对LNG项目配管散件预制关键节点的控制

2022-03-11赵杰何飞宋永强杨群董济水

化工管理 2022年5期

赵杰，何飞，宋永强，杨群，董济水

(海洋石油工程(青岛)有限公司，山东青岛 266555)

0 引言

配管散件是指对管线起支撑、固定作用一类支架的总称。其主要作用是，支撑管线，防止管线系统位移，保持管线系统的稳定。对比国内海洋钻井平台，LNG项目尤其是大型LNG项目配管散件特点是重量大，类型广，数量多。以某LNG项目为例，配管散件重量2 300多吨，支架类型120余种，合计12万多套。所以，本文从重点问题分析、管理流程控制两方面对散件预制进行介绍，旨在为散件预制管理提供借鉴。

1 配管散件预制问题及控制

LNG项目常见配管散件种类，可分为管鞋、护板、冲径管、型钢支架、抱卡支架、导向限位几类，其中管鞋、护板、冲径管这三类散件数量占整个散件预制的60%。下文分析这三类散件典型问题及解决方案。

1.1 管鞋

LNG项目的散件预制，由于其种类多，设计时没有采用国内钻井平台常用的支架详图(每个支架的每部分有确定的预制尺寸)，而设计成支架典型图，根据典型图，可以确定散件类型和部分尺寸，无法直接按照典型图进行下料预制。所以在管鞋预制前，需要计算剩余下料尺寸。

以国外某项目管鞋为例，管鞋编号(S110X-D20-0500-0100)，如下图1所示，介绍管鞋下料计算过程。

图1 管鞋预制典型图

由典型图可知此管鞋由4块梯形立板和1块筋板和1块底板构成。典型图只给出管鞋底板中心与主管焊接高度为100 mm，梯形立板高度131.8 mm，其余高度未知，故需要根据计算与管线焊接筋板最高点高度。由底板高度、梯形立板高度、主管尺寸，再用放样软件算出筋板最高点172.61 mm，完成管鞋剩余尺寸计算，如表1所示，即可下料、预制。

表1 管鞋(S110X-D20-0500-0100)下料规格

1.2 护板

护板通常与管鞋或冲径管配套使用，即将护板焊接在管线上后再焊接管鞋或冲径管。达到支撑作用的同时也能保护管线母材。

预制时常出现的典型问题是护板弧度不足，无法覆盖管鞋筋板。造成这一问题原因是，LNG项目中护板由管线下料切割后，按照图纸角度要求加工而成。预制后的护板与管线焊接后，再和管鞋焊接时，由于管线切割后其内径变成护板弧长，管线存在壁厚差，按照典型图预制的护板弧长在焊接管鞋时，无法保证覆盖护板弧度管鞋筋板，也就无法起到支撑管线作用。

解决方案为：在护板使用管线下料时，弧长根据不同管径，在典型图所给的弧长基础上增加1°～3°，可保证管鞋筋板覆盖护板弧度。

1.3 冲径管

冲径管对管线起支撑、限位作用。常见问题为冲径管和弯头焊接出现间隙，典型图中冲径管中只有高度H(如图2)，此时冲径管无法预制。需要计算整体下料长度，解决方案如下：保证高度H和典型图一致，同时确保冲径管中心和弯头中心重合，以冲径管内壁最低点为基准点通过软件开始放样，保证冲径管外壁和弯头贴合完成放样，即可得出冲径管下料长度。

图2 与弯头焊接冲径管预制图

2 关键节点管理控制

大型LNG项目中，散件预制施工管理中几个关键节点包括：预制数据库、材料管理、质量管理、施工工序。

2.1 预制数据库

在LNG项目中，由于散件数量巨大，所以需要建立散件预制数据库(表2)，将图纸信息、现场施工数据整合，便于施工管理。数据库内容包括图纸中散件相关信息的录入，首先确保证图纸上基本信息要全部录入，包括图纸号、模块号、支架类型、层高等。其次，增加施工数据如散件焊接时间、喷涂时间、交接时间、安装单位、送货单、炉批号等信息，其目的是掌握单个支架施工状态。同时建立预制数据汇总表，便于数据汇总。通过预制数据库，既能掌握单个支架施工状态也能把握支架预制总体进度，如进度落后，分析原因后予以追赶。

