职称论文浅谈工艺管道的预制管理及工厂化预制.docx
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职称论文浅谈工艺管道的预制管理及工厂化预制
浅谈工艺管道的预制管理及工厂化预制
摘要：
随着时代发展，我国石油、石化及冶金建设行业等的管道预制已发展为工厂化生产，我化工行业的管道工厂化预制始终走在本行业的前列，机械自动化管道预制线，以其可靠的工艺流程、先进的控制与物流系统、机械化组对及自动化焊接等形成了一个完美的生产体系，引领了管道预制行业的新潮流。
本文结合我公司在神华宁煤集团煤基烯烃项目管道预制场的施工管理经验，叙述管道预制场中的各项管理及各环节需注意的事项以及工艺管道工厂化预制新技术在该项目中的应用，使管道工厂化预制技术能得到推广和应用。
关键词：
工厂化预制生产效率焊接质量建设周期
概述：
经神化宁煤指挥部研究决定建立管道预制场（200m×250m），承担CO变换（3500）、硫回收（4500）、气化（2000）及黑水闪蒸（2600）及黑水处理（2700）装置的管道预制工作，共有工艺管道100000m，达因80万个，最大管径为64〞，最大壁厚51mm。
1管道预制场组织机构
建立预制场组织机构，全面管理预制场的管道预制工作：
3预制前的准备工作
3.1工程技术人员在管道预制前首先在单线图上要标明固定口位置、管段号及焊口编号，固定口的确定原则：
（1）要根据管道平面布置图、立面布置图来确定，尽量使得固定口的位置便于现场的组对和焊接;
（2）要充分考虑管段的运输，长度按10~18米、宽度按2~3米考虑;
（3）固定口应有多方位的调整余地;
（4）组合件应有足够的刚度与强度，否则设临时加固措施;
3.2设备连接法兰原则上在施工现场组对焊接.。
3.3放空、倒淋、孔板及仪表一次件除运输影响外原则上在预制场组对焊接完成，若影响运输则在现场焊接完成。
3.4建立单线图管理台帐。
3.5加强数据统计工作，技术员按单线图—管段对每日完成的Din数量进行统计并登记入台帐，探伤、热处理情况记入台帐。
3.6加强信息管理，使得指挥部、项目部领导和工艺技术员每天都能掌握预制场的日完成情况和累计完成情况。
4管道预制
4.1管道下料
4.1.1根据预制计划，按照确认的管道单线图进行管段的预制。
4.1.2原材料检验合格，并标识正确。
4.1.3不锈钢管若使用砂轮切割或修磨时，必须使用专用砂轮片，严禁与碳钢管共用。
4.1.4管道原则上采用机械切割及加工坡口，对于某些难以进行机加工的部位，可使用火焰、等离子切割方式，同时必须人工打磨清除氧化层和可能的淬硬层，必要时使用渗透的方法进行检验。
4.1.5管子切口质量须符合下列规定：
（1）管子切口表面要平整，无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等；
（2）端面倾斜偏差△不大于管子外径的1%，且不得超过3mm；如下图（图1）所示。
4.1.6自由管段和封闭管段的加工尺寸允许偏差应符合下表的规定：
自由管段和封闭管段加工尺寸允许偏差（mm）
项目
允许偏差
自由管段（mm）
封闭管段（mm）
长度（mm）
±10mm
±1.5mm
法兰面与管子
中心垂直度
DN＜100mm
0.5mm
0.5mm
100≤DN≤300mm
1.0mm
1.0mm
DN＞300mm
2.0mm
2.0mm
法兰螺栓孔对称水平度
±1.6mm
±1.6mm
4.2管道组对
4.2.1管道组对按单线图进行，各管段交接处需妥善衔接，尺寸准确，否则要留调节余量，调节余量为50mm。
4.2.2管段组对应在平台上进行，平台应水平牢固，焊接接头组对前，应确认坡口加工形式、尺寸、其表面不得有裂纹、夹渣等缺陷。
4.2.3碳钢、合金钢和不锈钢组对前，应将坡口及坡口两侧10～20mm范围内应清理干净；坡口及两侧规定范围内不得有油漆、毛刺、氧化物、熔渣、飞溅物、锈斑、污渍、油泥等有害杂质存在。
采用磨光机打磨碳钢、不锈钢砂轮片应区分开，以免造成不锈钢被碳钢污染。
4.2.4壁厚相同的管道组对时，应使内壁平整，内壁错边量不能超过管道壁厚的10%，且不大于2㎜。
4.2.5壁厚不同的管道组成件组对，薄件断面应位于厚件断面之内，当内壁错边量超过管道壁厚的10%或大于2㎜或外壁错边量大于3㎜，焊件应按照下图a、b、c、d4种情况分别进行加工。
4.2.6管子组对时在距焊口中心200mm处测量平直度,当管子直径＜100mm时,允许偏差a为1mm；当管子公称直径≥100mm，允许偏差a为2mm；但全长允许偏差a不超过10mm。
（如图2所示）
4.2.7管段组对时，对中并点焊牢固，防止焊接过程中产生变形或位移。
4.2.8管道组对需方便运输和安装，组合件应有足够的刚度与强度，否则设临时加固措施，必要时标出吊装索具捆绑点的位置。
