韓慶國， 劉 淼 ， 鮑海平（.吉林夢溪工程管理有限公司， 吉林 吉林 30；.中國石油天然氣管道工程有限公司， 河北 廊坊 065000）

0 引 言

近年來，隨著“碳達峰”和“碳中和”在國家層面的提出，進一步促進了化石燃料行業(yè)的高質量發(fā)展，使化石燃料行業(yè)全面進入煉化轉型升級階段。在國家能源規(guī)劃的指引下，大型煉化項目走上大型化、基地化的綠色發(fā)展道路。未來幾年，石化行業(yè)仍將處于大規(guī)模建設階段。石油化工裝置的鋼制管道焊接量大，材質種類多、規(guī)格多，安裝工序復雜，質量控制難度大，涉及管子、管道組成件驗收、除銹防腐、加工預制、焊接、無損檢測、焊接后熱處理、管線無應力安裝、閥門安裝、支吊架安裝、管道強度試驗、吹掃及氣密等工序。依據(jù)SH 3501－2011《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規(guī)范》，管道又分八個等級，每個等級所對應的焊接工藝評定及工藝規(guī)程完全不同。在項目實踐中，以日焊接當量作為計劃管理參數(shù)的情況較為普遍，本文結合沿海某煉化一體化項目實踐情況，對石油化工鋼制管道工程焊接當量在計劃管理中的應用進行了較為系統(tǒng)的研究。

1 焊接當量的概念及作用

管道的焊接當量，又叫寸口、達因，是以管道直徑（英寸）數(shù)為基礎并考慮材質、壁厚等因素來計算和統(tǒng)計焊接工作量的一個基本單位，管道直徑為1英寸的一個基準焊口計為1個焊接當量。

在石油化工裝置的管道安裝過程中，焊接當量常用于表示管道的焊接工作量和焊工績效考核，本文闡述的焊接當量主要應用為其在管道安裝計劃管理方面的應用。

基準焊接當量是在設定的各影響因素條件下不需要進行折算（折算系數(shù)為1）的焊口。

本文所確定的基準當量的影響因素條件如下：材質為碳鋼；直徑為1英寸；壁厚≤8 mm；接口型式為對接；區(qū)域為預制廠；焊接方法為手工電弧焊。

2 焊接當量折算的影響因素

焊接當量折算的影響因素較多，如作業(yè)準備時間、作業(yè)難度、作業(yè)條件、作業(yè)方法、作業(yè)環(huán)境，甚至操作姿勢、連續(xù)作業(yè)時間、作業(yè)間斷時間、等待時間等，均可對焊接當量折算產生影響。為了便于測算，將這些影響因素具體總結為6類，即：材質因素、直徑因素、壁厚因素、接口型式因素、區(qū)域因素和焊接工藝因素。其中，焊接工藝因素可細分為焊接方法、是否充氬和是否預熱三個影響因素。

3 各影響因素的折算系數(shù)

折算系數(shù)是指在其他條件不變時，某影響因素下的實際焊接時間與基準焊接當量設定條件下的焊接時間的比值。如果基準焊接當量需要的焊接時間為1，由于某因素的影響使實際焊接時間變?yōu)?.2，我們就將該影響因素的折算系數(shù)確定為1.2。

由于涉及的影響因素較多，在進行計算時工作量會較大且繁瑣，因此，僅將焊接當量折算用于計劃編制和計劃統(tǒng)計時，部分影響因素和折算系數(shù)可以忽略或簡化。

某沿海大型煉化一體化項目，在計劃管理過程中僅考慮壁厚因素，取得了較大的效果。焊口壁厚在8 mm以下時，10個1英寸的焊口就是10個焊接當量，2個5英寸的焊口也是10個焊接當量。超過8 mm每增加2 mm加乘一個0.1的系數(shù)。

4 焊接當量的計算

根據(jù)管線壁厚和焊縫種類的不同，選取了以下加權計算公式：

裝置區(qū)的焊接當量＝管線總長度×0.127（修正系數(shù)）×管線寸口＋（彎頭數(shù)量×管線寸口×2）＋（三通數(shù)量×管線寸口×3）＋（法蘭數(shù)量×管線寸口）＋（大小頭數(shù)量×管線寸口×2）；

