摘要：管道安装工作贯穿于整个项目的安装过程，对项目的进度起到至关重要的作用。近年来项目工期和质量要求越来越高，对管道施工科学化提出了很高的要求。为缩短工期，提高工程质量，大型施工项目特别是国际工程或涉外工程，业主或总包方都会要求管道进行工厂化预制。本文以我公司承包的某管道制造项目为实例，阐述管道工厂化预制与模块化预制的程序，希望能对以后同类项目有所指导。
关键词：工厂化预制；模块化预制；施工管理
1项目特点
1.1本项目提出了模块化预制的概念，为减少现场管段倒运，业主对包装内容提出了要求，要按照现场实际安装地点进行分箱装包，运输到实际安装位置后组对安装；
1.2由于本项目涉及长途陆运和海运，项目按照陆运限制对管段以增加法兰或预留焊口的形式进行分段，设计合适大小的包装框架或集装箱进行打包发运。
2施工流程
项目部技术交底→对设计图进行二次设计→二次设计管段图审核→按区域、体积、重量划分包装包并下发施工班组→管段切割下料→管段组对、焊接→无损检测→管段试压、吹扫→管段防腐刷漆→管段验收→管段按包装包打包固定→包装包装车发货。
2.1工作要点
2.1.1技术准备：
（1）包装包准备：使用SMARTPLANTSPOOLGEN软件准备管段二次设计图，按照现场管线的坐标，按照运输长宽高及重量限制，对管段进行分包，按包下发班组。现场材料领用→管段预制→预制件防腐→包装运输均以包为流转单位，便于施工。
（2）包装框架图纸及排布图准备：使用CAD对管段及管托按实际情况进行3D建模，设计合适大小的钢结构框架，将管段按空间尺寸排布到包装框架中，最终形成一个坚固，简单，空间利用率高的包装模块。
2.1.2管段试压及管段防腐
（1）管段试压时对管段进行试压前检查，避免管段预制错误或焊接件遗漏。
（2）管段流转按包装包为单位，严格对管段进行标识，标明管段号，包装包号。
（3）防腐过程中，按标识程序做好标识移植，避免防腐后管段标识丢失，无法分辨。
2.1.3包装框架的制作与包装
（1）包装框架严格按照包装工程师画的包装框架图制作，框架的强度，大小，使用材料，是项目部经过多次开会讨论、计算、试验选择的，主要材料我们采用了HW100*100的H型钢，工字钢I100*68，及槽钢[10，角钢L63*L63*4.5。管段使用U型螺栓固定，并在管段两端加固，防止位移。
（2）使用泡沫软垫和橡胶垫对防腐层进行保护，防止刮花面漆。
（3）为每个包装框架准备现场安装指导说明书，包含管段清单，管段排布图，和每个管段对应的管段图，保证管段、清单、图纸一一对应。
3管道安装中的BIM应用
3.1施工过程的直观指导
在对大型工艺装置管道进行安装之时，管线系统的施工必须要予以重视，每条管线系统要指定管道组来施工。利用3D模型来完成系统区分的工作，进而与管道组完成技术交底工作，将设备位置、管线走向、管架型式等予以明确，并对机具人员方面的实际需要予以分析，进而对施工的成本予以有效管控，并保证交叉作业协调到位。在展开施工之时，现场可能会出现意外状况，或是有些二维单线图并不是很清楚，此时就要对部位模型进行观察，进而选择恰当的施工方式，如此可使得问题得到有效解决，预判决策的实效性也会大幅提升，施工进度得到有效的控制。
3.2施工进度的直观反映
在对施工进度予以反映之时，常规的做法就是利用预制、安装的延长米，或是达因数来反映，但此种做法在直观性方面是较差的。利用3D模型，就能够将管线实体的整个情况清晰呈现出来。开工之时，先将全部的实体隐藏起来，进而依据施工进度来逐步取消隐藏，并将每天的进度报表内容展现在模型当中，这样就可使得工程进度变得更为直观。同时还能够对下阶段的进度控制予以有效分析，这样就可保证进度得到有效控制。利用BIM软件还可通过动画的方式将进度展现出来。
3.3高效的模块化预制施工
石化管线较为复杂，然而有些管线的管道主体以及支架是一样的，管廊当中多是如此。而传统的二维图在直观性方面是较差的，而且同类图纸是由数个管道组施工，管道组之间也没有沟通。因此利用模型来对同类管线予以整理，由一个管道组完成预制施工，这样可使得进度得到有效控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于石化工艺管道的安装来说，在设计、施工、运维等各个阶段均可将BIM技术予以充分利用，若想保证其更具实效性，还要确保硬件设施到位，专业人才满足需要，同时要对软件熟练掌握。
4管道支吊架施工应用
4.1管道支吊架的类型
