姜 寧 李 林 許 濤 鄭春來

1. CNPC International Russian Corporation, Moscow Russian 117393;2. 中國石油工程建設有限公司西南分公司, 四川 成都 610041

0 前言

模塊化已成為當今十分流行的概念,大到大型工程項目建設,小到IT行業(yè)個人電腦乃至手機的制造,模塊化的理念已越來越深入到人類的工作生活中。工程項目模塊化建設的主要優(yōu)勢在于實現(xiàn)工廠內施工,可以有效規(guī)避施工環(huán)境及條件的影響,使工效最大化,更易于項目按計劃如期實施;可以分散建造,通過選擇多個模塊建造場地同時施工,進而縮短項目建設期;更易于質量控制,減少因質量問題造成的返工;對于發(fā)達地區(qū)的項目,可以降低人工成本,節(jié)約投資;對于環(huán)保要求嚴格的地區(qū),能夠降低環(huán)保投入[1-5]。

俄羅斯亞馬爾LNG項目作為目前北極地區(qū)最大的LNG上下游一體化項目,地處俄羅斯亞馬爾南坦姆貝氣田,天然氣儲量1.3×1012m3、凝析油儲量6.0×107t。項目采用APCI的C3 MR工藝技術,分三期建設，包含3條5.5×106t/a的LNG生產線,建成后年總產能將達1.65×107t LNG及1.0×106t凝析油。因項目所在地自然條件惡劣、無社會依托,故在啟動之初便選擇采用模塊化建設模式,由142個工藝模塊組成,總重量超過3.5×105t，其中最重的模塊達6 959 t,尺寸為43.65 m×62.4 m×43.5 m(長×寬×高)。

模塊化建設模式,利用工廠的技術和資源優(yōu)勢,實現(xiàn)裝置的工廠預制最大化,現(xiàn)場施工最小化,從而降低工程建設的風險[6]，而模塊化裝置工廠建造作為模塊化建設的重中之重,其建造管理十分關鍵。

1 HSE管理

HSE管理[7-9]非常重要,任何小的疏忽,都有可能造成大事故,對項目進展和公司聲譽都會有重大影響。模塊化建造項目的HSE管理是基于模塊廠的管理體系,融合了總包商、業(yè)主的HSE管理理念或文化,以程序文件的形式,指導、控制項目的HSE管理。通過這種融合,可建立:項目HSE管理委員會(各方高管)、高管HSE承諾、有效持續(xù)的培訓機制(管理人員和施工人員)、項目高層例行HSE巡視、制定獎懲機制(輕罰重獎)。HSE管理委員會為項目HSE管理提供指導；高管HSE承諾、體現(xiàn)管理層對HSE管理工作的重視,有效激勵中層及基層人員對HSE管理的重視和參與積極性；以退出機制為依托,建立有效持續(xù)培訓機制,不合格人員退出項目,培訓后重新上崗；輕罰重獎的獎懲機制可以減輕施工人員精神壓力,提高重視安全、參與HSE管理的積極性。

建造廠針對具體項目制定HSE管理方案和相應開工準備安全措施,并對HSE管理方案的針對性、合理性、可操作性和完整性進行審查評估。開工前建造廠應針對模塊建造危險源辨識和控制對施工人員進行培訓,讓施工人員了解模塊建造過程中,各項工序可能存在的危害、風險等級及控制、補救措施,避免安全事故的發(fā)生。

相對而言,建造過程中安全風險較高的作業(yè)包括:交叉作業(yè)、射線探傷作業(yè)、吊裝作業(yè)、腳手架作業(yè)、用電作業(yè)、動火作業(yè)、受限空間作業(yè)、試壓作業(yè)等。在建造過程中,應重點檢查建造廠針對上述作業(yè)的HSE管理,并留下檢查記錄。針對風險等級較高的工序,建議建造廠實行作業(yè)許可單和班前會制度,充分做好該工序的作業(yè)安全風險分析,以及相應的安全技術交底工作。

2 質量管理

模塊化裝置工廠建造是模塊化建設的關鍵環(huán)節(jié),也是項目質量管理的重中之重。為實現(xiàn)模塊化裝置的質量目標,建造階段的質量控制需要向上游的設計和下游的運輸延伸[10]。