非裝置區(qū)的焊接當量＝焊口數(shù)（管線總長度/單根管線長度）×管線寸口＋（彎頭數(shù)量×管線寸口×2）＋（三通數(shù)量×管線寸口×3）＋（法蘭數(shù)量×管線寸口）＋（大小頭數(shù)量×管線寸口×2） 。

以上兩公式中的管線寸口即管線外徑的英制，只是1種外徑規(guī)格的管子計算方法，所有規(guī)格的管線均按以上公式計算，求和總焊接當量。

5 日焊接當量的確定

結合正在建設的某沿海大型煉化一體化項目的經驗值，即焊接總量1 300萬寸口，綜合考慮壁厚、材質、自動焊機、焊接區(qū)域、焊工熟練程度和無損檢測等因素，施工過程中，預制階段取每名焊工日焊接當量40個，安裝階段取每名焊工日焊接當量25個，預制深度達40%，高峰期為10月中旬至次年1月上旬（100 d），經初步估算，高峰期需要投入管道焊工4 400余人。公式為：全項目高峰期投入焊工數(shù)量＝［（總焊接當量×預制深度百分比）/預制日完成焊接當量＋（總焊接當量×現(xiàn)場焊接深度百分比）/現(xiàn)場安裝日完成焊接當量］/高峰期天數(shù)。

通過此項目實踐，達到較好的應用效果，全項目焊接當量約1 308萬寸口，實際投入管道焊工4 600余人，自動焊設備57臺，高峰期日完成焊接當量9萬余寸口，保障了管道焊接計劃目標的實現(xiàn)。

6 計劃編制

項目一、二級計劃由業(yè)主方決策層和管理層確定，業(yè)主執(zhí)行層組織承包商編制三級計劃。以管線試壓吹掃為目標，促進工藝管線成線為抓手，組織工藝管道施工，在工藝管道施工圖完成和管道組成件全部到場時，全面進入工藝管道安裝高峰期。根據(jù)總的焊接當量、焊接工期和日焊接當量，計算出焊工數(shù)量。公式為：每天預制投入焊工數(shù)量＝總焊接當量×40%/（110 d ×40焊接當量） ；每天安裝投入焊工數(shù)量＝總焊接當量×（1－40%）/（110 d×25焊接當量）。其中，根據(jù)某沿海煉化一體化項目管道安裝實踐，初步確定預制深度取40%。

依據(jù)計算結果，在計劃編制過程中，要求承包商投入焊工人數(shù)和焊機等，提前統(tǒng)籌焊工資源，達到計劃與資源匹配。

例如：120萬t/年乙烯裝置，焊接當量120萬寸口，高峰期110 d，實際需投入焊工371人。公式為：某裝置高峰期投入焊工數(shù)量＝［（某裝置焊接當量×預制深度百分比）/預制日日完成焊接當量＋（某裝置焊接當量×現(xiàn)場焊接深度百分比）/現(xiàn)場安裝日完成焊接當量］/高峰期天數(shù)。

7 計劃監(jiān)測

計劃監(jiān)測過程中，應按照日計劃關注每個工作包，細到作業(yè)面，全面監(jiān)測，嚴格控制每名焊工的日焊接當量，在每天下班前匯總焊工日焊接當量，確認無誤后，向決策層報告當日完成的總焊接當量和投入的焊工人數(shù)，計劃管理人員每日統(tǒng)計分析當日全項目完成的焊接當量。

通過分析日焊接當量計劃完成情況和焊工投入，來計算四級作業(yè)計劃是否能夠按照三級計劃完成。若計劃超前，則應分析焊工日焊接當量日計劃是否偏低，是否需要調整次日計劃；若計劃準確，則應考慮質量是否有所滑坡，是否因停工待料、焊工投入多而存在窩工現(xiàn)象；若計劃滯后，則應分析焊工日焊接當量是否完成過低，是否存在焊接水平差或焊工投入少的情況。通過計劃監(jiān)測工程量、焊工、自動焊設備數(shù)據(jù)偏差，做出量化的30 d趨勢分析（如圖1所示）。該趨勢圖是根據(jù)焊接工程量數(shù)據(jù)統(tǒng)計實際焊接進度和計劃進度并進行對比，計算偏差百分比形成的，為決策層提供真實決策依據(jù)；統(tǒng)計在一段時間內項目上的焊工數(shù)及平均日焊接工作量，幫助管理人員衡量人員資源是否滿足項目需要，有利于進度和質量管控。

