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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 项目/工程管理 > 第十一节--管道工厂化预制
1第十一节管道的工厂化预制一、管道预制工厂的背景、概念和意义现代石油化工建设工程,正呈现出装置大型化、施工规范化的特点。长期以来,我国工艺管道制作安装模式,主要以“现场预制+安装”为主,边预制边安装,谁预制谁安装。对管件的所有处理工作,诸如划线、下料切割、坡口加工、组对、焊接、热处理、无损检测等,都是在安装现场完成,以手工作业为主。一般来讲,安装现场的条件比较简陋,生产效率低、劳动强度大,并受制于气候条件,要达到较高的生产效率和质量水准,相当困难。用自动焊代替手工焊,是改善管道预制质量、提高工作效率的根本手段,但自动焊机要充分发挥其高效率,必须要有焊接辅助设备和物流输送系统的支持,以构成一个通畅的焊接流程;焊接流程的连续运行,还需要相关系统的支持,因此,构建一个以焊接流程为中心的硬件支持系统和管理平台,就形成了一个管道预制工厂。管道预制工厂,是面向大型工程和长期市场而建设的真正意义上的工厂,工厂的原料是:管子和管件,产品是:管道预制件。它具有正规的厂房设施、先进的生产设备、完善的物流系统和独立的管理机构,实现了管道预制机械化、自动化、专业化,大大提高了生产效率和质量水准。工厂化预制的原则是:尽可能提高管道预制深度,需要焊接的管件接头,尽可能多地在工厂内焊接。但产品预制深度的确定,应考虑到运输和安装的方便,因此,单线图需要合理拆解。预制工厂,生产效率很高,始终处于动态运营状态,需要处理庞大的物流、信息流,协调原料供应与产品营销,必须建立起独立的管理机构,配备专业管理人员和岗位工人。工厂的独立运营,使得管道预制与安装在时间、空间和组织上彻底分离,改变了传统的施工流程。项目部与工厂之间默契的配合,将会给工程质量和作业效率带来根本的保证。二、管道预制厂的平面布置及说明1.工厂平面布置和生产线物流依据“以人为本”,降低劳动强度,提高工作效率和产品质量的指导思想。采用平行移动和流水作业的方法,进行工厂平面生产工艺的布置。2.工厂平面布置:(详见图一,管道预制厂区域工段总平面图)管道预制工厂平面布置依据流水作业和材料的特性,总体考虑设置十八个区域工段,另外还从发展和完善预制厂功能的方向出发,预留布置卷板钢管制作加工区域和阀门试压区域。(1)管材、配件成品管段(线)的储存共布置七个区块,其中仓储一区为碳钢管材仓储区;仓储二区为不锈钢管材仓储区;仓储三区为已经处理(除锈、防腐)后的碳钢管材仓储区;仓储四区为碳钢管配件仓储区;仓储五区为不锈钢管配件与焊条焊丝仓储区(包括焊条烘培);仓储六区为碳钢成品、管段、管线仓储区,仓储七区为不锈钢成品管段、管线仓储区。仓储一区、二区、六区、七区可以根据碳钢、不锈钢预制加工的体量随时调节使用。(2)预处理区布置二个区块:预处理一区为抛丸除锈和喷涂防腐区;预处理二区为喷砂除锈和手工防腐区。(3)下料加工区布置三个区块:下料加工一区为碳钢、不锈钢手工操作切割下料和坡口打磨区;下料二区为碳钢机械切割与坡口区;下料加工三区为不锈钢机械切割与坡口区。(4)组焊区布置二个区段:组焊一区为碳钢管材组对与焊接区;组焊二区为不锈钢管材组对与焊接区。(5)加工区布置二个区块:加工一区为套丝加工(加工设备不固定可以根据需要移动或随时布置)。加工二区为管材钻空区。(6)后处理区布置二个区块:后处理一区为碳钢管段焊接热处理探伤检验与焊接返修区;后处理二区为不锈钢管段焊接热处理、探伤检验与焊接返修区。3.车间生产线设置与设备布置(1)车间生产线设置:根据现代化化工装置、工艺管道的特点,一般均由碳钢管道和不锈钢管道二种材质组成。管道预制厂设置碳钢和不锈钢二条生产线,把厂房车间分为二跨,在靠近厂外主干道的一跨设置一条不锈钢生产线,在另一跨设置一条碳钢生产线。当碳钢管道预制量大时可利用不锈钢生产线进行预制,反之当预制工作全部为不锈钢管时,只要对管子传送线与工位组焊胎具稍做处理(防止不锈钢管与碳钢接触渗碳)可利用碳钢生产线进行预制。