管鞋預制典型圖

由典型圖可知此管鞋由4塊梯形立板和1塊筋板和1塊底板構成。典型圖只給出管鞋底板中心與主管焊接高度為100 mm，梯形立板高度131.8 mm，其余高度未知，故需要根據計算與管線焊接筋板最高點高度。由底板高度、梯形立板高度、主管尺寸，再用放樣軟件算出筋板最高點172.61 mm，完成管鞋剩余尺寸計算，如表1所示，即可下料、預制。

表1 管鞋(S110X-D20-0500-0100)下料規格

1.2 護板

護板通常與管鞋或沖徑管配套使用，即將護板焊接在管線上后再焊接管鞋或沖徑管。達到支撐作用的同時也能保護管線母材。

預制時常出現的典型問題是護板弧度不足，無法覆蓋管鞋筋板。造成這一問題原因是，LNG項目中護板由管線下料切割后，按照圖紙角度要求加工而成。預制后的護板與管線焊接后，再和管鞋焊接時，由于管線切割后其內徑變成護板弧長，管線存在壁厚差，按照典型圖預制的護板弧長在焊接管鞋時，無法保證覆蓋護板弧度管鞋筋板，也就無法起到支撐管線作用。

解決方案為：在護板使用管線下料時，弧長根據不同管徑，在典型圖所給的弧長基礎上增加1°～3°，可保證管鞋筋板覆蓋護板弧度。

1.3 沖徑管

沖徑管對管線起支撐、限位作用。常見問題為沖徑管和彎頭焊接出現間隙，典型圖中沖徑管中只有高度H(如圖2)，此時沖徑管無法預制。需要計算整體下料長度，解決方案如下：保證高度H和典型圖一致，同時確保沖徑管中心和彎頭中心重合，以沖徑管內壁最低點為基準點通過軟件開始放樣，保證沖徑管外壁和彎頭貼合完成放樣，即可得出沖徑管下料長度。

圖2 與彎頭焊接沖徑管預制圖

2 關鍵節點管理控制

大型LNG項目中，散件預制施工管理中幾個關鍵節點包括：預制數據庫、材料管理、質量管理、施工工序。

2.1 預制數據庫

在LNG項目中，由于散件數量巨大，所以需要建立散件預制數據庫(表2)，將圖紙信息、現場施工數據整合，便于施工管理。數據庫內容包括圖紙中散件相關信息的錄入，首先確保證圖紙上基本信息要全部錄入，包括圖紙號、模塊號、支架類型、層高等。其次，增加施工數據如散件焊接時間、噴涂時間、交接時間、安裝單位、送貨單、爐批號等信息，其目的是掌握單個支架施工狀態。同時建立預制數據匯總表，便于數據匯總。通過預制數據庫，既能掌握單個支架施工狀態也能把握支架預制總體進度，如進度落后，分析原因后予以追趕。

表2 配管散件預制數據庫

2.2 材料管理

散件預制的材料管理重點工作包括：材料下發管理和材質轉移，以及材料過程控制。

2.2.1 材料下發管理

通常而言，模塊建造中配管散件的預制先于管線預制及模塊總裝。材料是預制的關鍵，但盲目下發材料，既造成材料積壓，也造成預制時所需要的材料未下發。所以材料下發遵循原則是，應先批量下發預制類散件材料，模塊總裝前在下發安裝類散件材料。批量下發優點在于降低運輸成本，同時也保證預制時能對一類散件進行集中排版下料，焊接，提高生產效率。

2.2.2 材質轉移

材質轉移是指與管線直接焊接的散件安裝完成后需要報檢，即需要原材料的爐批號。同一批鋼材可預制大批散件，為實現散件原材料可追溯性，控制散件質量，需要預制時需要將原材料的爐批號轉移到散件中。需要將原材料爐號信息轉移到上每個支架上，通常做法是將爐批號直接轉移到散件上。但是散件噴涂后，無法直接標記，則需要建立轉移跟蹤表：把材料按照不同爐號、批號材料進行標記如：A1、A2，B1、B2……預制時，將分類的標記轉移到散件上，同時在噴涂前將相關信息錄入預制數據庫。對照材質轉移跟蹤表和預制數據庫，可以完成散件可追溯性。

