深水压力舱海底管道屈曲试验进度优化研究

余建星，王永更,林镇诗，卞雪航，周建德，于 敏，孙 刚

（天津大学 港口与海洋工程教育部、天津市重点实验室，建筑工程学院，天津300072）

深水压力舱海底管道屈曲试验进度优化研究

余建星，王永更,林镇诗，卞雪航，周建德，于 敏，孙 刚

（天津大学 港口与海洋工程教育部、天津市重点实验室，建筑工程学院，天津300072）

天津大学深水压力舱的建设对于深水结构屈曲等研究提供了很大的便利，通过试验研究深水海底管道屈曲，由于试验的复杂性和特殊性，试验过程没有现成的经验，实验室开始试验耗费很大的人力物力，试验过程很容易出现误工现象，因此有必要对试验的进度进行调整优化。利用Project软件对试验进度进行安排，并给出合理的建议和实施措施，对于以后试验的顺利进行有很大帮助。

深水压力舱；试验进度；进度优化

海底管道是海洋石油开发的生命线，管道结构是一种典型的薄壳结构，由于深水海底复杂的环境条件，这种薄壳结构会在内压和外力作用下发生屈曲失稳破坏，一旦破坏不仅要增加管道修复所需的费用，同时在能源和环境上会造成严重的损失和影响。

天津大学深水压力舱的建设对于深水海底管道屈曲的研究提供了很大的便利，通过试验的方式研究深水海底管道屈曲，进而提出管道屈曲控制方法，为深水海底管道的设计提供参考。

深水压力舱模拟海底高压环境屈曲试验，国内外很少见，没有实际经验可循，过程十分复杂，是以出现问题解决问题的方式进行的，试验过程具有很强的探索性，耗费很大的人力物力，因此对于试验过程进行很好的安排和优化，才能使得试验项目能够按期保质保量的完成。通过在深水压力舱海底管道屈曲试验过程中总结的经验，本文主要介绍了深水压力舱海底管道屈曲试验的流程，对试验流程进行优化，并针对试验过程出现的问题提出了合理的建议及实施措施，对以后试验能够顺利高效的完成有很大帮助。

深水压力舱海底管道屈曲试验项目根据试验管件数量的不同，其工期也不一样，因此完成所有管道试件的试验即是完成试验项目。MS Project软件是世界上最受欢迎的项目管理软件，本文采用此软件进行试验周期的计划编制，对试验的全程进行进度管理和优化。

1 深水压力舱海底管道屈曲试验过程

根据总结的试验经验可将一组试验进行分解，其主要可以分为试验前期准备、管件送入压力舱体、固定前后端盖密封压力舱体 、舱体注水加压试验、拆卸前后端盖、试验管件出舱后处理六个部分。此六个阶段总体上是以试验先后顺序进行的，如图1所示横道图，每个阶段都还有详细的工序，如表1所示试验详细工序。

图1 试验的主要阶段

由于试验的特殊性和其他原因，表1中的部分工序受到一定的限制，在一定程度上影响了试验项目的进度。

（1）工人数量的限制：俗话说人多力量大，有些工序需要的人员越多越好，但工作人员是有限的，因此工人的数量对试验进度影响很大，顺利按期完成试验项目需要足够的工作人员。

（2）操作空间的限制：有些工序并非人员越多工序完成的越快，如第19，23，28道工序都进行应变片检查等，由于应变采集箱比较小，线路密集，多组人员测量不太现实，反而更加混乱；第11，13，15三道涂胶工序受到应变片沿管件环向粘贴限制，人员安排也不能很多。

（3）设备、工具的限制：一些大型单一的辅助设备，如天车，有两种工序同时需要使用的时候，则必须有前有后；第2，10，17，19，23，28 道工序都需要用到万用表，万用表的数量影响到了试验的进度；第8道工序打磨画线位置受到打磨机数量的限制等等。

