海洋工程中高压管线信息追溯系统的建立与应用.pdf

34中外船舶科技船舶设计与建造2023年第2 期海洋工程中高压管线信息追溯系统的建立与应用田皓文，陈建邺（青岛港引航站，山东青岛266000)摘要：与普通管线相比，高压管线的制造对材料选用、施工工艺、人员操作等方面的技术要求更高也更加严格。通过构建信息化追溯体系，可对高压管道制造进行全过程的质量管理控制，既能有效提高制造过程中各个环节的一次检验合格率，又能降低相关材料及人工成本的投入。关键词：高压管线；信息化；追溯体系；质量管理；质量控制中图分类号：U673.35文献标志码：A管路是连接船舶各个设备系统的关键纽带，为确保船舶各类系统的正常运行，必需对管道进行压力实验。在海洋工程项目中，高压管线在整个管路系统占比高达40%，因此更需要对其进行压力实验。2 0 0 3年6 月颁布的特种设备安全监察条例中明确规定：压力管道和锅炉、压力容器、起重设备并列为不安全因素。由于高压管线的高压特性，管道材料应选用专用的碳素高压无缝钢管或者不锈钢耐酸无缝钢管，以及符合规范要求的玻璃钢管等。相较于普通管线，制造高压管系对材料的选用、施工工艺、人员技术等要求都极为严格 2 。由于船东对高压管线存在的风险因素及全过程质量管理等特别关注，使得高压管线信息化追溯系统的建立和应用已成为海洋工程项目中必不可少的一环，在使用此追溯系统后可减轻管理监控工作，从而可减少工作量。本文中以FPSO为例，介绍了信息化追溯系统在高压管线质量管理领域的应用。1高压管线信息追溯系统的建立1.1材料来货信息追溯系统的建立目前，较为完备的材料来货信息追溯系统的建立，主要是由于高压管线及管附件选材的高标准性，以及前船项目中所发生的在对后期焊缝跟踪时，无法追溯材料的来货批次、规格型号、炉批号，以及证书丢失等情况。通过建立管材管附件的来货信息管理系统，可在来货阶段做好材料的检验梳理工作，并可在后续工作中做好跟踪追溯工作。1.2内场预制信息追溯系统的建立内场预制信息追溯系统由合格焊工、Line-QC、现场报验这3大信息管理系统组成，但与材料来货信息追溯系统相比，还有很多地方需要改善。建立该系统是为了能在内场阶段更好地管理合格焊工和Line-QC，以及更好地梳理报验工作。通过该系统管理合格焊工，大大提高了焊接的一次合格率，从而有效降低了材料成本。通过该系统管理Line-QC，也有效地减少了质量部门在该阶段工作的繁琐性，检验员与Line-QC协调将现场的报验项目先经Line-QC处自检合格后再向检验员提交外检申请。通过该系统管理现场报验，使得现场报验工作的信息化追溯能力也得到了很大提升，可在报验系统中获得任何现场工作所需要的信息1.3分段预晒装信息追溯系统的建立在分段阶段建立信息追溯系统的目的与内场阶段相似，都是为了保证施工过程的质量，防止漏报、作者简介：田皓文，助理工程师，研究方向为海洋工程质量管理。35中外船舶科技船舶设计与建造2023年第2 期错报报验项，防止焊接口、法兰口发生质量问题，及时整理所有报验工作所涉及的信息，以便为后续的焊缝跟踪和完工工作做准备。1.4总段连接信息追溯系统的建立在一定程度上分段是总段的基础，只有分段基础打好了才能顺利地进行总段连接。但是在分段阶段总会有各种原因导致的问题拖延至总段阶段甚至更后续的工作中。在未建立总段信息追溯系统前，常会因为需要消除前道问题而反复进行设计变更，导致焊缝跟踪需要更改或重修编写，而这些都会对整个项目的施工进度和交付时间产生影响。在建立了该追溯系统后，前道问题的消除和跟踪效率得到了较大提高，1.5试压包信息追溯系统的建立试压包报验可分为查线、打压、吹扫、复原4个大项，由于全船有将近上千个试压包，因此报验工程量巨大。