2.2.3 材料過程控制

配管預制散件材料，主要分為普通鋼材如鋼板、型鋼和鋼管材料。在材料管理中需要注意：(1)合理規劃材料存儲區，將不同材質金屬材料分開存儲，避免加速腐蝕；(2)不同材料等級管線材料需要隔離存放，避免污染；(3)建立材料臺賬；包括材料領取、排版下料使用情況、余料。項目結束后根據材料臺賬進行材料退庫。

2.3 質量管理

在散件預制中需要嚴格控制質量問題，需要對焊接質量、散件尺寸進行控制。

散件焊接時最常見問題包括變形、咬邊、氣孔、漏焊；對于焊接問題需要加強過程控制，如控制焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等減少焊接可能出現的變形。同時，采取防變形措施達到控制焊接變形的目的。如控制管鞋變形時，先將兩個管鞋底板點焊后，再進行其他部位焊接，可以極大減少管鞋變形問題。

散件預制尺寸必須滿足圖紙要求。散件設計時的目的之一通過散件調節管線，便于現場安裝。所以必須嚴格控制散件尺寸。其中典型問題是控制沖徑管尺寸，沖徑管通常需要切割馬鞍口，再與管線焊接。為保證管線和沖徑管無空隙焊接，所以在預制前，先通過軟件放樣出合適馬鞍口尺寸后再進行下料預制，就能保證焊接時無空隙。

2.4 施工管理

海洋平臺建造及LNG項目通常的施工步驟是：先進行甲板片預制分層預制，預制完成后再進行吊裝，最后結構封頂完成后，再完善其余各專業。同時保證每層甲板片吊裝前，將每層甲板片大型設備、管線、支架吊裝就位，以減少側進。所以這就要求散件預制時制定合理的施工順序。

2.4.1 預制順序

針對LNG項目散件種類多，數量大特點，所以預制時要明確各類散件預制順序。

由于在結構甲板片需要將大型管線、支架就位，所以散件預制的總體原則：先預制和大型管線直接焊接的管鞋、護板、沖徑管和部分型鋼支架，保證其在結構甲板扣片前就位，提高模塊一體化效率；然后再預制結構甲板片扣片后需要的其他散件如：抱卡、導向限位等其他安裝類支架。這樣既減少散件加工單位散件積壓，節省因為挑件、配送投入的人力，也能提高模塊安裝一體化率，減少安裝人力、無力資源。

此外，在LNG項目中模塊建造中，由于各模塊眾多、施工周期重疊，導致需求散件也會重疊，所以施工時需要結合模塊的施工進度、甲板片扣片時間，制定散件施工計劃，以保證滿足各個模塊總裝散件需求。

2.4.2 配送管理

散件預制、配送、安裝，這是散件的完整閉環。這不僅需求散件預制是滿足質量要求，還需要保證及時高效配送到模塊。由于散件是按照典型圖設計，這樣設計時方便、快捷，但是也造成了每個散件不具備唯一性，可能會出現現場施工散件的混用，不利于散件的施工管理，在預制需要確定每個散件的唯一性。所以預制時的通常做法是，根據典型圖、圖紙號、支架號進行編號，根據這三種信息就能確定支架的唯一性。同時將完成的支架編號進行掛牌、錄入基礎數據庫中。無論是支架預制單位還是現場安裝單位根據唯一的支架編號就能進行查找、跟蹤。

另外，在配送時還需要注意：(1)每批送貨前提前發出送貨通知和電子版配送單，便于現場施工管理；(2)交接完成后雙方確認簽字，保證散件可追溯性。

3 結語

文中主要從現場問題及施工管理關鍵節點兩方面詳細介紹LNG項目配管散件預制重點過程。旨在通過對這些典型問題和關鍵流程的分析，從技術和管理兩方面解決散件預制過程中存在的問題，并且在此基礎上，總結出LNG項目中散件管理中成熟做法，為海洋石油領域中LNG項目和海洋平臺的建造中散件預制提供借鑒。