浅谈模块化施工和二次设计

浅谈模块化施工和二次设计

马 恺

中石化第十建设有限公司 , 山东 青岛 266000

摘 要：怎样高效率、短期、低成本、低安全系数去保质保量的完成石油化工建设，就成了目前施工单位共同追求的一个目标。最佳做法是实施现场预安装的模块化和现场作业的工厂化预制，将现场大量的安装工作迁移到工厂化的预制、预安装上来，降低施工现场工作量，以及安全系数。文章主要阐述化工装置管道预制模块化施工中的管道二次设计和管道预制。

关键词：模块化；二次设计；管道二次设计；管道预制；支吊架预制；管道二次组对；

1．模块化和二次设计概述

模块化就是将一个工作自上而下逐层分成若干个部分的过程，每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块组装起来就是一个整体，完成整个工作所要求的功能。模块化施工是一种现代先进的施工理念，项目大量的引入模块作业，可以更有效的利用各种资源，发挥其各自的优点，大大的缩短工期，产生良好的效益。模块化没有违背施工理念，依靠当今的先进技术，进行剖析、分项、优化，有局部小模块到大模块，逐步实现最大模块化。

二次设计就是在原来设计的基础之上，通过软件对图纸继续加深，最大化的满足施工的需要，更方便的提供各种数据和信息，减少不必要的人力、物力、资源等的浪费，可以弥补施工人员素质的缺陷，使施工水平和施工质量、文明施工达到一个更高的水平。

2．管道模块化和二次设计

2.1管道模块划分

管道的模块化施工主要分为四个模块：管道预制模块、支吊架预制模块、管道二次组对模块、管道现场安装模块。

2.2管道预制模块

管道预制模块就是将大部分焊口和组对工作，放在设备化集中的管道预制厂内进行，根据现场安装、运输情况可以适当加深焊口的预制深度，以减少现场焊口的焊接和组对的数量。这一模块是管道模块化的主要模块，又分为管道二次设计和管道预制两个部分，二次设计是基础准备，管道预制是实施阶段。

2.3管道二次设计

管道二次设计就是指工程项目开工前或过程中，根据业主或总包单位提供的中间文件，用二次设计软件生成符合管道工厂预制要求的，以及管道现场安装需要的单线图，建立管道材料信息库、管道焊口数据库等文件。

2.4武汉项目管道二次设计应用

武汉项目管道二次设计转化炉区、压缩区、急冷区、街区、全厂性外管等，生成图纸75733张，焊口号、管段号、下料尺寸等自动在图上一次生成，焊口数据、材料表同时生成。避免了大量技术员去做单线图的焊口标示、建焊口数据库、以及统计每条线的材料表等工作。经武汉项目实际应用，图纸准确率100%。

目前工程中管道工厂化预制已成为一种非常普及的模式，而管道工厂化预制的基础就是管道二次设计。现代化的管道预制厂必须配备高效坡口机、带锯机、自动焊机等硬件设施。然而仅仅具备这些先进硬件设施，不采用性能强大的设计软件和管理软件对管道预制进行强有效地管理，那么硬件效果无法发挥应有的效果。

2.5 管道预制

管道预制就是管道预制施工采用先进的工业化。标志是管道预制在现场或场外有固定的场地、建有标准厂房。根据管道的流程，合理进行平面布置，包括材料场地、管件库、办公室、休息室、道路、供水、供电、车间、焊接工位等。实现流水化作业，关键工序作业流水化，形成下料、坡口、组对、焊接作业流水线。在一个预制场地完成下料、坡口、组对、焊接、检验，把整个装置的管道全部预制完成。除了宽敞的厂房和天车外，均配置管道高速带锯机、高速坡口机、等离子切割机、管道预制悬臂自动焊机、半自动焊机、向下焊打底焊机。采用效率高的熔化极气体保护焊、非熔化极气体保护、焊埋弧焊，保证预制合格率达到99%以上。

2.6 管道预制特点

管道预制施工可实现同时异地进行管道预制，可以最大化的实现关键工序的机械化、自动化，机械设备利用率高，更有利于提高劳动生产效率，缩短总工期。便于管道的预制的质量管理，质量控制比较容易，质量易得到保证。管道预制作业环境好、条件好，可以全天候施工，减少高空作业。材料、管件、耗材集中管理，便于控制施工成本。配有专业化的管理人员和专业技能人员，采用先进的计算机辅助软件替代系统的人工管理，独有的管理模式，服务于企业，服务于项目。

2.7 武汉乙烯项目管道预制成果

本项目管道工厂化预制完成中低压管道焊接401500寸，合格率99.33%。超高压管道焊接10300寸，合格率98.78%。超高压管道锯床切割下料17500寸，坡口机坡口35300寸，提前15天顺利实现了预期目标。

2.8 武汉乙烯项目管道预制的实际应用展现的优势

1）改变了传统管道施工的思路；

2）管道预制和安装分成两个独立的工作；

3)材料的管理清晰、明白，减少了材料的混乱；

4) 班组现场材料库房可以取消或变小；

5) 管道施工阶段中，管道扫尾工作清晰和可控；

6) 现场文明施工管理由被动变主动；

7) 管道施工详细施工计划的实施性得到保证；

8）减少了现场扫尾工作的工作量，使按系统施工成为可能；

9）更有计划性和针对性，现场安装条件、管线材料状态、预制进度情况清晰可见，不会出现不确定因素；

10）管道安装进度可控性，通过项目部和预制厂的沟通，可以提前预知材料到货情况和现场条件具备情况；

11）管道安装力量安排的准确性，盲目安排和窝工现象不复存在；

12）管道安装施工工作量明显减少，组对焊接工作量减少50%以上；

13）施工班组人员省去统计材料，管线配料的工作，班长可把精力放在现场直接组织施工；

14）查尾项可变成统计尾项，试压扫尾容易一次结束；

15）现场文明施工，程序施工变为可行。

16）预制工段划分为下料、组对、焊接、成品工段后，明确了分工，形成了流水作业，提高了各工段的熟练度，提高了工作效率。

2.9支吊架预制模块

支吊架预制模块就是除了业主采购的成品支架外，剩余的需要施工单位自己制作的，采用集中预制，保证支架标准、规范，满足设计的要求。

2.10管道二次组对模块

管道二次组对模块就是在管道预制模块的半成品，继续加深预制，必须在方便加工、运输、吊装、现场安装的前提条件下。管道二次组对模块可以在预制厂进行，也可以在现场进行，一切以实际出发。

2.11管道现场安装模块

管道现场安装模块就是把已经二次组对好的半成品连接起来。相对于以前那种所有管线都在现场干的情况来说，现场焊接量少了，施工人员也少了，高空作业人员少了，文明施工也好了，整个可能见不到有多少人在干活，摆脱了环境给施工带来的不利影响。据以往项目统计，对于超高压，同规格、同材质的厚壁管来说，现场焊一个口，消耗的时间和人力是预制厂的3倍。

3.总结

从以上阐述来说，把以往的管道施工模块化，由复杂变简单，大量的施工任务由现场转移到预制厂，解决了现场不利的环境因素，使大量的先进设备能够用于施工，提高生产效率，降低了人工成本，减少了高空作业，抓好了现场的文明施工，提高了企业的形象和竞争力。模块化的实施缺少不了二次设计的辅助，。实施模块化必须对带来的经济效益进行评估和分析。采取模块化施工虽会提高制造成本、运输成本，但是会降低总的施工成本。不仅是管道专业，其他专业也可以实现模块化，只有各方面的利益得到保证，才能将模块化做的更好，二次设计的作用才会发挥的更加明显，才会给公司带来更大的效益。