Excel 管道焊接数据库的建立与应用

蔡保存

中化二建集团有限公司，山西 太原030021

随着我国经济的发展，石油化工工程建设的规模越来越大，大型建设项目安装工程的单体装置管道工程量越来越大。石油化工大型建设项目工艺管道安装工程具有材料种类多、焊接工程量大、焊接检测量大、质量管控环节多、质量要求高、施工周期长等特点，在项目过程中做到焊接质量和进度的动态管理是石油化工装置项目建设管理的重点和难点[1]。

为了管理好工艺管道的焊接质量和施工进度，项目部应在施工前建立管道焊接数据库，施工过程持续动态更新与施工现场同步。常态运行的焊接数据库可以加快管道试压包资料编制整理，有效加快梳理焊接及检测尾项，进而推进现场试压进度。

在浙江石油化工有限公司4000 万t/ d 炼化一体化项目二期2#300 万t/ a 蜡油催化裂化装置管道安装工程施工过程中建立并使用了Excel 管道焊接数据库，对现场管道焊接的进度、焊接质量、试压进度、分包费用控制起到了良好的作用，证明了焊接数据库对工艺管道的焊接质量和施工进度管理的重要性。

1 Excel 管道焊接数据库的构成

1.1 Excel 管道焊接数据库的特点

（1）Excel 表格形式相对直观，操作简单。Excel 作为最常用的办公软件之一，无需专业培训，上手容易。Excel表形式的工艺管道焊接数据库建立快捷、维护容易。

（2）Excel 表中函数众多，方便运算。Excel 管道焊接数据库工作簿中建立多个工作表进行关联映射，使用如IF、SUMIF、VLOOKUP、XLOOKUP，可以对焊接数据优化统计；使用数据透视表分类汇总功能，高效准确的实现焊接数据统计分析。

1.2 Excel 管道焊接数据库的主要字段内容

为满足管道焊接、无损检测、进度、质量控制要求，管道焊接数据库包括焊接单线图数据、特性表数据、焊接日报数据、焊工数据及无损检测数据等[1]，各部分数据围绕关键字段管道编号、焊缝编号、焊工代号关联，数据库各部分数据关系如图1 所示。

（1）焊接单线图数据是每条管线的焊接基础数据，由管道编号、单线图号、焊口编号、规格、图纸寸口、公称直径、壁厚等级、材质、焊接位置、接头形式、焊接方法、焊材牌号、预热温度等组成焊缝静态信息。焊接方法、焊材牌号、预热温度等是基于焊接工艺评定及焊接作业指导书选用的焊接作业信息，其余是焊口的基本信息管道技术人员在设计单线图上标注焊口号后，数据库编制人员从焊接单线图中直接提取的各焊口信息，统一录入数据库中。

（2）特性表数据是基于设计文件《管道特性表》中提供的有关各管线检测、热处理、监检、试压要求信息，主要包括：管道编号、管道级别、压力管道类别、RT 合格级别、检测比例、热处理要求、试压包号等。管道施工前期在编制管道焊接数据库的同时要安排人员根据《管道特性表》结合《工艺流程图》进行试压包划分，将试压包号录入数据库中，便于施工过程及试压过程按试压包逐条管线进行数据统计分析。

（3）焊接日报数据是每个施焊班组上报的每天焊接的焊口信息，管道焊接日报表如表1 所示。管道施工过程中，要求施工班组每日记录《管道焊接日报表》，并上报给区域技术人员，技术人员审核并更新焊接数据库。

表1 管道焊接日报表

（4）焊工数据是参与管道施焊的焊工所有信息，主要包括：焊工姓名、焊工代号、身份证号、焊接持证项目、持证有效期、适焊类别、适焊最小管径、适焊最大壁厚，其中适焊类别、适焊最小管径、适焊最大壁厚等信息是基于质量技术监督局下发的《特种设备作业人员证》考试合格的作业项目代号及《特种设备焊接操作人员考核细则》（TSG Z6002-2010）[2]查询出焊工施焊范围信息，管道施焊前应根据焊工施焊范围信息合理安排作业焊工，避免超范围施焊。