(2)车间生产线设备配置与布置:(详见图二,管道预制厂主要设备平面布置图)车间生产线设备配置和布置应保证满足管道预制厂的年生产能力(万寸/年)和流水作业生产工艺的要求。24.预制工厂生产线物流(管材、管件等运输、移位、输送):详见图三:生产线物流(材料管件输送)流向布置图。三、工厂的产品方案基本功能为管道预制,原料为金属管子、焊接管件、焊接阀门、螺纹管件、螺纹阀门、管道支吊架材料、管道底漆等,焊材由工厂采购或用户提供。工厂产品为管道预制件,如果需要,可以进行管道模块化预制出厂。34出厂的产品完成无损检测,并附带管道预制单线图和质量证明文件。预制的管道材质,主要包括:碳素钢、低合金钢、合金钢、不锈钢等。采用了多条流程的优化设计,生产线对钢管的兼容性很好。管道直径适应范围可以达到Ф60-610mm(2-24),管道壁厚适应范围从理论上可以达到1.6-60mm,单根钢管长度可达10m,预制件长度可达到12m。在易于运输、方便安装的前提下,应尽可能提高预制深度,主要以杆件形式为主,进行适当深度的2维和3维组装。原则上纵向长度不超过10米,横向长度不超过2米,如果安装前需要进一步增加预制深度,可在安装现场设置平台进行的组装。出厂前的预制件,黑色金属管道涂刷底漆一道至二道,管口采用塑料封盖封闭,法兰面加胶合板或橡胶板封闭,按规定格式进行编号标识。以单线图为昀小单位整齐堆放,批量移交。法兰连接的阀门等,因在运输中容易损坏,可在安装现场附近的二次组装场地进行组装。四、PDSOFT(软件)应用与施工图深化1.使用PDSOF软件对设计院设计图纸进行深化(1)使用PDSOFT软件后,在图纸上可以直接看出直管段下料尺寸由于目前国内设计院设计的图纸尺寸标注都是从中心到中心,两配件之间的直管段无法从图纸上直接获知,传统做法是完全依靠施工人员测量已经收到的配件实物长度,然后把图纸上标注的尺寸扣除配件长度,从而得到直管段的长度。很明显设计院设计的蓝图或ISO图是达不到预制和施工要求,集中下料就要求图纸深化部必须使用PDSOFT配管软件对施工图纸进行二次设计,生成可以预制和施工的管段图,同时对管段的预制安装过程进行管理。传统施工工序由于要测量实物长度,这样就大大制约了下料的速度。(2)使用PDSOF?r软件后,可以进行集中下料,提高了下料速度和原材料综合利用率由于受到要测量实物长度的限制,传统在管道施工过程中都是逐根管线单独施工,各施工班组各自下料,比如班组甲使用下来的短料班组乙正好需要,然而班组乙又使用整根原材料去下一段短料,造成班组甲的短料无法在本工程中使用造成浪费,这样就使得原材料极大浪费。施工平面图或IS0图通过PDSOFT软件的二次深化设计,可以有效地解决下料效率速度和原材料综合利用问题,并且能够提高预制效率。设计院施工图通过PDSOFT软件深化,深化成管道工厂化预制用管段图,在管段图上PDSOFT软件能详细标明各配件、各段直管的几何尺寸,施工人员不再需要测量实物尺寸,直接按照PDSOFT软件自动生成的管段图下料。不仅大大的缩减了下料人员和时间,并且可以集中下料,为工厂化预制的流水线作业创造有利条件;不再像传统施工那样按管线来下料,正因为有了PDSOFT软件自动生成的管段图,下料时就可以按照原材料的长度来决定套料管段,再加上是集中下料,这样产生的无法再使用的短料长度就大大减少、短料的数量也明显降低。2.PDSOFT软件操作程序(1)建立含管件和阀件几何尺寸的数据库经过PDSOFT软件二次设计后生成的图纸之所以能详细标明各配件、各段直管的下料尺寸,奥秘就在于PDSOFT软件有一个存放图纸上使用到的各配件几何尺寸的数据库,该数据库创建好后,PDSOFT软件生成图纸时就把配件的长度直接自动从管段中扣除。因为配件制造标准不同,配件的几何尺寸就存在差异,所以数据库需要根据每个工程使用的配件制造标准创建,每个工程设计时,都有一个管线等级表(管道预制前必须要求设计院提供管线等级表),同一管线等级中所有的管线使用的配件都是同样的制造标准、同样的标准壁厚;这样数据库建立起来比按管线就减少了大量的工作。