海外项目试压包技术准备工作实践

2019-07-03

石油化工建设 2019年2期

中石化第十建设有限公司山东青岛 266000

管理理念及资源配备的差异，导致海外项目同国内项目在管道试压准备的节奏上有所不同。在海外项目中，往往在管道施工前期即着手进行试压包前期准备工作。合理划分、高质量编制的试压包可以指导现场管道施工，使“试压促施工、以试压促扫尾”的理念得到顺利的贯彻实施。笔者2018年主持了科威特LFHO原油项目CPF中央处理装置全部3270个管道的试压包编制工作，并对管道按试压包施工、扫尾及管道试压施工进行了全程技术支持。实践证明，此次试压包的准备工作效率高，实施过程顺利、安全，充分起到了“以试压促施工、以试压促扫尾”的作用。本文将通过介绍科威特LFHO原油处理项目CPF中央处理装置试压包编制的流程及试压前的主要技术准备工作，总结出海外项目试压包技术准备工作的一般程序和需要关注的主要技术问题，以给类似的工程启示和借鉴。

1 项目概述

LFHO项目CPF装置的业主方为科威特国家石油公司（以下简称KOC），PMC代业主管理方为Worley Parsons（以下简称 WP），总承包商为 Petrofac（以下简称PIL），现场施工由中石化第十建设有限公司（以下简称十建公司）负责，装置区分为TRAIN-1、TRAIN-2、公用工程等17个WBS区域。十建公司承担所有管道的现场安装工作，工作量为25万寸径（不含预制）、150万寸米，装置面积大，长2300m、宽1500m，施工点多面广，最高试验压力达到395bar。

与国内项目不同，海外项目采用试车系统/子系统（System/Sub-System）的概念。在CPF装置中，总包方在工艺流程图定稿后即将全场工艺流程按照预试车要求划分成为39个一级试车系统，一级试车系统下辖共计298个子系统。十建公司在试车子系统的基础上，划分试压包。当某一个子系统下的所有试压包试压、吹扫、回装完毕后，该子系统工艺管道即满足了预试车要求。试压包划分结构见图1。这样划分的好处是将试车与试压有机地结合了起来，便于试压为试车创造条件。

2 管道试压包编制前的准备工作

2.1 试压包的定义和主要编制流程

图1 试压包划分结构图

试压包是为了管道工程扫尾、试压及交工验收而编制的一套资料，包括以下几部分：试压流程图、管道单线图、管道尾项检查单、各项相关QC检测资料、现场试压报告、计量器具校验报告。试压包在整个管道工程施工、扫尾、试压、吹扫、回装及机械竣工验收过程中起着非常重要的作用，一般可以作为管道施工质量水平的一次全面检验，业内许多专业人员称“试压是管道施工质量检测的最后一道关口，也是最关键的一道关口”。

试压包的编制可以分阶段进行：

第一阶段，收集图纸资料及现场施工信息，确认试压包编制的编制依据、编制重点和优先次序等，形成试压包编制计划；

第二阶段，以管道表、试车系统流程图进行划分和编辑，即将每个试车子系统根据划分标准分为若干个试压包系统，并给出每个试压包的编号及试压界限；

第三阶段，以初步划分的试压包流程图为基础，结合管道单线图清单，进行详细编制，并完善试压包（包含单线图清单）；

第四阶段，会同物资供应、施工管理、QC等相关部门，建立基础台账，确定数据传输规则，建立试压数据库，同时完善单线图上的试压包信息；

第五阶段，现场施工过程中逐步完善QC检查资料，对试压包进行报验和实施。主要编制程序见图2。

2.2 试压包编制的时机

通常在人力、物力允许的情况下，试压包编制工作越早越好。在原油处理项目中，十建公司自收到PIL提供的试车系统流程图后，就开始着手编制，此时管道施工完成了20%。试压编制完成后，辅助以计算机数据库系统监控试压包施工材料到货进度、施工进度等，真正地做到按照试压包组织施工，实现管道施工的系统化管理。

2.3 相关图纸和资料的收集

试压包编制前要收集合同中规定与管道施工或试压工作相关的施工规范；收集KOC、WP与PIL在系统划分和工艺流程实现方面的指导意见，特别是试车的优先次序和特殊要求等；对于流程图中有关装置的整体工艺说明进行初步了解。