（5）无损检测数据，主要包括：管道编号、焊口编号、焊工代号以及各项检测（如RT、PT、硬度等检测）委托单、委托日期及检测结果等信息，便于跟踪检测委托情况，同时根据检测结果计算焊工班组周期性焊接合格率，达到焊接合格率控制的目的。

1.3 Excel 焊接数据库的标题字段

通过关联数据整合焊接单线图数据、特性表数据得到Excel 管道焊接数据库标题字段，具体如表2 所示。

表2 Excel 管道焊接数据库标题字段

2 Excel 管道焊接数据库的建立

2.1 焊接数据库数据划分

Excel 表格优势在于可在一个工作簿中建立多个工作表，Excel 管道焊接数据库根据使用功能分为数据库主表、索引工作表、数据分析表。

索引工作表参照标准规范如《石油化工钢管尺寸系列》（SH/ T3405-2017）、《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》（SH/ T3501-2021）[3]、《特种设备焊接操作人员考核细则》（TSG Z6002-2010）相关要求以及焊接工艺评定、焊接作业指导书建立，索引工作表包括：《钢管尺寸对照表》、《管道级别及检测比例表》、《材质类别代号表》、《焊工数据表》、《焊材选用表》等。

数据分析表是利用Excel 函数如条件求和SUMIF及数据透视表功能对焊接数据库主表的分析统计满足不同需求的表格，包括：《试压包检测情况表》《试压包焊接情况表》《周期焊接合格率表》《进度纠偏表》《工程量预算表》等，依托各数据分析表实现实时掌控焊接、检测数据，对施工进度、检测进度及焊接质量进行全方面管理，并达到及时纠偏作用。

Excel 管道焊接数据库中数据根据录入情况划分为：

（1）静态数据：施工前期，根据编制焊接单线图录入的焊口各项信息。

（2）动态数据：施工过程中，录入的施工班组上报的焊接日报数据、技术人员委托的检测委托单以及检测结果数据。

（3）衍生数据：利用Excel 函数，数据库主表通过对索引表查询反馈自动生成的数据。例如录入公称直径及公称壁厚，使用VLOOKUP 或XLOOKUP 函数对《钢管尺寸对照表》索引得到对应的外径和壁厚。

采用衍生数据减少了数据录入，通过建立索引工作表，利用Excel 函数索引返回自动生成所需数据，提高数据录入准确性。

2.2 静态数据及衍生数据

Excel 管道焊接数据库建立阶段，主要完成两个工作：一是建立索引工作表；二是数据库主表中静态数据的录入，包括单线图数据和特性表数据，管道焊接数据库中录入的静态数据会自动生成的相应衍生数据，静态数据及其对应的衍生数据如图2 所示。

图2 主要静态数据及其衍生数据关系图

采用衍生数据大大减少了数据录入，使焊接数据库建立更加快捷准确。例如：浙江石化炼化一体化项目二期2#300 万t/ a 蜡油催化裂化装置管道焊接量42 万DIN，约12 万行数据，项目部组织6 名技术人员，仅用1 周时间完成了焊点图的编制以及焊接数据库建立，同时完成了试压包划分。

3 Excel 管道焊接数据库的维护

Excel 管道焊接数据库维护阶段，主要是管道焊接日报、检测数据等动态数据的录入，保持焊接数据库动态更新与现场同步。施工过程录入的主要动态数据及其衍生数据如图3 所示。