表1 试验详细流程

（4）试验特殊性限制：如第12，14，16及19道工序涂胶防护后的固结时间，这些步骤本身不需要太多人员，但要求的时间必须达到，因此对试验进度也有影响；固定前后端盖密封压力舱体这一阶段工作质量要求很高，没有达到舱体的密封要求进行了加压试验，一旦出现漏水等问题前面的工序便白费，对试验进度造成致命性的影响。

2 试验项目进度优化

基于上述试验进度受到的限制，需要进行试验项目的优化，合理安排调配试验，使得尽快圆满地完成试验项目，本文选用较为简便实用的项目管理软件——MS Project。

项目进度计划编制的一般方法主要有里程碑计划图法、网络图法以及甘特图法。里程碑计划图法列出项目的关键工序以及这些工序的开始或完成日期；网络图计划是利用网络计划对任务的工作进度进行安排和控制，保证实现预期目标的科学的计划管理技术；甘特图法是进度计划最常用的一种工具，又称为横道图，最早由亨利·甘特于1917年提出，因而得名。

由于甘特图简单、明了、直观，易于编制，因此它成为小型项目管理中编制项目进度计划的主要工具，本文以甘特图来表示试验进度。它的横坐标表示时间，纵坐标表示工序。

使用Project软件进行进度编制的步骤如下：

（1）设置日历：日历是整个项目推进过程中的时间参考基准，它决定工作时间，以日历来确定工作日和休息日，例如本文下面假设的试验项目工作日安排为周一至周日，每天工作时间为7:00—21:00，中午晚上各有一个小时休息时间。当然可根据实际情况进行调节，如深水压力舱前期的试验项目时间要求比较紧，安排为24 h轮班进行试验。

（2）设置资源库：将资源配置规划中的各种资源输入资源库。

（3）设置资源日历：各种资源有不同的使用特点，如工作人员有8 h／d工时限制，而设备工具资源则不需要休息，可以不同资源需设置不同的资源日历。

（4）任务输入：将各种工序输入Project的任务表。

（5）建立各工序间的联系：Project的任务与任务之间有相关和无关之分。相互联系指一个任务的开始依赖于另一任务的执行情况，工序之间有前后次序关系。

（6）资源配置：将资源库中的资源分配到不同的任务中。当然，用到新的资源时，可以一边输入到资源库，一边分派到任务。

（7）进度计划跟踪：项目跟踪可以帮助解决在项目进行中遇到的问题，例如实际的进度是否和计划相违背等，根据实际情况进行及时的调整。

（8）调整资源：在资源分配中，常常发生资源冲突，如资源需求数超过可使用数，此为前面所提到的工人设备数量不足等问题；同一资源分配到不同任务中，而不同任务发生在同一时间时，这就是前面所说的天车等设备同时使用的情况。

经过以上一系列步骤，基本上完成了一个项目进度计划的编制、管理和控制。

通过Project软件，对试验进度进行编制，如下图2所示的试验项目的甘特图，为一根管件完整试验过程的进度计划，通过开始时间与完成时间可知，一个完整的试验周期需要6 d时间，如果按这一周期计算来进行整个试验项目，那么进行10组、几十组的试验需要几个月甚至一年的时间，非常耗时耗力，因此需要在各试验过程间进行合理的工序、人员及其他资源的调配。

图2 Project编制流程图

从上面的甘特图中可以看到一组试验的关键步骤（红色标记）为：4～15，17～19，21，22，24～27，29～35。

可以看出，一组试验周期的关键步骤非常多，大部分工序包括其中，而在实际进行整个试验项目时是不能按一根管件的顺序依次进行试验的，这样耗时很长，人员和设备都没有得到充分的利用。需要各个工序间的协调运行，调节好人员和设备的使用，例如在进行试验管件进入舱体的过程中可以进行下一个跟管件的预处理；在涂胶固结过程时，空闲的人员和闲置的工具可以进行其他预处理工作；注水过程中可以进行其他工序的操作等等。因此要进行好进度的安排，试验过程中及时进行合理的调配，会使各种资源利用最大化，顺利按时按量完成试验项目。