收集相关的管道施工图纸信息，至少包括管道单线图、管道流程图、管道表等。另外，海外项目总包方一般会提供3D设计模型。使用3D模型软件NavisWorks中的查询功能，通过VBA编程，可查询试压包的三维模型，从而可极大的方便现场施工。

图2 试压包主要编制流程

首先应该根据管道或者设备平面布置图确定主要设备的位置和大小，及大型管道的主要走向，从而可对整个装置的整体布局有较为深刻的印象；对于流程图的熟悉，主要是为了了解装置的主要介质及走向，要仔细阅读图纸说明，了解英文简写的含义其他相关信息，还可与工艺设计工程师接触，了解设计方面的一些特殊要求和说明；对单线图的初步熟悉，主要是了解单线图中所包含的主要技术参数，并从相关施工技术人员了解施工工程量分布和进展情况。管道表由设计出具，其记录了与管道施工含试压相关的主要技术参数，是管道试验压力、介质选用的首选依据。

虽然原油处理装置流程并不复杂，但试压工作点多面广，所以还应注意收集以往类似工程的相关资料，由此可以借鉴以往工程的经验；还应与有编制经验的技术人员沟通，以了解编制的主要难点和相关经验教训，以便在试压包划分上尽可能考虑实施效率。

2.4 装置试压系统特点及要点的分析

在进行完成以上2.2和2.3的步骤后，对于装置区的主要特点有了初步了解，对于试压包编制的重难点有了印象，以此为基础可以进一步归纳总结试压包的特点。

2.5 试压机具审批

海外项目注重第三方校验报告，故试压用工装（Manifold）的设计图纸需要经过审批，工装自身试压过程需要有资质的第三方单位进行现场见证并发合格证。使用的高压橡胶软管、试压泵也需要第三方单位的安全鉴定证书。试压工装设计图纸和试压工装压力试验分别见图3和图4。

图3 试压工装设计图纸

2.6 其他准备工作

图4 试压工装压力试验

试压包编制应该确保有适当的编制人员配备，保证编制人员的技术水平。例如在原油处理项目中，十建公司就设置了试压包编制小组，其中包括组长1人，要求对工艺流程及管道试压有较长实践经验；组员3名，要求熟悉常用办公软件和办公设施，且有管道施工的基本概念；信息管理员1名，主要负责试压信息的收集和整理。为保持延续性，编制小组还参与了后期的试压施工指导工作。试压包编制的第一到三阶段，如果组长对计算机比较熟悉、并且图纸资料比较齐全的话，可以由组长一人独立完成；但后面的两个步骤所涉及的工作量比较大，则需要组员的辅助才能完成。硬件方面，还应保证足够的办公场所及计算机、打印机等常用办公设施的需要。

3 试压包的划分

3.1 试压包划分的依据

试压包的划分主要在试车子系统的基础上，区分不同的管道等级、材质，参考现场的实际施工情况在一套流程图上划分开来。详见图5和图6。

3.2 图纸的整理、统计和分析

对现有的图纸信息进行整理，整理出对于试压包编制和后期试压工作有用的主要信息。比如对于单线图信息的整理以线号为基础，整理出的主要信息如表1所示。收集图纸时应注意不能遗漏，因为单线图是施工的依据，任何遗漏都有可能造成试压工作的遗漏，从而造成质量隐患。

3.3 试压流程图的划分

图5 试车子系统划分图（总包试车团队划分）

图6 试压包划分图（十建公司划分）

表1 单线图信息整理

对每张流程图上的管线，按照管道等级变化点、试压介质变化点、管口、试车子系统界限等，对试压包进行划分，使用不同颜色的荧光笔在图纸上进行标识。推荐使用PDF标注软件，在扫描电子版的流程图上进行绘制，以方便后期修改，并实现无纸化办公。试压包编号由“子系统编号”+“试压包编号”组成，如“701-P-1002-TP-01” 表示“701-P-1002”试车子系统的第“01”号试压包。使用红旗标注试压界限，同时在单线图清单中标注相应单线图所属的试压包编号、子系统号，见图7。这样做的好处是可以在划分试压包的过程中及时排查设计遗漏，比如某条管线在流程图上没有显示，或某条管线没有出具单线图。最终形成试压包管线划分清单，如表2所示。