为防止试压包报验项目出现漏报、错报、重报等情况，建立了试压包信息追溯系统。在试压包打压之前，检验员和船东还需要对试压包的焊缝跟踪及探伤跟踪进行核查签字。目前，通过使用该系统能高效地管理该阶段的工作1.6完工文件信息追溯系统的建立完工文件包括项目由始至终所有的报告、跟踪、试压包等。若没有一个系统对其进行集中整合，则很容易造成报告的丢失。因此，建立了完工文件信息追溯系统，通过文控管理员编制的完工文件进度看板追踪完工文件的完成程度2高压管线信息追溯系统的应用2.1材料来货信息追溯系统的应用高压管系到货后，通过采购部相关采购员通知相关检验员与船东进行来货检验，由检验员将采购员递交的材料信息、来货证书等重要文件整合到系统中，并由管系专业对应质量管理人员进行来货信息的跟进与更新。应用该信息追溯系统后，检验员整合管材规格型号、证书的效率得到大大提升。检验员可通过关键词（日期、报告号、材质、等级）查询所需的来货信息，做到从源头上追溯管理高压管线和管附件，确保所有管材符合规范要求2.2内场预制信息追溯系统的应用高压管线内场预制阶段是较为重要且管理十分复杂的阶段，而焊接又是高压管线制作过程中最重要的一个环节，因此基于内场预制信息追溯系统构建了三位一体焊接质量管理控制体系，其中三位是指焊材、焊工和焊接工艺。在采用三位一体焊接质量管理控制体系后，前船项目频繁出现的焊接问题以及报验项目时经常发生的漏报错报等问题得到了改善。通过焊接质量管理控制体系可对焊材的储存、领用、发放各个环节进行系统记录，对焊材的存取进行确认以保证焊材的质量。此外，在内场预制阶段还建立了合格焊工管理系统、Line-QC管理系统和现场报验管理系统等。2.2.1合格焊工管理系统合格焊工管理系统是管理具有焊接合格证书工人的数据库，通过结合区域合格焊工张贴共享，以及对每一道焊口实施实名制“信息栏”监控，可杜绝焊工无证上岗、越位焊接等问题的发生。质量检验部门根据焊工姓名、焊工号、焊接位置等信息筛选出对应的焊接工人，再根据焊口处实名制信息栏确认该焊工是否具有符合相关要求的焊接资质。对于焊接资质符合要求但焊接成品多次出现质量较差情况的焊工，检验人员有权吊销其焊工证并责令重考。在内检、外检、巡检过程中，可通过该系统追溯焊工的焊接资质和焊接能力，尽可能减少焊接质量问题的出现。在检验中检验人员会依托张贴的焊接工艺（W PS）督促焊工每一道焊口的焊接过程都按焊接工艺规定操作，以此来提高整体焊接质量和探伤合格率。2.2.2Line-QC管理系统Line-QC即现场部门的专职质量控制人员，他们是检验员的助手，必须由经过考核获得资质的现场管理人员担任。Line-QC管理系统是质量部门的核心系统，贯穿整个施工项目的始终，且在每一项检验过程中的作用都相同，其管理流程如下：（1）Line-QC考前培训；（2）LineQ C考试；（3）合格发证；（4）注册系统；（5）对应项目安全技术交底；（6）报验系统培训；（7）分部分项工作安排；（8）Line-QC的激励与约谈。在后续执行试压包焊缝跟踪工作时，Line-QC也起到了巨大作用。由于焊缝跟踪工作量巨大，质量部检验员可以通过该系统将任务准确分配给对应的Line-QC,将试压包追溯到其对应的Line-QC。如此庞大的工作量能顺利完成要归功于检验员与Line-QC的协作，以及该系统对诸多Line-QC的高效管理。2.2.3现场报验系统不仅Line-QC需要掌握现场报验系统，其他员36中外船舶科技船舶设计与建造2023年第2 期工也需要掌握。但除上述Line-QC所要掌握的内容外，现场报验系统还包括全流程的详细设计图纸和生产设计图纸，以及所有报验项目的编号和清单。其操作流程见图1。