2.1 設計核查

三維設計技術的進步,推動了模塊化技術的發(fā)展,使得裝置模塊化的全過程設計變?yōu)榭赡?。為更好地保證模塊化裝置工廠建造的順利實施,應重視建造廠對設計成果的核查作用。建造廠對設計成果的核查主要表現(xiàn)在以下兩方面。

第一,制定建造方案階段對三維設計模型的核查。該階段可以發(fā)現(xiàn)原設計模型中的不足、不合理甚至錯誤。通過提出合理的設計改進建議,減少建造過程中的整改,實現(xiàn)設計與建造轉化與融合。

第二,轉化加工圖階段對設計料單進行核查。該階段主要通過加工圖轉化獲得實際用料量,再與設計采購工程量進行對比,實現(xiàn)設計料單的核查。核查重點包括建造廠加工消耗量水平、特殊材料工程量、長周期材料工程量等。

建造廠作為設計文件的接受方和使用方,有義務對設計文件的質量進行必要的核查,問題發(fā)現(xiàn)越早,越有利于建造過程的質量和進度控制。

2.2 采購物資入廠檢驗

采購物資到貨的質量檢驗也是模塊化裝置工廠建造的質量管理重要環(huán)節(jié)。物資在建造廠的制造過程中和出廠驗收時都會受到嚴格的質量檢驗,保證發(fā)貨產品質量。產品經過運輸?shù)竭_建造廠后需要對到貨物資進行入廠檢驗,檢驗內容主要包括:一是檢驗到貨物資是否符合設計文件要求,從規(guī)格、型號、材質等多方面進行檢查;二是檢驗到貨物資的外觀質量,包括感觀質量、接口尺寸等;三是檢查到貨物資的隨貨資料,對重要的質量證明文件和試驗報告進行查閱。

物資在建造廠通常進行分類倉儲保管,而對物資入廠檢驗一般進行分區(qū)管理,可分為待檢區(qū)、檢驗合格區(qū)和檢驗不合格區(qū)。根據檢驗結果,將到貨物資放入指定區(qū)域,并納入出入庫管理。只有檢驗合格區(qū)的物資才可納入建造過程領料計劃中。

2.3 模塊預制及組裝管理

模塊化裝置工廠建造包括鋼結構預制、管道預制、組裝及儀電安裝、絕熱防腐等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)的質量控制與監(jiān)督均按照制定的質量檢測計劃(ITP)進行。管路系統(tǒng)的質量控制重點包括焊接工藝、無損檢測、熱處理、水壓試驗等;鋼結構制造控制重點包括尺寸控制、變形控制、無損檢測等。整裝模塊各片甲間的安裝組對是質量控制的重點與難點；而拆分模塊的底層單體模塊組裝定位控制是重點。預制管道的組裝主要做到合理制定組裝方案,實現(xiàn)管路系統(tǒng)的無應力組對焊接,管路通過系統(tǒng)壓力試驗保證建造質量。檢驗儀電安裝和絕熱防腐應符合安裝設計要求,儀電安裝后應進行必要的單點測試,保證安裝質量。

2.4 成品保護管理

模塊化裝置建造過程和發(fā)貨前的成品保護也是建造質量管理的重點。整裝模塊和拆分模塊都避免不了各工序的交叉作業(yè)和上下層的同時作業(yè)。后道工序實施前和實施過程中都需要對前道工序的成品進行保護,制定保護措施和監(jiān)督手段,避免返工造成的質量缺陷和進度影響。模塊化裝置在建造廠完成最終的出廠驗收(FAT)后,為保證運輸安全,也需要采取必要的包裝保護,如管道端部保護、結構臨時支撐保護、氮氣保護等。

3 進度管理

模塊化裝置工廠建造進度管理,首先應制定合理的建造進度計劃,確定建造進度的關鍵路線和里程碑進度節(jié)點;其次制定適合項目進度監(jiān)督的手段,定期對實際進度進行檢測,如進度報表、進度曲線，并定期將實際進度與計劃進度進行對比,掌握進度的偏離情況;再次就是對進度偏離進行分析，一是關鍵路線的進度是否出現(xiàn)滯后影響整體進度，二是非關鍵路線工作進度滯后是否改變關鍵路線,對整體進度產生影響，三是進度提前是否有利于項目質量及費用控制，四是關注進度偏離對里程碑進度計劃的影響；最后針對分析結果,結合項目實際情況,制定合理的進度糾偏措施,包括人力資源、機具資源、工作時間調整等措施。