3 进度影响因素及改善措施

3.1 进度影响因素

前面的资源和工序的调整使得进度得到很好的优化，但还有一些因素影响试验项目的进度，甚至影响了前面的资源的调配。

3.1.1 工具的损坏及易耗品短缺

试验过程中，需要大量的易耗物品和工具进行辅助，根据经验在使用过程中有时可能缺少某一物品（如防护应变片线路所用热缩管等）或关键设备损坏（如天车等）而使得试验过程处于停滞状态，非常影响进度。

3.1.2 人员素质

人员技术的熟练和态度对试验进度和试验质量很重要，一个小小的操作失误可能对试验进度影响很严重，对试验质量更不用说。

3.1.3 其他因素

一些意外的事件也会对试验造成影响，如实验室区域停电，基本会使所有工序进入停滞状态。

3.2 进度改善措施

基于上述的影响因素，除了试验项目的进度优化还要提出一些合理化的建议和措施来保障试验的正常顺利进行：

（1）工作人员培训：进行试验的人员都进行相关的培训，做到上手快，迅速成为熟练工，并做到协调默契，尽量避免设备工具的损坏和操作的失误。

（2）合理分工：工作人员要保证仔细和分工合理，各有所为，尽量避免一人多工，以免因多项工作牵连而误工，操作过程尽量不出现返工、误工现象。

（3）物品工具的管理与观察：各种物品进行分类放到指定的位置，如剪刀、夹线钳等相同类型的常用可放到一起；同时使用的如剪刀和胶带也可放一起便于使用。使用物品和设备时进行监督和观察，对物品数量及设备的使用情况进行详细记录，便于提前做好准备购买和修理，表2为编制的物品设备使用记录情况模板部分内容。

表2 物品工具使用情况记录表模板

表3 试验管件进行情况记录表模板

（4）建立合理的规则制定：建立合理的制度，约束每个工作人员保证有充分的责任心对待工作，避免操作失误影响试验进度，甚至危及生命财产安全。表3为试验管件进行情况记录表模板部分内容，其中每组试验每一环节都保证准确无误，并有相关责任人登记。

4 结论

本文根据已经完成的深水压力舱海底管道屈曲试验进行了试验的流程介绍，利用Project软件对试验过程的进度安排进行编制，对深水压力舱海底管道屈曲试验的进度进行了一定的优化，针对试验过程中可能出现的问题提出了一些建议和提高试验效率的改善措施，相信在以后的试验过程中起到它相应的作用，使试验项目又好又快地完成。

[1]张涛,Project软件在项目进度管理中的应用[J].企业技术开发,2010,29(6)：91-92.

[2]潘立文.浅谈Project软件在港口工程施工项目管理中的应用[J].广东科技,2009,206：28-29.

[3]黄斐.MS Project项目管理与应用[M].北京：科学出版社，2008.

The Process and Schedule Optimization of Submarine Pipeline Buckling Test in Deepwater Pressure Tank

YU Jian-xing,WANG Yong-geng,LIN Zhen-shi,BIAN Xue-hang,ZHOU Jian-de,YU Min,SUN Gang
（Key Laboratory of Harbor and Offshore Engineering,School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China）

The establishment of the deepwater pressure tank provides a great convenience for the deepwater submarine pipeline bulking test,which could contribute studying the deepwater submarine pipeline bulking by real test.For the complexity and specificity of the test and lack of experience,it consumed a lot of human and material resources.There would be lots of errors during the tests.Therefore the schedule of the test is very important and necessary.Scheduling the test by Project software and giving some recommendations and implementation measures is very helpful for the test.

deepwater pressure tank;process of test;schedule optimization

P751

A

1003-2029（2011）02-0028-04

2011-02-11

国家科技重大专项资助项目（2008ZX05026-005-05）；上海交通大学海洋工程国家重点实验室研究基金资助项目。

余建星（1958— ），男，教授，博士生导师，主要研究方向：深水海底管道屈曲以及大型工程结构可靠性分析与优化、风险评估与控制。Email:yjx2000@tju.edu.cn