开始Line-QC按照编号顺序进行内检申请并附加对应清单否QC内检确认重新内检是QC提交内检结果QC提交外检申请QC外检确认提交船东，次日进行外检查留下意见现场整船东外检拒绝接受改后，重新提交结果登记报验接受/带意见接受形成报告保存系统结束图1现场报验系统操作流程2.3分段预晒装信息追溯系统的应用在分段预装阶段中对高压管线的管理主要分为高压管线的安装和高压管线外场焊口的焊接，在该阶段会再次用到现场报验系统、Line-QC系统和材料来货系统等。在经过材料来货系统和现场报验系统的协调操作后，检验员能通过系统中的图纸，确认所有管材和管附件的安装位置与安装要求。在应用这些系统之前，检验员只能通过设计部门的图纸初步了解检验项目，现在则可以通过现场报验系统初步了解检验项目。此外，检验员可通过Line-QC上传到现场报验系统中的清单追溯分段管附件、管材安装的准确性。对于高压管线的安装管理，为避免现场工人因错误施工导致材料损耗，造成大量材料更换的情况发生，可建立施工培训体系，将管附件、垫片、法兰、接地等管路安装要求规范化、标准化，并通过培训考试对每位现场员工解读和宣传管路安装各个环节的施工要求，通过现场模拟实操，规范施工人员的施工操作流程，加强作业人员的技术能力。检验员在检查过程中会发现许多实际存在的问题，因此在分段阶段，质量部门就应进行实时跟进更新，成为后续项目改进的依据。通过领导作用和P（策划）D（实施）C（检查）A（改进）建立分段预装阶段的信息化追溯系统，持续地改进更新并运行该系统 32.4总段连接信息追溯系统的应用总段连接阶段是船舶项目的重要组成部分，在该阶段需消除船舶高压管线在分段阶段未能及时处理的意见，利用意见管理系统每周跟进尾项意见消除进度；此外，质量部门会提前整合试压包资料，包括后续高压管线系统各个试压包的WTR（焊缝跟踪）、NDE探伤报告等，防止出现因缺少材料文件而导致工作不能连续进行的质量问题，由此能够在试压包阶段更高效地完成工作。因此，在此阶段还建立了意见管理系统、焊缝跟踪系统和探伤报告管理系统。2.4.1意见管理系统意见管理系统能为检验员提供检验依据和参考实例。检验员可以根据现场报验系统中船东留下的意见为依据重新检验，通过与船东共同检验或接受船东委托的形式拍视频取证后让船东消除意见。那些未能解决的意见会保存在系统中，已被解决的意见也会以船东签名的形式保存在系统中，以防管理人员忘记2.4.2焊缝跟踪系统焊缝跟踪系统贯穿总段阶段和试压包阶段，是高压管线信息追溯系统的重中之重，其主要作用就是通过整合系统信息追溯每一道焊缝的始末。在总段阶段，检验员会协调设计获取所需的试压包纸质版文件，并妥善保存电子档文件；得到试压包后检验员需仔细认真核对试压包内容，包括安装图纸、管系清单、小票图等，如有差错应在第一时间与设计核实并纠错改正。由于试压包焊缝跟踪工作量巨大，为防止焊缝跟踪未完成，施工人员为防止错误的再次出现，可要求凡涉及高压管路的试压包须全部在试压包查线阶段前完成焊缝跟踪，由检验员与Line-QC共同协作分工完成。Line-QC完成的焊缝跟踪须由检验员核对无错后再交由对应管系船东核查审批，审查合格后再交由探伤船东核查审批，两位船东都审批合格签字后由检验员整理归档。尽管一直在不断地改进优化焊缝跟踪系统，但目前该系统还未37中外船舶科技船舶设计与建造2023年第2 期能实现自动生成跟踪文件的功能，而这是该系统最重要的功能体现，因此应继续对其进行改进。2.4.3探伤报告管理系统探伤报告管理系统主要为焊缝跟踪系统服务，其主要作用就是确保能跟踪每道焊口的探伤信息。高压管线的探伤要求为：外径 7 5mm的对接焊缝要10 0%进行射线探伤或相控阵探伤检测，角焊缝要10 0%表面探伤；外径7 5mm的焊缝可抽取10%进行相应探伤检测。