图3 动态数据及其衍生数据关系图

管道焊接数据库录入焊工代号，数据库自动更新该名焊工的焊工数据，技术人员从数据上直观辨别是否存在超范围施焊行为。

Excel 管道焊接数据库电子文档且数据量大，具有电子文档的一切特性：容易修改、容易删除、容易复制、容易损坏。数据库维护中要做好以下几点：

（1）专人负责维护，每日更新，与现场同步。

（2）电子版文档如数据库、电子版委托单等要定期进行备份存档。

（3）纸版文件如焊接日报、无损检测委托单、无损检测结果回复单及时存档，保证数据可追溯性。

（4）管道焊接数据库如果采用共享文档形式，在线多人编辑时，对数据库各字段设置编辑权限，防止人为误操作或恶意修改。

4 Excel 管道焊接数据库的应用

Excel 表格自带数据透视表功能，快速排列和汇总复杂数据，代替传统的多次筛选求和功能，加快办公效率，提高数据分析系的准确率。

4.1 进度管理方面应用

（1）利用Excel 数据透视表功能建立《试压包检测情况表》《试压包焊接情况表》，实时直观反映出每个试压包每条管线的剩余焊接量、剩余检测量，方便技术人员进行焊接及检测扫尾工作，推进试压进度。

例如：用数据透视表以试压包号、管道编号作为行条件同时对图纸寸口、已焊接量进行求和计算，得到每个试压包中每条管线总寸口、已焊接量，再计算得到每个试压包每条管线的剩余焊接量及焊接完成比例，得到《试压包焊接情况表》（见图4）。

图4 试压包焊接情况表Excel 操作图

（2）试压包交工资料是Word 表格，可以利用Word邮件合并功能，实现Excel 向Word 批量处理数据，快速导出试压包资料。例如：Word 版《管道焊接工作记录》（SH/ T3503-J415）[4]作为模板，使用邮件合并，以Excel管道焊接数据库作为数据源文件，设置焊接记录表及焊接数据库域链接，根据所需数据库倒数管线的行号，批量向Word 焊接记录表导入Excel 数据，代替传统的复制粘贴，大大提高工作效率。

（3）利用Excel 函数SUMIF 实时统计各施工队进度情况，根据各队现有人数、剩余工期以及日均完成工作量，制定《进度纠偏表》（见表3），直观反映焊工数量是否满足工期要求。

表3 进度纠偏表

4.2 质量管理方面应用

利用Excel 数据透视表功能建立《周期焊接合格率表》，对委托日期、施工队、焊工代号等作为条件，对一次检测片数及返修片数进行求和计算，得到每个施工班组、每名焊工的周期焊接合格率如周合格率、月合格率、累计合格率等情况，根据《周期焊接合格率表》（见图5）对焊工进行动态考核，有效控制实体焊接质量。

图5 周期焊接合格率表Excel 操作图

4.3 经营管理方面应用

现行工艺管道分包执行固定单价计价方式，如60 元/ 寸口，分包成本=单价*工程量（总寸口）。这就要求精确统计每个分包的月焊接量及总焊接量，在焊接数据库中使用数据透视表建立《工程量预算表》（见图6），可直接提取相关数据，便于分包预结算工作。

图6 工程量预算表Excel 操作图

4.4 Excel 管道焊接数据库优点

通过Excel 管道焊接数据库在多个项目的实践证明，Excel 管道焊接数据库具有如下优点：

（1）录入快捷：数据库中静态数据从图纸直接提取，采用衍生数据减少数据录入项数，建立快捷；

（2）维护容易：过程录入数据少，更新维护省时；

（3）统计全面、准确：数据层面为进度管理、质量管理、经营管理提供数据支撑；采用函数、数据透视表自动计算，数据准确直观；

（4）数据层面掌控现场，及时纠偏：焊接质量控制、施工进度纠偏。

5 结论

Excel 管道焊接数据库从数据层面精确了反馈管道焊接及检测各项信息，管道数据库的使用加快了焊接及检测尾项清理，有效推动管道焊接、检测、试压进度，同时也满足了焊接质量的数据管控，有利于大型项目管道安装工程的高效、精准、系统管理。