工艺管道工厂化预制方案

周金辉

【摘要】近几年来，在大型工业项目建设中工艺管道工程量大，且其材质、规格、压力等级及物料性质等的不同是管道施工及管理显得非常的复杂、繁琐。目前每个施工企业都要提高工艺管道工厂化预制能力，来提高预制深度和精度，减少现场施工量，加快工艺管道的施工进度。

【关键词】工艺管道 工厂化 预制方案

1、管道预制工厂化的概念

管道预制工厂化就是管道预制施工采用先进的工业化施工，衡量的标准是：

（1）管道工厂化预制是施工企业在项目所在地（或异地）建有固定的标准厂房或移动式厂房（或集装箱）、按照流程作业方式组织施工；

（2）配备管道预制所需的机械设备。在工厂内完成大部分管道的切割、组对、焊接、防腐、检验等工作；

（3）在管道预制工厂只完成管段施工，预制好的管段送往现场各个界区或工段进行安装和组焊，在现场只要进行少部分管道连接二次预制或固定口焊接。

2、管道预制工厂化的优势

（1）最快的交期：管道预制采用工业化施工方法可实现同时异地进行管道的预制施工，管道预制可与土建同步施工，最大限度的缩短施工总工期；

（2）最低的成本：可以最大限度实现关键工序的机械化、自动化、信息化管理，有利于提高劳动生产力率，大大降低成本；

（3）最好的质量：便于管道预制的质量管理，质量控制比较容易实现，质量易得到保证；

（4）最大化利用：作业条件好，不受自然条件气候的影响；

3、管道工厂化预制的适用范围

（1）适用于管道安装工程量大、工期紧、质量要求高，安装、预制场地分开的状况；

（2）适应材质多样性的特点：如碳钢、合金钢、不锈钢等，设备与管子接触部分均设有不锈钢隔离垫板。切实达到防止碳污染的要求；

（3）适应管道强度等级高的特点：可以满足中低压管道和中高压管道的预制；

（4）适应管径范围大的特点：可覆盖φ50mm-φ630mm范围内的管道预制；

（5）适应焊接质量要求高的特点：可满足100%X射线无损探伤检测要求，一次焊接合格率可达到98%以上；

（6）自动焊接内部成型美观、清洁、焊缝光滑，光洁度和洁净度可以达到多晶硅行业的要求。

5、管道预制生产流水线设备及场地的配备

我公司管道预制工厂配置了黑色金属和不锈钢两条生产流水线，满足不同材质的生产需要。设置了原材料堆场和成品堆场，满足储存和流转的需要，同时针对天宏Ⅲ期施工内容，配备了1+4移动式管道预制生产线。

6、管道预制的主要软件系统配置

（1）FLM管道精益预制管理系统——功能介绍

①设计管理方面

软件具备IDF或PCF等软件格式的接口；管材套料；自动生成SPOOL图纸，并对SPOOL图纸进行管理；并具备3D显示功能；成的表单为中英文对照，所有表单的格式按照采购方的模板；所有数据以Excel及其他格式保存，同时精确计算工作量，用于计划的准确实施。

②材料管理方面

软件能够与采购方目前使用的材料管理软件相融合，对管材以及管附件进行管理；自动按天、周或月生成管材及管件的生产料单；从管子入库开始到管段安装完成进行全方位跟踪，同时可以进行反跟踪，满足项目跟踪查询功能。

③生产管理方面

根据图纸状态、材料状态及项目需求计划，对施工进行合理分配工作量和管理；对生产流程中的每一个环节进行质量控制并同时形成定制化的报表用于最终的交工资料。如每日将工作量、人员信息、设备信息进行汇总；在单线图上可以自动生成管线NDT图并自动生成焊缝号，并生成表单；焊接合格率统计的功能，并能追踪到具体焊工号和焊口号；对NDT信息、水压试验和其他密性试验统计功能，并生成报告；在不同的工位能生成各种报验用报表。

7、预制过程控制

（1）图纸审核

设计部在接受委托任务后组织详图设计人员开展设计工作，管线图应按管号画、单线图（或管段图）的尺寸标注、材料统计均按净料计算、单线图（或管段图）的绘制按正等轴测图绘制方法执行，设计經理负责对单线图进行全面审核，并签字认可。