(2)建立管线三维空间模型和ISO图纸生成数据库建立好后,就可以使用PDSOFT二次设计软件对施工图进行深化设计,由于PDSOFT采用的是CAD的平台,建立管线三维空间模型和用CAD绘制三维空间模型图没有任何实质性区别,操作上也没有什么难点,模型建立好后软件会自动生成二维ISO图。其主要功能和特点如下:A、只要在三维空间建立管线模型,就可以全自动生成二维ISO图,是国内外市场上唯一采用三维方式绘制ISO图的软件;B、可以从ISO图全自动生成预制管段图,并自动进行标注及自动生成预制管段材料表;C、提供与PDSOF'I、管理系统软件进行数据交换的接口;D、提供接收PDS、PDMS等设计院设计软件的管线数据接口;E、可以将预制管段设计信息导出并导入到PDSOFT管理系统软件中。五、管道预制加工工艺1.管道预制基本流程如下:图纸转换材料检验钢管除锈涂刷底漆测量切割坡口加工产品出厂无损检测热处理三维组焊填充盖面组对打底2.工业装置中常见的钢管制造标准多达十余种,材质多种多样,定尺长度:3-12m,管径:Φ6-2540mm,壁厚:0.25-75mm,单根钢管的重量:0.2-10000kg,可能的昀短管段长度大约30mm,昀长管段可能是整根管子,技术参数具有很大的跨度,而每一种参数和各种参数的组合都对生产线产生重大影响,原料、半成品和成品差异巨大,因此很难用一条生产线兼容所有的条件,为此,必须面向实际,首先剔除小概率参数,在确定一个合理的参数范围后,进行适当的分类和合并,进行规范化处理,为实现机械化、自动化作业创造条件。3.工厂设计时,既要提高生产效率,又要节约建设投资。针对石化装置工艺管道的特点,对管道的材质、直径、壁厚、长度、接头、管件等因素进56行了科学统计和分析,将预制生产划分为几个主要流程:Φ60-610mm(2-24)黑色金属管道流程;Φ60-610mm(2-24)不锈钢管道流程。以上划分基本涵盖了工业装置中管道,而每个流程都有不同的特点,采用不同的预制方式。其中Φ60-610mm(2-24)黑色金属管道流程是关键流程,是工厂的主线,布置在碳钢车间;Φ60-610mm(2-24)不锈钢管道流程是第二个重要流程,任务量相对较少,但对环境有特殊要求,故布置在不锈钢车间。基于上述特点划分,现将各区工艺分述如下:Φ60-610mm(2-24)黑色金属管道流程,约占总体预制工作量的80%左右,为工厂中的主要流程,自动化程度昀高。采用通过式抛丸机对管子外表面进行除锈,半自动化高压无气喷涂底漆;采用“V”型动力辊道实现管段连续水平传送,采用滚架及专用翻转机构实现管段的分拣与转移,高速切割坡口机切割坡口;管件输送采用电动或手动平车,预制件车间运输采用轨道式平车;焊接工位采用不同类型的组对变位机、可移动升降小车等专用焊接辅助设备,实现机械化组对,手工氩弧焊打底;管道焊接采用CO2气体保护自动焊、焊枪位置固定,管子相对旋转,始终保持昀佳焊接位置;管道预热采用便携式中频预热设备,管道退火使用远红外线热处理设备,程序化控制,并实时生成电子文档;无损检测使用X射线机和γ射线源,配合灵活的平车和转胎,以提高工效;成品预制件将统一标识,保护法兰密封面,封闭端口,按照单元、管线号规则堆放,顺序出厂。Φ60-610mm(2-24)不锈钢管道流程。水平输送系统与黑色金属生产线类似,但使用了不锈钢隔离材料;组对设备与黑色金属生产线类似,只是增加了氩气保护工装;焊接设备以氩弧焊和CO2气体保护焊为主,管子旋转,焊枪固定,2D&3D组焊时,采用轨道式自动焊机,管子固定,焊枪旋转;其余系统,如:车间运输、无损检测、热处理等,与黑色金属生产线共享资源。当不锈钢生产线空闲时,该生产线可以预制黑色金属管道4.在工艺管道的安装过程中,还有一些工作量特别少,也无法采用自动焊来焊接的异形管件,只能采用手工焊接方式,为此我们把这些异形管件的组对与焊接工作也专门放在手工预制场来完成。六、产品出厂管道按施工图
本文标题:第十一节--管道工厂化预制
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