圖1 焊工、工藝管道預制安裝30 d趨勢圖

參建單位結合趨勢偏差，統(tǒng)籌焊工資源，提前優(yōu)化焊接作業(yè)計劃，能夠實現(xiàn)焊工資源的合理調配。

鋼制工藝管道的焊接工作占石油化工裝置整體進度工作量的30%，且工藝管線材質復雜、壓力等級多、管配件多、介質毒性大，焊接工作量大。重點監(jiān)測管道的焊接工作，能夠確保質量和成線率。

8 計劃考核

項目進入工藝管道安裝階段后，應制定以工藝配管工程量的完成情況為主要考核依據(jù)的考核要求，綜合考慮項目總量及剩余工程量、施工難度、重要性、工期緊張程度、根據(jù)合同工期已完工程的執(zhí)行效果，進行基礎獎勵金額度分配。

工藝配管工程量考核以建設單位計劃管理部門按月核定并發(fā)布的月計劃工程量為考核基準，以各執(zhí)行層月末上報并經核定的工程量數(shù)據(jù)為考核依據(jù)；當月未完成的工程量，按比例滾動并分攤進剩余各月的應完成工程量中；當月超額完成的工程量，按比例在剩余各月的應完工程量中予以核減。工程量考核金核定原則如下。

（1）若某主項單元每月實際完成工藝配管量低于月計劃工程量的90%（含90%），則該主項當月的工程量基礎獎勵金不予支付，且每低于此基準1%，按照該主項當月基礎獎勵金額度的5%實施處罰。計算公式為：處罰額度＝（當月基礎獎勵金額度×5）×［（當月計劃工程量×90%－當月實際完成工程量）/當月計劃工程量×90%］。

（2）若某主項單元每月實際完成工藝配管量介于月計劃工程量的90%至100%之間（含100%），則不予處罰，且每超出月計劃工程量90%基準的1%，支付當月基礎獎勵金額度的1/9。計算公式為：獎勵金額＝（當月基礎獎勵金額度×9）×［（當月實際完成工程量－當月計劃工程量×90%）/當月計劃工程量×90%］。

（3）若某主項單元每月實際完成工藝配管量超出月計劃工程量，則支付當月全額基礎獎勵金，超出月計劃部分，按照超出部分占該主項考核期內應完工程總量的權重比例進行額外獎勵。計算公式為：獎勵金額＝當月基礎獎勵金額度＋［（當月實際完成工程量－當月計劃工程量）×考核期內基礎獎勵金總額×1.5］/考核期內應完工程總量。

（4）若某主項單元前期進度滯后，后期通過努力逐步追趕上進度計劃，期末對該主項的考核情況進行綜合核定，核定原則為：考核期結束，該主項最終完成的工程總量低于考核期內應完工程總量的95%（含95%），則前期發(fā)生的處罰金不予返還；考核期結束，該主項最終完成的工程總量超出考核期內應完工程總量的95%，則返還前期發(fā)生的部分處罰金并支付部分基礎獎勵金，最終核定的獎勵金額度不超過該主項考核期內基礎獎勵金總額。

9 應用方面

建設單位項目管理部門，通過焊接當量計算方法，能夠提前測算項目投入管道預制廠用地、倉儲用地、自動焊機和焊工投入數(shù)量、總體統(tǒng)籌、進度工期，同預試車、試生產深度結合，做到效益最大化，確保工藝管道焊接進度和質量符合要求。施工企業(yè)通過焊接當量計算方法，能夠結合企業(yè)的人力、裝備和技術水平，提前測算和鎖定焊工和自動焊接投入數(shù)量和計劃，提高工作效率，實現(xiàn)企業(yè)增收。

10 結 語

通過沿海某大型煉化一體化項目的研究與應用，探索了折算、統(tǒng)計和分析的方法，提供了較大的技術支持，較好地指導了工藝管道施工安排，保障了工藝管道計劃目標的實現(xiàn)，具有很強的指導性和適用性。