（2）下料工段

根据材料的到货状态与工作量自动编排下料工段日工作计划，负责材料的摆放，切割、条形码标识，明确下料工作工期及下料技术、质量标准，对下料质量负责，将下料预制件运到组对工段。

（3）焊接工段

负责所有预制件的焊口焊接工作，严格执行焊接工艺纪律，并对焊道外观进行100%检查，填写日报验单，上报质检员，配合对焊口进行无损检验工作，对焊接质量负责。

（4）成品工段

负责预制件的内部清理、标识管理、摆放和出厂，对预制成形的预制件内部进行清理、封口、检查预制件的各种标识是否齐全，确认是否合格，将预制件摆放到指定地点，并做好台账，按照现场的需要提供成品预制件、办理交接。

（5）材料标记及移植

由于多晶硅项目工号多、介质种类复杂、管道材质、规格、压力等级等不同的特点，原材料、半成品及成品材料的标识显得尤为重要，根据天宏一、二期的施工经验，并结合管道自动焊预制特点，针对多晶硅三期，工艺管道工程将按照先预制后清洗的工序进行，且为防止管道在倒运、下料、组对、焊接、清洗过程中的标识不清楚而导致安装现场混乱的现象，管道标记、标识显得尤为重要；为了保证预制好的管段有良好的识别性、唯一性、追溯性；管道标识将按下列流程进行：

（1）材料进场的标记、标识

管材的标记、标识：离管子端部100～150处用油漆、记号笔或钢印（不锈钢除外）移植，要求字迹清楚，标记移植完后需将标识框起。

管件的标记、标识：弯头、三通用记号笔在中端外圆表面进行标记移植，大小头等材料用记号笔在离大口径端面处外圆表面进行标记移植，要求字迹清楚，标记移植完后需将标识框起。

（2）切割、下料标记、标识移植

根据已领用的且带有标记、标识的管材、管件依据下料单线图的尺寸按要求进行切割、下料，完成后将原有的标识按要求移植到对应的管材上。

（3）组对、焊接标记、标识移植

组对、焊接人员依据预制单线图上的要求进行管子+弯头、三通、大小头、法兰的组对、焊接（管子、管件上必须有清晰可见的标识）。

（4）清洗前标记、标识移植

为了防止管道在清洗过程中管道标识被洗掉，将由专人对管段的标识进行永久性移植，方法将由以往的涂、写、喷改为用专业的设备（工业电火花刻字笔-见下图）进行移植，此方法标识耐高温、耐腐蚀，有一定永久性；由于标识几乎没有深度，因此不会伤及母材和金属表面的平整度。

8、管道自动焊特点

（1）低HSE风险

通过工厂化预制模式的实施，是大量工作量在预制厂实现，降低了现场作业工作量；现场人员、工作量较传统作业模式大幅减少，从而为员工创造了良好的安全作业环境。同时用自动焊代替手工焊，減轻了作业人员的劳动幅度，降低了安全风险。

（2）自动焊焊接工艺

目前我公司已完成管道自动焊和半自动焊工艺评定10多项，范围涵盖气保、埋弧及融化及气体保护等工艺。

①碳钢管道（20#、20g、Q235）已开发了氩弧、气保、埋弧全功能一体，实现从自动焊填充到盖面的全过程自动焊接，施焊范围：管径DN100-DN1200，管道壁厚5-80mm。碳钢管道的自动焊填充盖面技术已在预制中全面推广和使用，操作方法娴熟，且焊接质量无论在外观成型和无损检测上状况良好。

②奥氏体不锈钢管道（304、304L、316、316L）具备了氩弧、气保、埋弧全功能一体，施焊范围：管径DN100-DN1200，管道壁厚5-80mm。

③自动焊数字化控制系统设计：

为降低操作难度，实现自动焊操作的数字化控制，提高焊接质量和效率。WPS焊接程序数字化，系统化，具备40套WPS参数。

结语，本次罗列的管道预制工艺是现代化管道预制生产线的部分主体工艺。详细流程未涉及的可参考《管道预制详细过程资料》。