法兰管理系统在海洋石油工程建造中的应用

王超众徐 庚吴 涛邢同超王 朝

(海洋石油工程(青岛)有限公司，青岛 266520)

0 引 言

近年来，法兰管理越来越受到国内外海洋工程项目的重视，无论是海洋平台、LNG大型管廊或核心工艺模块，还是各类FPSO项目，都非常关注法兰节点的紧固情况。法兰管理做不到位，在建造阶段容易发生泄漏，为试压气密工作带来潜在的危险，在投产阶段更易发生安全事故，所以法兰节点不但要做法兰管理，而且还要严格把控。

法兰管理的主要工作在于螺栓紧固，对于不同的节点，由于法兰、螺栓、垫片以及使用润滑油的不同，使得各节点需要采用不同的紧固方式，如使用力矩扳手或液压拉伸机，选择合适的紧固方式以后还要按照操作流程逐步施加扭矩或拉伸，每一个节点完成以后都要挂牌并出具报告。根据以往的经验，5 000 t的井口平台至少就有1 000多个法兰节点，万吨级中心平台的节点数量少则两三千，多则四五千，如何快速高效地帮助现场工人识别、选取螺栓紧固工具，帮助检验人员出具节点报告，帮助项目管理人员实时动态跟踪法兰节点的施工情况，本文提供了一个参考。

1 法兰管理系统

管线作为海洋石油工程的“经脉”，四通八达。设备处、阀门处和经常检修处等位置常使用法兰连接。法兰连接若处理不当则极易成为泄漏点，特别是对于运输高危介质的管线，一旦发生泄漏将造成极其严重的后果。法兰管理在此背景下应运产生，其最终目的是要确保管线的法兰节点在测试和运行期间无泄漏。

一般来讲，技术人员须根据项目具体要求编制法兰管理作业指导书。对于每一个法兰连接点，操作人员须按照指导书的要求装配法兰，检验人员根据指导书中量化的指标进行检验，合格后出具报告并对此法兰节点挂牌标识。在常规项目中，法兰节点数据、法兰节点状态等信息都是离线数据，没有标准化也没有动态跟踪。为实现法兰节点数据的动态跟踪和实时共享，本项目参与人员搭建了一个网页版的法兰管理系统，该系统可实现数据的上传下载、节点报告的生成、节点状态的实时显示等功能，其登录界面如图1所示。

图1 法兰管理系统登录界面

法兰管理系统的开发流程如图2所示。

图2 法兰管理系统开发流程示意图

2 法兰管理系统开发

系统开发前，开发人员须详细调研目标人员的使用需求。该系统目标人员为法兰管理工作的技术人员、操作人员、检验人员和管理人员，其中技术人员为系统提供基础数据，操作人员直接调取数据使用，检验人员须对数据进行二次加工、生成报告并标记节点状态，管理人员根据节点状态实时掌控法兰管理工作进度并据此安排工作。

需求明确以后，开发人员可开展界面设计、代码开发等工作。本系统后台利用Python下的Django框架实现，采用了MVC的软件设计模式。本系统采用的Django的版本为2.2，Python版本为3.6。系统前端框架使用了Bootstrap，它是基于 HTML、CSS、JAVASCRIPT 的开源工具包，简洁灵活，使Web 开发更加方便快捷。法兰管理系统的运行流程如图3所示。

3 法兰管理基础数据准备和报告准备

项目开始前，技术人员和检验人员须根据项目要求和业主要求制订本项目法兰节点数据模板和报告模板。

法兰节点数据模板应尽可能详细，包含施工过程中可能要用到的各种数据。一般来讲，法兰节点数据应包含以下内容：

(1) 节点信息： 包含法兰节点号、管线号、试压包号、管线尺寸、管线系统、管线等级等。

(2) 法兰信息： 包含法兰尺寸、法兰磅级、法兰类型等。

图3 法兰管理系统的运行流程

(3) 螺栓信息： 包含螺栓尺寸、螺栓数量、螺栓材质等。

(4) 垫片信息： 包含垫片类型、垫片材质等。

(5) 使用工具： 包含工具类型、工具编号、工具量程等。

(6) 紧固信息： 包含紧固方式、紧固值、紧固步骤、润滑情况等。

(7) 人员信息： 包含操作人员、见证人员、操作时间等。

数据模板制订的好坏会直接影响操作人员效率的高低，比如螺栓紧固方式和紧固值的选择，常规项目一般要求操作人员根据法兰管理程序中的要求进行施工，但程序内容太多，查询表格容易出错，现场操作起来也不是很方便。如果直接将这些内容统一到法兰节点数据模板中，则可直接提升操作人员的工作效率至少5%。

检验人员应根据项目的实际需求制订报告模板，模板应清晰明了，图4展示了一个法兰节点报告模板的示例(仅截取了部分内容)。

图4 法兰节点报告模板示例

4 法兰管理数据共享和报告生成

按照节点数据模板，技术人员根据图纸文件统计出项目中所有需要做法兰管理的节点，上传至法兰管理系统，相关人员可登录同一网站下载，实现数据共享。检验人员通过点击“下载报告”按钮可实现报告自动生成。节点数据上传、下载以及生成报告功能如图5所示。

图5 节点数据上传下载和生成报告功能

通过数据共享，技术人员、操作人员、检验人员和管理人员共用一套数据，可减少中间环节，避免数据混乱。保守估算，这套系统至少能为本项工作提升10%的工作效率。

在生成报告方面，本功能可直接节省检验人员一半的时间。按照传统方式，检验人员制作一份报告需要10 min，本功能为批量生成，节点数量越多效率越高。在实际运行项目案例中，有1 200条节点数据，使用本功能以后，每份报告的综合耗时减少为5 min，效率提升100%。

5 法兰管理节点状态实时掌控

法兰管理工作实施后，管理人员最关心的数据就是整个项目一共有多少个节点，完成了多少个节点。法兰管理系统通过对节点数据的状态判定，可自动判断节点完成状态，并可按组块、试压包、系统等筛选条件生成柱状图和饼状图，如图6所示。

图6 法兰节点数据的动态展示

通过该系统的数据收集功能，管理人员可以非常直观地掌握现场施工动态，节省与各方人员沟通的时间，为合理安排工作提供了良好的数据参考，进一步提升了项目管理效率。据估算，此项功能可提升管理人员至少10%的工作效率。

6 法兰管理系统应用前后对比

法兰管理系统应用前后对比如表1所示。

表1 法兰管理系统应用前后对比

7 结 语

法兰管理在海洋工程项目中的重要性日益凸显，在工程项目实际运行中，需严格遵循法兰管理程序，并对节点数据进行实时动态掌握。按照传统工作模式，需要人工处理大量数据，过程繁杂且易出错，亟需一套流程化、系统化的平台进行管理。本文从现场的实际需求出发，阐述了一种对法兰节点数据进行采集、录入、共享、跟踪的思路和方法，经过项目的运行和检验，提高了工作效率和准确度，值得推广。