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工厂化预制管道:管道预制工厂化现状及发展趋势

文章录入:华道顾问   文章来源:华道顾问   添加时间:2020/11/28
管道预制工厂化现状及发展趋势
在工业建设项目中,管道施工的工作量较大,推广工厂化预制是多年来工程建设行业努力的方向。随着我国经济建设的飞速发展,工程建设项目的规模日趋大型化,在发展环境上为管道工厂化预制提供了空间。近年来,在石油、石化、化工等行业中管道施工的预制水平和预制深度普遍得到加强。为了总结前阶段的经验,推广先进的应用技术,促进工厂化预制管道技术水平的进一步提高,全国石油和化工建设信息总站于2006年12月在上海举办了“2006年管道工厂预制一体化解决方案交流会”。本次会议共有80名代表到会,分别来自中石化、中石油、中国化学工程集团、冶金、核工业、安装、地方石油化工等七个行业的工程建设公司以及相关的软件公司和设备公司。会议主要针对我国管道工厂预制技术的现状与发展趋势、管道工厂预制技术在工程项目上的应用经验、管道预制工厂的规划设计、建设运行、生产管理及员工培训、软件应用等一体化解决方案进行了深入交流与探讨。会议顺利完成了各项内容,达到了预期目的,取得了**成功。本次会议收到了有关论文近20篇,从不同角度对管道工厂化预制技术进行了梳理,并对该项技术的发展给予了探讨和建议,代表了目前国内工程建设领域中管道工程化预制技术方面的较高水平。本期从中选登8篇比较有代表性的论文,以期在更加广泛的平台上推动与促进该项技术的发展。

(中国化学工程集团公司中国化学工程第三建设公司,安徽淮南 232038)
中图分类号 T-19 文献标识码 A 文章编号 1672-9323(2007)-01-0022-11
石油、化工、电力等建设项目中,管道施工工作量占整个安装施工工作量的比例较大。以油、气为原料的年产30万t合成氨装置,工艺管道约70000m;以煤为原料的年产3 0 万t 合成氨装置,工艺管道约100000m。加强管道施工的预制水平和预制深度,是提高管道施工质量、速度和管理水平和降低施工成本的重要途径;同时,促进管道现场施工的机械化、工厂化和文明施工;也有利于新技术、新工艺、新机具、新材料的推广应用,推动企业技术进步。
1 管道预制工厂化势在必行
1.1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,衡量的标志是:(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装备。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。
1.2 管道预制工厂化的优势(1)管道预制采取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 )可以最大限度实现关键工序的机械化、自动化,机械设备利用率高,有利于提高劳动生产效率;(3)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)管道预制工厂作业环境、条件好,可以全天候施工,减少现场高空作业;(5)材料、管件、耗材集中管理,便于控制施工成本。
2 管道预制工厂化现状
2.1 20世纪60年代前早在20世纪60年代,美、欧、日等国外工程公司在管道工厂化预制方面有许多成功经验和相当专业化的技术装备。仅以法国赫尔蒂公司一个管道预制工厂为例,年预制量约4000t(年产30万t合成氨装置的工艺管道预制量约1000t)。
2.2 20世纪70年代后20世纪70年代在我国引进大化肥的同时,国内管道预制工厂化的概念已经建立,参加大化肥建设的施工企业在现场均建了不同规模的管道预制工厂。由于当时国内缺乏管道预制的专业机械设备,各单位只能因陋就简改装或制作相应的管道预制施工机械。如:中化三建承建安庆石化总厂250万t /a炼油、引进的30万t/ a合成氨、52万t/a尿素工程时,在现场建立了管道加工厂(或称管道预制厂),革新制作了高压管切断、坡口车床,革新制作了不锈钢管大型砂轮切割机,革新制作了低合金钢管热处理用远红外电加热器及控制设备等专用施工机械设备,提高管道预制的加工质量和速度,为满足引进装置的建设作出贡献。 中化四建在管道预制加工中,革新制作了管道万能组装台;中化七建在管道预制加工中,革新制作了刀架转动式管道切割机等。
2.3 管道工厂预制现状近年来,随着国民经济的发展、建设速度的加快、业主的要求、新型管道预制专用机械的问世,管道工厂化预制已经得到越来越多的施工企业的重视。尤其是中石化所属施工企业,在管道工厂化预制进行了较大的投入。仅在上海化工园区,中石化三、五、十公司,以及上海工业设备安装公司,燕达公司等施工单位均建立相当规模的管道预制工厂。中石化四公司、中油一建公司、中油二建公司、长庆油建公司、华北油建公司、陕西化建公司、天津电建公司、浙江开元安装集团公司等也在基地或项目所在地建立不同形式的管道预制厂。中化三建公司近年来,结合企业实际,在推行现场型管道预制施工模式方面,也做了大量的探索和尝试。
2.4 目前国内施工单位推行管道预制工厂化的三种模式:
2.4.1 “工厂型”管道预制模式工厂型管道预制模式既固定型管道预制模式。其主要特点是:(1)管道预制有固定场地、建有标准厂房,即在现场或异地建立规范化管道预制工厂(同样用于钢结构预制);根据管道预制流程,合理进行平面布置。包括堆场及水平、车间、办公休息室、平台、仓库、道路、供水、供电、消防、集中压缩空气站及管路、集中焊接气体供气站及管路、电焊机房、除锈防腐场地等。(2)实现管道预制流水作业。配备管道预制专用机械设备和物流传送线,关键工序建立流水作业的生产模式,形成管道除锈防腐、下料、坡口、焊接作业线。在一个预制场地完成管道除锈防腐、下料、坡口、组对、焊接、检验、吹扫封闭,把整个装置的管道预制全部完成。(3 )装备先进的机械设备,除了宽敞的钢结构厂房、足够的起重机械之外,均配置了管道专用抛丸除锈机、高速带锯机、管道高速切断坡口机、管道半自动纵进刀坡口机、管道相贯口数控等离子切割机、管道预制弯管自动焊机、管道预制悬臂自动焊机。中石化三公司在管道预制厂还配置了自行式全位置自动焊机、焊缝射线检测实时成像系统;燕达公司配置了管道支管拉拔设备、组合式弯管设备。 (4)在管道工厂化预制中引进计算机辅助管理,建立了设计图- 管道单线图- 预制管段图的二次设计流程;加强了技术、质量、进度等系统管理。推广应用先进的“PDSOFT Piping”软件,快速绘制单线图,从单线图自动生成管段图,保证了管道预制的准确性,缩短了管段设计分割周期。推广应用“管道预制安装管理系统”软件,建立了管道预制的技术管理、材料质量管理、探伤管理、进度管理和成品管理数据库,加强了管道预制安装系统管理。 2.4.2 “现场型”管道预制模式。现场型管道预制模式即“准工厂化”管道预制模式。其主要特点是:(1)根据现场具体情况和实际和投入能力,建立集中或分散能遮风避雨的简易厂房;(2)配备水平及垂直运输设备、关键工序使用的抛丸除锈机、高速带锯机、管道自动径向进刀坡口机、多种形式管道预制自动焊机等;(3)同时加强管道预制的技术、质量、材料、进度和成品的信息管理,加强管道预制过程控制。
2.4.3 “移动型”管道预制模式 移动式管道预制模式也属于“现场型准工厂化”管道预制模式,其主要特点是:(1)关键工序的机械安装在集装箱内,形成专业工作站;(2)工作站可以现场实际情况灵活布置,各专业工作站之间,即可以采用传输工装联接,也可以直接采用吊车、门吊、倒运小车等吊装运输工具进行传送;(3)目前,在用的管道预制关键工序工作站有:管道高速锯切下料和坡口工作站、管道相贯口数控等离子切割工作站、多种形式的管道自动焊接工作站。
3 推进管道预制工厂化存在的困难
3.1 施工单位的流动性和施工时限短建设项目的显著特点就是装置固定,施工单位流动。建设项目之间跨度大,施工单位流动性更大。近年来施工单位的施工能力有很大的提高,施工速度随之加快,施工时限更短。建立和搬迁管道预制工厂都是较麻烦的。
3.2 传统观念的束缚不少施工单位缺乏管道预制工厂化的理念,看不到管道工厂化预制的优越性和经济、社会效益,习惯于传统的管道施工“人海”战术、现场各自为战的分散管理。如果企业不能建立自上而下的管道预制工厂化的理念,则决策层不会积极推动管道预制工厂化,不愿意在管道预制工厂化方面进行投入;管理层则不会去研究管道预制工厂化的方案;作业层则不会认真发挥管道预制工厂化的功能优势。 3.3 施工管理模式的变化许多施工单位已经没有直属的专业施工队伍,将管道工程化整为零对外分包,无法组织管道预制工厂化。
3.4 资金短缺从当前国内大多数施工企业实际投入能力差的实际状况来看,建立真正专业化的管道预制工厂有较大的困难。建立工厂型专业化的管道预制工厂化模式有着显著的优越性,也是管道施工技术发展的必然趋势。但是,这种模式一次性投入太大,建设单位又不能承担其中的费用,在没有后续项目的状况下,施工单位还要承担完工拆迁造成的损失。
4 管道工厂化预制的发展趋势
4.1 多种管道预制模式并存在相当长时期内,国内施工单位会根据企业投入能力和项目建设实际状况,选择工厂型、现场型、移动型不同的管道预制模式,实现管道施工的工厂化预制或准工厂化预制。
4.2 管道预制工厂化的多功能性建立管道预制工厂,既要满足管道预制的需要,又可以满足钢结构预制的需要。另外,根据不锈钢、有色金属、薄壁管道的特点,选配的水平和垂直运输设备、除锈设备、切断设备、物流工装等,都要适应管道和钢结构预制的需要。
4.3 预制现场流水作业不管采取工厂型、现场型、移动型的管道预制模式,工序之间都要合理衔接,形成流水作业,充分发挥管道预制工厂化的最佳效率。4.4 管道预制装备更加专业化国内多家从事管道预制设备制造的厂商,正在努力开发更专业、先进的管道预制的切断、坡口、焊接等设备。将有利于实现关键工序的机械化、自动化,有利于提高劳动生产效率。
4.5 管道预制安装过程的计算机辅助管理,将替代传统的人工管理简便、科学的管道预制系统软件开发和合理价格,将有利于管道预制的技术管理、质量管理、材料管理、进度管理,更加利于广泛推广应用。
4.6 加大管道预制深度加大管道预制深度,就是科学进行管段设定,预制的管段模块化。在管道预制工厂做到管道预制既便于运输安装,又尽可能加大管道预制深度,减少现场工作量。
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