图7 试压包流程图划分示范

表2 单线图信息整理

3.4 试压包的细化、审核

以上述3.3标识的试压包划分为基础，将单个的试压包提取出来。通常方法为：在流程图上，针对需要试压的部分加亮标识，见图8。在每张流程图醒目位置写明试压包的编号；试压流程图中试压包的界限使用红旗标识清楚，并注明试验压力及试压介质。

图8 试压流程示意图

试压包详细绘制工作后，应提交总承包单位试车团队审核，以确认是否符合试车流程。

4 试压包数据库的建立

试压包划分完毕后即应着手丰富试压包数据库。本着以试压包指导管线施工的思路，将所有管线施工过程信息，以试压包的形式，在数据库中体现出来。例如每个试压包的预制管段到货率、焊接完成进度、支架安装进度、QC检查焊口进度、无损检测进度都要在试压包数据库中予以体现。从而可在试压包报表中透视每个试压包进度情况，并依此决策。

4.1 建立子数据库并制定统一数据传输规则

试压包数据库的架构见图9。

图9 试压包数据库架构图

各子台账由试压组长会同各部门管道专业负责人统一制定格式及录入规则，各部门负责过程维护。各台账应具备统一的、可被计算机识别的单线图号标识，以便于向上级数据库导入汇总。

4.2 建立管线数据库

采用之前建立的单线图清单，在每个单线图号后扩充材料，包括到货数据、管道施工进度数据、QC检查数据等信息，将各基础台账数据与各单线图号建立联系。

4.3 建立试压包数据库

建立试压包清单，在每个试压包后扩充相应数据，将管线数据库与各试压包建立联系。

最终形成的试压包数据库报表见表3。

往上一级数据汇总的过程推荐使用VBA语言进行编程，使用数组来代替函数。经过实践，使用数组导入数据，数据库运行速度可大幅度提升。代替SUMIFS函数的VBA代码见图10。

4.4 试压包中期整理

表3 试压包数据库报表

图10 实现SUMIFS函数的代码

4.4.1 试压包单线图信息添加

在完成了试压流程图的初步绘制和整理后，还应进一步添加试压包所含单线图，并以单线图确定试压包的进水水点、放空点、压力表点等。与试压流程图相同，在管道单线图集中对属于试压范围的管线进行加亮标识，明确表明试压介质和压力；对于根据规范要求需要拆除或隔离的仪表件进行确认，并在图纸上明确地标识出来；同时还要明确试压的盲板添加的位置和类型。

4.4.2 试压包主要附件资料的添加

在完成试压包编制工作的以上主要程序后，试压包已经基本成型。此时可以根据施工规范的要求加入试压检查的相关表格，因为表格格式结构基本一致，所以可以借助计算机技术辅助实现（如VBA编程）。

5 创建三维可视化试压包模型

对于海外项目，总承包方设计一般可以提供3D模型。借助于模型，十建公司在原油处理项目中编制了三维可视化试压包，大大提升了现场施工效率。

3D模型查看软件Navisworks带有查询功能，可查找单线图号并定位。Navisworks查找功能里可使用.xml文件，批量导入管线号。根据此特性，使用VBA编程，可按照每个试压包包含的单线图号生成每个试压包对应的.xml文件。生成.xml文件的代码见图11。

图11 生成三维试压包代码

将生成的.xml文件导入3D模型，即可在查询该试压包模型。见图12—14。

这样做的优势是，试压班组仅凭试压三维模型图就可以进行试压准备工作，从而节省了图纸制作成本。而且在点多面广的施工现场，准确定位试压包位置、试压包每个盲板加设位置、上水点及放空点位置等可大幅提高施工效率。

原油处理项目的试压过程中，十建公司通过以上的试压包技术准备工作，成功地编制试压包3270个，建立起了一套完整的试压包数据库在过程中指导管道施工，并为每个试压包创建了三维模型。一系列技术准备工作保证了试压工作的顺利开展，使管道施工工作的系统管理水平得到了有效提升，促进了施工进度，得到了总承包商和业主的充分肯定。希望通过本文介绍，给其他类似工程以借鉴，以便共同努力，提高我国工程管理水平。