4.3管段标识
所有预制管段必须进行编号和标识工作，其中不锈钢管道严禁使用钢印做标记、编号和标识应用红色油漆标明管线号、管段号，堆场摆放时应将标记处在醒目位置，需做热处理的焊道标识应与焊道距离保持在100mm以上。
4.4焊口管理
4.4.1在自检合格的基础上，实行日报日检制，及时填写管道焊接工作记录和无损检测日委托单，并在管道单线图上标识。
4.4.2无损检测、返修、热处理、增加或减少焊口的情况，也必须在管道单线图上标识，实现焊口管理的可追溯性。
4.5管段的检查
在管段预制过程中，技术员、质量检查员应及时检查其下料尺寸、焊口组对、方位是否符合图纸和规范要求，所有的管段预制完成后经技术员、质量检查员检查管道内部清洁度合格后进行包扎管口，方可进入半成品堆放场。
4.6管段堆放
预制完成的管段进入成品堆放场。
管段堆放应按装置分区分排进行堆放，并严格按照平面布置图进行，管段放置后及时记到管道预制台帐上。
管段拉出预制场应登记在管道预制台帐上。
5预制场材料管理
工程材料的管理，直接影响到管道的预制及安装的进度，防止材料混用错用,确保预制场的预制及安装的有序进行。
5.1预制厂材料入库及管理
5.1.1根据业主仓库开据的领料单，供应科分批领料入库；入库的材料要有UID代码及色标，物证齐全。
5.1.2需要做防腐的材料（碳钢管道、弯头、三通等），技术员提出申请，出库后直接进入打砂场打砂防腐。
5.1.3不锈钢材料直接入库。
5.1.4自检合格的材料，供应科负责报验。
5.1.5材料入库管理:
（1）管材分装置、分区、分材质、规格分别存放；
（2）不同壁厚等级的管道、管件分开存放；
（3）大的管件露天存放，6″以下的管件法兰等，全部进入预制厂仓库保管；
（4）所有的材料都要挂牌标示，并表明UID码及检验状态；
（5）日统计仓库的入库量、出库量及库存量；
5.1.6供应科负责建立入库台帐，台帐包括：
装置、区域、材料名称、入库时间、入库材料规格、数量、材料的UID代码、库存地点。
5.1.7不在预制场预制的材料，如法兰、螺栓、垫片等直接运到安装现场仓库；阀门运到阀门试压站试压，试压合格，标示入库。
5.1.8为了便于管理，防止材料丢失，露天仓库设置必要的维护。
5.2材料的发放
5.2.1材料的发放由供应科保管员统一发放。
5.2.2材料的发放依据是单线图、限额领料单。
5.2.3材料分预制材料和安装材料，分别发放。
5.2.4材料的发放要做好发放记录，明确发放的时间、每条线发出的数量、规格、UID代码及领料人签字。
5.2.5材料发放要准确，杜绝减少错发料。
5.2.6班组领料预制，原则上按装置按区领用材料。
5.2.7领料时间，班组上午领料，下午供应科配料。
5.3预制场缺件的管理
5.3.1已经发到班组的单线图，若发生少量的缺件，供应科管理员通知技术员，变更单线图的预制焊口，待缺件到货后及时发放到班组。
5.4余料废料的回收
5.4.1班组剩余的材料，及时返回材料库或集中存放；
5.4.2班组剩余的废料，日干日清，存放到废料堆场；
5.4.3对因设计变更而多余的材料，班组及时退回供应科材料库
5.4.4预制完成后又取消的管线，材料登记，单独存放。
6管道预制场注意事项
6.1.1进入管道预制场地人员，服从预制场的统一管理。
6.1.2预制班组的主要职责
（1）按单线图、领料单领料；
（2）看管好自己的材料，防止材料混用、错用；
（3）严格按图纸及允许偏差下料、预制；
（4）保证焊接质量及管内清洁；
（5）对预制管段质量负责；
6.1.3对于大的管件，供应科统一配送到班组。
6.1.4对于施工队或班组，所领的图纸及材料，全部预制完成并验收合格后才能离开预制场，因特殊情况不能完成的，由施工队长、供应科、技术员负责转交，施工队另行安排，技术员并做好记录。
6.1.5预制场的施工队或班组，严格执行“谁预制、谁安装”。
6.1.6班组领料时，发生少量的缺件，请及时联系技术员，变更预制管段图，确保预制完成。
6.1.7禁止预制班组之间互相借用管道及材料，防止材料用错。
6.1.8如发生材料的丢失，班组要及时报告，查找原因,做好记录,申请补发。
6.1.9考虑到便于材料的管理，班组每次领料的数量控制在3~5条线，并且材质相同。
6.1.10班组每天做好焊接记录交焊接统计员，班组在焊口上标注焊口信息。
6.1.11预制完成的管段，外观尺寸验收合格，RT检测合格后，有专职质检员确认，及时进入堆场存放，堆场管理员做好记录。
6.1.12班组在单线图上标注好UID代码，预制完成后的单线图，交回施工科，技术员开出施工任务单。
7半成品堆场的管理
为了保证工艺管道预制、存放、出库安装的有序进行，避免混乱，半成品堆场管理人员要做好如下工作：
7.1规划半成品堆场，并做定置图。