表2 配管散件预制数据库

2.2 材料管理

散件预制的材料管理重点工作包括：材料下发管理和材质转移，以及材料过程控制。

2.2.1 材料下发管理

通常而言，模块建造中配管散件的预制先于管线预制及模块总装。材料是预制的关键，但盲目下发材料，既造成材料积压，也造成预制时所需要的材料未下发。所以材料下发遵循原则是，应先批量下发预制类散件材料，模块总装前在下发安装类散件材料。批量下发优点在于降低运输成本，同时也保证预制时能对一类散件进行集中排版下料，焊接，提高生产效率。

2.2.2 材质转移

材质转移是指与管线直接焊接的散件安装完成后需要报检，即需要原材料的炉批号。同一批钢材可预制大批散件，为实现散件原材料可追溯性，控制散件质量，需要预制时需要将原材料的炉批号转移到散件中。需要将原材料炉号信息转移到上每个支架上，通常做法是将炉批号直接转移到散件上。但是散件喷涂后，无法直接标记，则需要建立转移跟踪表：把材料按照不同炉号、批号材料进行标记如：A1、A2，B1、B2……预制时，将分类的标记转移到散件上，同时在喷涂前将相关信息录入预制数据库。对照材质转移跟踪表和预制数据库，可以完成散件可追溯性。

2.2.3 材料过程控制

配管预制散件材料，主要分为普通钢材如钢板、型钢和钢管材料。在材料管理中需要注意：(1)合理规划材料存储区，将不同材质金属材料分开存储，避免加速腐蚀；(2)不同材料等级管线材料需要隔离存放，避免污染；(3)建立材料台账；包括材料领取、排版下料使用情况、余料。项目结束后根据材料台账进行材料退库。

2.3 质量管理

在散件预制中需要严格控制质量问题，需要对焊接质量、散件尺寸进行控制。

散件焊接时最常见问题包括变形、咬边、气孔、漏焊；对于焊接问题需要加强过程控制，如控制焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等减少焊接可能出现的变形。同时，采取防变形措施达到控制焊接变形的目的。如控制管鞋变形时，先将两个管鞋底板点焊后，再进行其他部位焊接，可以极大减少管鞋变形问题。

散件预制尺寸必须满足图纸要求。散件设计时的目的之一通过散件调节管线，便于现场安装。所以必须严格控制散件尺寸。其中典型问题是控制冲径管尺寸，冲径管通常需要切割马鞍口，再与管线焊接。为保证管线和冲径管无空隙焊接，所以在预制前，先通过软件放样出合适马鞍口尺寸后再进行下料预制，就能保证焊接时无空隙。

2.4 施工管理

海洋平台建造及LNG项目通常的施工步骤是：先进行甲板片预制分层预制，预制完成后再进行吊装，最后结构封顶完成后，再完善其余各专业。同时保证每层甲板片吊装前，将每层甲板片大型设备、管线、支架吊装就位，以减少侧进。所以这就要求散件预制时制定合理的施工顺序。

2.4.1 预制顺序

针对LNG项目散件种类多，数量大特点，所以预制时要明确各类散件预制顺序。

由于在结构甲板片需要将大型管线、支架就位，所以散件预制的总体原则：先预制和大型管线直接焊接的管鞋、护板、冲径管和部分型钢支架，保证其在结构甲板扣片前就位，提高模块一体化效率；然后再预制结构甲板片扣片后需要的其他散件如：抱卡、导向限位等其他安装类支架。这样既减少散件加工单位散件积压，节省因为挑件、配送投入的人力，也能提高模块安装一体化率，减少安装人力、无力资源。

此外，在LNG项目中模块建造中，由于各模块众多、施工周期重叠，导致需求散件也会重叠，所以施工时需要结合模块的施工进度、甲板片扣片时间，制定散件施工计划，以保证满足各个模块总装散件需求。

2.4.2 配送管理

散件预制、配送、安装，这是散件的完整闭环。这不仅需求散件预制是满足质量要求，还需要保证及时高效配送到模块。由于散件是按照典型图设计，这样设计时方便、快捷，但是也造成了每个散件不具备唯一性，可能会出现现场施工散件的混用，不利于散件的施工管理，在预制需要确定每个散件的唯一性。所以预制时的通常做法是，根据典型图、图纸号、支架号进行编号，根据这三种信息就能确定支架的唯一性。同时将完成的支架编号进行挂牌、录入基础数据库中。无论是支架预制单位还是现场安装单位根据唯一的支架编号就能进行查找、跟踪。

另外，在配送时还需要注意：(1)每批送货前提前发出送货通知和电子版配送单，便于现场施工管理；(2)交接完成后双方确认签字，保证散件可追溯性。