管道材料附加裕量的影响因素分析

李永辉

(中石化洛阳工程有限公司，河南 洛阳 471003)

管道材料用量一般由设计用量和设计附加裕量组成，其中附加裕量不包括:(1)施工过程中管道试压及吹扫所需要的垫片及盲板等;(2)生产过程需要的备品备件。在保证设计用量的前提下，用户和施工单位应结合施工进度、采购周期等因素综合考虑采购裕量的多少。通过对影响管道材料附加裕量的主要因素进行分析，为管道工程设计提供参考。

1 设计用量的统计误差

管道材料统计一般有两种方式:人工汇料和计算机自动汇料。人工汇料受多种因素影响，其中最重要的因素之一就是设计人员的综合素质，此外在分类汇总过程中会存在误差，对于这种情况应适当加大附加裕量;对于计算机自动汇料，由于在汇料过程中完全扣除管道组成件、阀门和小型设备的物理尺寸，甚至没有考虑管道焊缝、垫片厚度等因素，使得统计出来的材料为纯理论上的净料，与项目的实际情况产生偏差，所以也应适当考虑较多的附加裕量。

对于设计用量的统计误差，小管径(公称直径小于等于40)碳钢管道附加裕量为2%～20%，其他的为1% ～7%;小管径(公称直径小于等于40)碳钢阀门附加裕量为10% ～14%，其他的为1.5% ～7%。

2 运输和现场保管过程中出现的偏差

石油化工行业的管道材料数量大、品种多，不但采购工作繁琐，而且在实际运输和仓储过程中也存在许多问题。如一些数量大、口径小的管道配件或阀门，在运输和库存过程中易出现丢失或损坏的现象。

据了解，大部分国内石油化工工程的仓储管理虽然在材料存储、发放、标识上做了大量的工作，但还是会发生丢失材料的现象。主要原因是现场施工单位多、接口管理复杂、账面统计不够精细、包装不规范导致错发错收等。

3 施工过程中的损耗

目前，几乎所有新建装置的管道设计均采用了PDMS，PDS等三维设计软件，管道材料可直接自动从三维模型中抽出，管段图中的管道长度均为减去管道组成件物理尺寸后的净料，没有考虑管道预制过程中的下料切割损耗和用于管道焊接的坡口加工损耗，所以管段图中的管道长度直接用于管道预制会与实际有偏差。在管道预制之前，施工单位会根据设计单位提供的管段图在适当考虑延长米数的前提下重新核算下料长度。

3.1 下料切割损耗

不同材质的材料其切割方法不同，所造成的损耗也不同。GB 50235—2010《工业金属管道工程施工规范》中对下料切割有如下规定:碳素钢、合金钢宜采用机械方法切割，也可采用火焰或等离子弧方法切割;不锈钢、有色金属应采用机械或等离子弧方法切割。当采用砂轮切割或修磨不锈钢、镍及镍基合金、钛及钛合金、锆及锆合金时，应采用专用的砂轮片[1]。

3.2 坡口加工损耗

在坡口加工过程中不同的切割方法，所造成的损耗亦不同。GB 50517—2010《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》中对坡口加工有如下规定:SHA1，SHB1，SHC1级管道的管子，应采用机械方法加工;不锈钢、有色金属应采用机械或等离子弧方法切割。当采用火焰或等离子弧方法切割时，需考虑管道表面的氧化皮、熔渣及影响焊接质量的表面层。所以当采用该种方法切割或加工坡口时，需要考虑的损耗会更多一些[2]。

根据多家施工单位的统计，实际发生的设计用量一般可取设计净量的1.03倍。

4 工程所在地域

地域是影响工程建设进度的重要因素，因此确定管道材料附加裕量时也应加以考虑。

对于国内项目，需考虑运输的远近，比如新疆某炼油厂在建设过程中，小到诸如垫片、紧固件等材料也需从内地运送。此时项目中对贵重材料，不易丢失或损坏的材料和大口径、高压管配件，应少考虑或不考虑附加裕量;对运输、保管和施工过程中易丢失或易损坏的材料，口径小、数量大的材料和口径大、数量少的材料，附加裕量应适当加大。

对于国外项目，需要考虑的因素更多。因此，在项目设计中，管道材料附加裕量应适当加大。

国外项目设计裕量的系数在设计已有裕量的基础上，小管径(公称直径小于等于40)碳钢管道增加的附加裕量为2% ～5%，其他的为1% ～3%;小管径(公称直径小于等于40)碳钢阀门增加的附加裕量为10% ～15%，其他的没有裕量。

5 结束语

在工程设计过程中，确定管道材料附加裕量除需考虑上述四个主要因素外，还应综合考虑装置的具体类型、管道材料类别、材质、口径、工程量和压力等级等。对于引进技术或采用国外工艺包的装置(单元)的主要管道材料的附加裕量也应提前与专利商和业主沟通并征得认可。同时还应提前策划包括高压厚壁、大口径材料、镍基合金等供货周期较长的特殊材料的采购裕量，以免影响工程施工进度。只有以大量的石油化工装置设计、采购和施工的工程数据为参考，综合考虑各种因素才能得到符合项目实际情况的管道材料附加裕量，从而满足工程建设的需要，确保工程施工顺利进行。

[1]中国工程建设标准化协会化工分会.GB 50235—2010工业金属管道工程施工规范[S].北京:中国计划出版社，2010.

[2]中国石油化工集团公司.GB 50517—2010石油化工金属管道工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社，2010.