7.2半成品堆场的进出材料，做好进出台帐。
7.3日统计管道堆场的变化情况。
7.4预制完成的管段，经外观检查、RT检测合格后，及时进入堆场存放。
7.5进入堆场的管段，要标明装置、区域、管线号、管段号。
7.6标识用醒目的油漆笔标注，标注朝上。
7.7半成品堆场分装置、分区域分别存放。
7.8每个区要分行、分列，并在地面有标示牌。
7.9每个区的碳钢管、不锈钢管及合金钢管要分别存放。
7.10为了便于找到需要的管段（管线），制作电脑快速查找系统。
7.11进入堆场的半成品，堆场管理人员登记后，一般不再挪动。
7.12因管道设计变更，预制过管段要修改，变更修改在现场进行（由现场技术员负责）。
7.13对于一时找不到的预制件，要查明原因，禁止乱代用。
7.14根据技术员下发的出库单开出门证，管段运到现场安装而腾出的场地，另安排存放其它管段。
8工艺管道的工厂化预制
长期以来，我施工单位工艺管线的预制工作主要是以手工现场为主，其对管件的所有处理工作，诸如：
划线、切割、坡口加工、组对、焊接等都是在安装现场完成。
虽然有些地方也建立了集中预制的场所，但其与前者并没有本质的区别。
在神化宁煤我施工单位采用先进的机械化加工设备和高效、稳定的自动焊焊接专机来提高生产效率和保证焊接质量。
8.1工艺管道工厂化预制流程如下图：
我们的工艺管道预制生产线主要包括两部分，即焊前准备系统与组对、焊接两个工区。
两个工区之间通过物流辊道来进行连接。
本流程的的主要特征是：
（1）适用于单品种大批量多品种大批量的模式；
（2）整条生产线线结构紧凑、布局合理、过程连续；
（3）程序控制自动化程度高；使用人力少，可24小时连续作业。
（4）综合成本低、生产效率高、质量稳定可靠。
8.2切割/坡口焊前准备系统
本系统是用来完成对原材料管子进行下料切割和开坡口，所有工序上线、送进、测量、切割、开坡口与下线一次完成。
具体如下：
8.2.1上线：
采用行车实现管子的自动上线传送。
8.2.2送进：
采用“V”型动力辊道可快速实现单根管道的连续送进。
8.2.3切割/开坡口：
采用高效带锯切割机对线上管子进行自动切割，采用专用高效坡口机，并配套使用专用提升、旋转及对中机构，实现对管子两端的自动开坡口工作。
8.2.4下线：
开好坡口的管子采用行车实现管子的下线与传送。
本系统正是有了通畅上线→送进→下线→送进→送进的物流系统，因此避免了潜在的人为因素，不但充分发挥了切割、坡口机固有的高效率，而且后续的自动化焊接提供高质量的坡口、更好地发挥自动焊的功效奠定了基础。
8.3组对和自动化焊接系统
和前面的切割/坡口焊前准备系统一样，我们设计的组对与焊接工区同样也是可连续工作的，可确保整条生产线的高效与协调。
采用输送辊道和行车把加工好的管子和管件送至自动化焊接平台上，组对好就可开始用自动焊焊接专机进行焊接。
8.4焊接材料
用实芯或药芯焊丝
8.5我们以加工Φ508，δ=9.53mm的一根管子为例,比较一下传统预制方法和工厂化预制两种方法的生产效率。
工厂化预制与传统预制方法效率比较表
名称
类别
设备
加工时间
备注
传送
传统方法
行车或吊车
8-20m/min
工厂化预制
辊道输送线和行车
12m/min
切割
传统方法
半自动切割机
≥20分钟
工厂化预制
带锯
2分钟
效率是传统方法的10倍
开坡口
传统方法
半自动切割机及
砂轮机
≥17分钟
工厂化预制
专用坡口机
2分钟
效率是传统方法的10倍
自动化焊接
传统方法
每180分钟完成一道焊口焊接
工厂化预制
每18分钟完成一道焊口焊接
效率是传统方法的10倍
生产率
工厂化预制总体生产效率是传统方法的10倍
从上面的分析和比较可以看出，我公司的工厂化预制的生产效率是传统预制方法的十倍。
可大大缩短预制时间，缩短管道的安装周期，节约大量综合成本。
鉴于建设单位对现场管理和质量要求的不断提高，为保证工期，缩短建设周期，建设单位和施工单位对管道安装效率的提高有迫切要求，因此工艺管道工厂预制是大型建设企业必须具备的能力。
9总结
随着我国经济建设的飞速发展，工程建设项目规模日趋大型化，对管道实施工厂化预制可大大提高生产效率，缩短现场安装的工期，降低工程成本。
管道的工厂化预制符合公司发展的需求，符合市场发展的需要，将具有广阔的市场前景。
10参考文献：
《工业金属管道施工规范》GB50235-2010
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-1998;
《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB50184-2011;
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