①恒力支吊架。这种支吊架指的是在制定的行程内，管系上下位移或者说是垂直位移，当其在负荷不便的情况下，其负荷变化率为零。这种管系一般适用于垂直方向上位移较大的石油管道支吊架中，并且运用最多的当属恒力弹簧支吊架。②弹性支吊架。众所周知，弹簧往往具有一定的刚度，在外力作用下往往会产生形变或者发生位移。因此弹性支吊架在工作的时候，产生变形过程中，一般不会完全失去分配荷载，这样就能有效控制荷载的转移。在具体的布置中，一般将其设置在垂直方向上有热位移的地方，这样可以引起管道支点变位，从而减小整个过程中产生的应力。就目前来看，弹性支吊架主要有两种类型：恒力弹簧支吊架以及可变弹簧支吊架。③限制性支吊架。限制性支架适用于约束与限制由于热膨胀而导致的管系位移。寻找管系中适宜的位置安置限制性支架，可以掌控的支撑点的位移或者是某些方向的位移，促使管系的变形或者是位移向有利于热补偿或保护设备的方向发展。限制性支架可划分为固定架、导向架与限位架。
4.2化工管道支吊架应用要点分析
①不锈钢化工管道和支吊架间应该垫不锈钢垫板，以防碳钢和不锈钢触碰产生晶间腐蚀。②在离心泵的入口化工管道处，应该安置可调支架，假如有必要，可以依据应力分析结果再安置弹簧支吊架。③在进行吸入过程的往复式压缩机或者排除管道或者其它剧烈振动的化工管道时，应该独立安置管卡型支架，与此同时，在化工管道和管卡之间加上橡胶垫，用来增大管卡的紧固性。④低温化工管道（操作温度小于且等于零下20℃）的管架不适宜与钢结构直接地接触。
5管道工厂化模块化预制的优势
传统的管道预制一般都在施工现场进行，存在着现场条件差，受作业环境影响大，作业面分散等问题，管道预制实现工厂化后，有以下优势：
（1）在厂房预制施工作业面集中，材料易于管理，不易丢失；同时集中管理便于质量控制，保证质检人员检验覆盖到位。
（2）使用厂内自动焊机进行预制焊接，大大增加焊接效率，减少人力资源成本，提高焊接一次合格率。
（3）自动火焰切割机、数控机床、液压冲床等各种自动化机械的使用，减少增加预制精度，保证了预制质量。
（4）厂房内预制，可减少雨天或降低有风天气对施工条件的影响，避免因天气问题造成的质量事故。
（5）厂内行吊和龙门吊的高效使用，减少了吊车台班的浪费，减少项目机械费用。
（6）通过图样的细化设计（二次设计），可以发现和找出设计施工图中存在的缺陷，并在图纸的细化设计阶段得以解决，避免在施工过程中造成材料、人力的损失。
（7）不受现场条件的约束，即使是现场不具备管道开工条件，也可以实现同时同地的管道预制施工，最大限度的缩短施工工期。
（8）通过管道模块化预制，有利于预制管道的集中运输，可实现预制管道抵达施工现场后分区域组装。
6适用范围和局限性
（1）就目前常用的管材及管径来说，管道工厂化预制，最适用于DN50～DN600的碳钢、不锈钢、合金钢等不同材质管道的焊接预制。
（2）小于DN50的管道由于管径小，现场走向布置不确定性，一般不在预制厂预制。但通过模块化预制与单线图二次设计，提高了预制管道的准确性，可实现全场管道的预制施工。
（3）由于管道工厂化预制可实现不同项目的管道预制任务同时进行，因此可以适应不同规模大小的管道预制工作。但同时由于管道模块化的包装与运输成本较高，通常只适用于国外
安装成本较高或国内有特殊要求的工程。若是国内项目，则更就近找场地进行工厂化预制。
（4）对于有长途运输，工期短的项目，往往对设计水平要求比较高，若是图纸经常变更，对技术二次设计，材料，防腐，包装等专业都会造成较大的难度，若是现场附近采取工厂化模块化预制，运输难度低，有益于减少现场施工工作量。
7结束语
管道工厂化模块化预制在管道安装工程中的应用还处于初步发展阶段，前景十分广阔，但高水准的管道预制项目需要一套成熟模式化的程序，也需要专业负责和充足的管理力量，专业的二次设计团队是项目成功的关键，成熟的材料管理体系和文件控制程序是项目的后勤保障。管道工厂化模块化预制是今后发展的趋势，可以大大提高施工质量和施工效率，减少工期的同时也可以降低现场施工风险，达到“降本增效”的目的。
参考文献：
[1]王强.发电厂工程项目模块化建设与管理研究[D].华北电力大学，2015.
[2]黄群，段文伟，付俊杰，孙惠海，牛通彪，程云，王凯民，康海东，李兴旺，石建东，张爱军.企业面向功能的应急管理体系模块化建设与运行[A]..全国电力行业企业现代化管理创新5年经典案例集（《中国电力企业管理》2015年第一期增刊）[C].：《中国电力企业管理》杂志社，2015：4.
[3]王鹏.提升油田地面建设标准化管理水平的几点思考[J].化工管理，2014（02）：19.
[4]栾守文，高磊.浅谈苏里格气田集气站“模块化”建设[J].科技风，2012（18）：250.
[5]张国松.浅谈“标准化设计模块化建设”在长庆油气田地面建设工程中的应用[J].石油工业技术监督，2011，27（08）：39-41.
论文作者:杨明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
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