通过建立探伤报告管理系统，并与焊缝跟踪系统结合，整合所有需要探伤的焊道、焊接施工人员和探伤操作人员，将探伤工作细化到每一道口，避免出现纸漏。通过系统还可以统计焊工焊接的一次合格率，为焊工重新培训考核和焊缝跟踪提供数据支持2.5试压包信息追溯系统的应用试压包检验阶段会用到现场报验系统、焊缝跟踪系统、探伤报告管理系统以及Line-QC管理系统。在报验试压包之前，分区域并确定对应的部门和劳务队，以此来确认对应的LineQ C以方便报验。此外，质量部门会对现场管理人员、施工人员、班组长以及LineQ C做好项目开工前的交底培训，确保每个区域的每个系统都能按照查线报验、焊缝跟踪合格、打压报验、吹扫报验、复原报验的顺序执行。查线报验相当于检验员对前期项目的复查。由于在分段阶段和总段连接时大部分管道都已经安装连接齐全，仅有小部分因未到货或者其他原因无法安装连接，所以需要通过查线检验再一次复查该试压包区域是否完整。由此进一步体现了建立意见管理系统和现场报验系统的必要性：在经过长时间跨度的工程阶段后，仍然可以通过系统和数据库再次追溯管线安装的完整性打压报验是建设工程项目中所说的压力实验。由于高压实验测试是超负荷检测，检测环境的危险系数较高，因此需要一次性、高要求完成高压实验检验工作。在试验前需要先准备好压力计、温度仪各两个，打压设备一台，将设备的使用状态、标件数据及证书录入系统，方便所有需要执行打压实验的部门查阅借用合格的打压设备。针对打压实验的流程，系统还整合了打压时安装的截止阀、排气阀、盲板等，以便生产部门统一借用，从而大大减少了压力试验的准备时间和检验时耗。吹扫报验就是将管线里压力试验所残留的水或者油通过高压气体吹扫干净，保证所有试压包管线内没有任何杂物复原报验是试压包检验前3个阶段的收尾工作，主要包括：检查试压包安装管线是否完整、检查所有泵和阀门是否安装错误、检查所有试压包系统是否都进行了压力试验、检查所有需要做焊缝跟踪的系统其跟踪是否都已签字确认、所有试压包吹扫报告是否都已签字完成等。以上检验都已确认签字后，复原检验亦可找船东确认签字。复原报验的完成也是通过各个系统的相互协调与配合，给施工和检验人员提供了不少便利。2.6完工文件信息追溯系统的应用完工文件即在项目完工后交船前，提交给船东的一份电子版和一份纸质版交船文件，包括从开工到完工的所有检验报告、证书、焊缝跟踪和试压包等。质量部门对完工文件的管理也要归功于对信息追溯系统的应用。使用系统整理归档可解决纸质报告易丢失等问题的发生，同时通过编制的完工文件进度看板可进一步追溯整个项目中文件审核的难点和重点。完工文件的顺利提交也得益于对各个信息系统的建立与应用，保证了后续项目的施工质量，降低了共性质量问题复现的比率。3结语通过建立并应用高压管线信息追溯系统在一定程度上解决了FPSO建造过程中的难点，但在系统的运营和操作上依然需要人力维持，没有真正成为只需人为监控就可实现的自动化管理系统。为实现高压管线信息追溯系统的自动化，建议新建一个网站服务器，将追溯系统中的各个子系统集中，并通过编写对应的程序将检验员所需要的报告、文件和图纸对号人座并自动生成，无需检验员自己编写或整理，从而做到真正的自动化运行。参考文献：1中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T20801压力管道规范工业管道S.北京：人民出版社，2007.【2 韩熠，黄曙光.FPSO发展现状及趋势分析J.化学工程与装备,2 0 194）：3丁士昭.工程项目管理【M.北京：中国建筑工业出版社,2 0 2 1.