3.1 設計文件交付

設計文件包括采購技術文件和施工圖,設計文件如期交付是模塊建造進度的有力保證。一方面,模塊設計方應按進度如期完成相關設計文件;另一方面,建造廠作為文件的接受方,也應關注設計文件交付進度,動態(tài)更新模塊建造設計文件交付進度表。對影響建造進度的設計文件交付提前預警,及時通過總承包方協(xié)調,獲得批準的設計文件。對于已經延期交付的設計文件,提出建議措施和后續(xù)糾偏方案,如調整施工順序、改變施工方法,必要時采取各工序交叉作業(yè)等措施,提高建造與設計的適應性以確保建造進度。

3.2 采購物資交付

采購物資交付是模塊建造進度控制重要環(huán)節(jié),在項目整體進度編制過程中,需要核實、分析物資采購周期能否滿足建造進度的需要,或者說根據物資合理的采購周期判斷整體進度是否合理。采購物資進度管理可按類別進行分析,包括對模塊建造方案或工序有重要影響的大型設備,如塔器、重型設備,其交付時間往往對模塊建造的里程碑時間有影響,交付進度需重點管理;供貨周期較長的自控設備、動設備和特殊材質設備,是完成整個管路系統(tǒng)及儀電系統(tǒng)安裝的關鍵,往往在進度計劃的關鍵線路上;對系統(tǒng)組成有重要影響的大宗物資,如閥門、特殊管件等,對工藝模塊管路系統(tǒng)的組裝有重要影響;對于供貨周期短、市場常見的通用材料,則稍微關注即可。

3.3 模塊建造進度

模塊建造進度需要關注鋼結構預制進度、鋼結構組裝進度、管道預制進度、管路系統(tǒng)組裝進度、儀電安裝進度,對于拆分模塊還需要關注拆分包裝工作周期。鋼結構預制及組裝進度中應重點關注防火涂料所需時間和整裝模塊各片甲組裝進度,通常防火涂料受天氣影響干燥時間較長。管道預制及管路系統(tǒng)組裝進度應重點關注大口徑厚壁管的預制進度、焊縫熱處理、系統(tǒng)組裝以及壓力試驗工作,其中壓力試驗由于HSE管理要求不能交叉作業(yè),在管路系統(tǒng)較多時,持續(xù)時間較長。儀電安裝通常與管路系統(tǒng)組裝交叉進行,單點測試需要一定的時間。而對于拆分模塊,由于儀電系統(tǒng)相對精密,在拆分過程中的成品保護時間相對較多。

4 結論

本文通過對俄羅斯亞馬爾LNG項目模塊建造的HSE管理、質量控制和進度控制三個方面，對大型LNG項目模塊化裝置工廠建造管理要點進行了闡述,主要結論如下:

1)模塊化裝置建設特點決定了工廠建造過程存在交叉作業(yè)、射線探傷作業(yè)、吊裝作業(yè)、腳手架作業(yè)、用電作業(yè)、動火作業(yè)、受限空間作業(yè)、試壓作業(yè)等諸多高風險作業(yè)工作,識別風險,制定預案，進行必要的安全技術交底,開展作業(yè)許可單和班前會制度都是HSE管理的要點。

2)模塊化裝置工廠建造的質量管理應圍繞設計文件核查、采購物資入廠檢驗、模塊預制及組裝和成品保護管理四個方面開展,以項目編制的《質量計劃》和ITP文件為依據,按工序逐項檢驗監(jiān)督,確保建造的整體質量。

3)模塊化裝置工廠建造的進度管理除關注鋼結構預制與組裝、管道預制與系統(tǒng)組裝、儀電安裝外,還應重點關注設計文件交付和采購物資交付進度。通常進度計劃中關鍵路線物資的交付進度是造成模塊建造進度滯后的重要因素,在進度的動態(tài)管理中應重點控制。