摘要：21世纪以来，石油天然气需求不断增加，勘探开发技术不断进步，油气开采区域从陆地转向海洋，从温带转向极寒极热等自然环境恶劣区域。随着勘探范围扩展，对环保要求和安全保障条件提出挑战，油气田地面建设面临的安全环保压力越来越大。传统的构件式工程建设模式已经难以满足发展需要，模块化正是在这一背景下发展起来的。本文基于模块化施工在油气工程质量管理中的应用展开论述。
关键词：模块化施工；油气工程；质量管理中的应用
引言
伴随国家“一带一路”倡议的推进，国内工程公司纷纷向国际化转型，在海外承包更多工程建设项目的同时，所面临的挑战也越来越大。属地人工成本过高、物资材料匮乏、政局不稳定、外汇风险高等都成为国内工程公司在执行海外项目时所面临的“拦路虎”。
1模块化施工定义及发展
与传统施工相比，模块化施工是更加科学、更加先进的施工技术，其将工厂或装置根据工艺和功能划分为不同的模块，在制造厂进行深度预制和组装后进行检验及预组装，将划分好的模块发货至施工现场，同时在现场平行开展土建基础工作及地下设施工作。基础施工工作完成之后，模块同时运抵现场，就近卸货，直接完成安装工作。在模块化建设模式中，模块化设计是整个项目的灵魂。相较于传统施工，模块化建造在设计阶段考虑得更加全面。因为模块化建造项目需要不同的设计思路，在总图布置、设计规划工作组织等方面都需要统筹规划。模块化设计能够使制造厂的制造、安装、测试和预调试最大化，在保证质量的同时，可以降低施工费用以及确保现场安全。模块的设计需要统筹整个工程建设，不仅要满足工艺流程及操作的要求，也需要考虑后续的模块预制、组装、拆分、包装、装卸、运输及现场安装等工作，同时还应该体现传统建设模式下厂区的安全生产、日常操作和检修、事故逃生等方面，对模块进行全面的策划和设计，为项目顺利开展提供有力的技术保障。在国外工程建设领域，尤其是在发达国家和地区，模块化施工已有将近70年的推广历史，目前已在一些国际知名跨国石油公司的工程项目中得到应用，如埃克森美孚(ExxonMobil)、康菲(ConocoPhillips)、壳牌(Shell)等。但是直至20世纪90年代，模块化施工才真正开始在我国油气工程中应用。
2模块化施工特点
模块化施工是一种先进的施工理念，它的先进性在于引入了模块化作业，将复杂的装置系统划分成若干个模块，每个模块完成一个特定的子功能或者适合分项的单一结构，而将各个模块按工艺要求组装起来，完成整个装置系统功能的过程称之为模块化施工。（1）安装简单。模块化设备到达施工现场后，现场只需按照图纸进行简单组装。（2）施工时间集中，安装周期短。厂家供货的模块化设备，一般会集中发运至现场，现场的安装施工相应集中，利于施工生产安排，一般情况下安装周期也较短。（3）现场调试时间短。模块化设备大多在出厂前已调试过，部分出厂前未调试、联校的撬块设备也可在厂家售后服务人员到达现场后，在较短时间内完成调试，因此大大缩短了现场调试所需的时间。（4）安装工具专业化。由于模块化设备的专业性，要求在施工时必须采用特种的专业工具，大部分工具必须由厂家指定或提供。（5）对施工人员要求较高。模块化设备高度集成化，部分模块化设备需在厂家人员的现场指导下安装、调试；现场施工人员需清楚模块化施工的重点和难点，提前制订技术措施。
3石油化工建设项目模块化施工技术的施工特点
(1)将模块化施工技术应用到石油化工建设项目中后，降低了工地上的危险系数，确保了工人的安全性，并使石油工地建设工作变得有条不紊。(2)与此同时，模块化施工技术超越了时间与空间的限制。在石油化工建设项目中，模块化施工技术能够确保各项工作的同时开展，降低了项目的完工时间。另外，模块化施工技术能够降低石油化工建设过程中的资源浪费，使得在施工的过程中，能够始终贯彻“可持续发展”的理念。同时能够节约在施工的过程当中所占的面积比例，扩大了施工的空间，也为相关工作人员提供了良好的工作环境。
从而在石油化工建设的各项工作进行当中，使各项工作能够高效且有效的进行，从而使工地上的项目完成质量得到了很大的提升。(3)石油化工项目模块化施工技术的推广，使工地施工工人的工作时间减少了，使他们高工作业的危险系数也降低了。与此同时，模块化施工技术在提升了施工的工作效率时，使石油化工项目的施工过程朝着更加专业的方向出发。
4模块划分
模块的划分需要基于一定深度的三维模型，模块划分与设备、配管等专业交叉，是模块化设计的重点。模块划分的设计要点包括：1）满足工艺流程和操作要求。合理划分设备和管道位置，满足工艺流程要求，同时兼顾操作及维检修的需求。2）结合运输线路、重量和尺寸等运输限制条件，确定模块大小，同时考虑现场机械吊装能力。3）考虑模块的功能完整性，每个模块尽可能包含所对应的P&ID上的主要系统和辅助系统，并尽量以阀门、仪表等法兰连接件的法兰作为模块分界面。4）模块内的设备、管道及其他部件应该紧凑布置，同时考虑模块的平衡性，确保模块中心与几何重心偏离在合理范围内，确保模块运输和安装过程中的稳定性。5）相邻模块间设置公用操作、检维修通道，减小模块尺寸。
5软件在石油化工行业模块化施工中的应用
目前，在炼化工程领域主要应用于钢结构、工业炉、设备组焊、包设备、撬装设备等专业。趋于国家环保政策，越来越多的石油化工装置生产线需要升级，面对激烈的市场竞争环境，在最短的时间内建成并投入使用，从而取得经济效益是每一个投资者的初衷。利用先进的软件技术，将模块化施工在工厂预制、虚拟建造，与现场同步甚至提前，这样就能保证现场和工厂化同时施工，各个专业之间，尤其是土建专业和安装专业之间互不影响，待到土建交安之时，安装专业按照事先策划方案对装置内模块化进行安装，以节省大量时间、人力、物力，创造极大的经济效益。纵观石油化工建设近几年日益盛行，项目管理中专业软件也是层出不穷，主要专业化施工管理软件有PDSOFT管道软件和TeklaStructures钢结构软件，虽然在模块化施工的设计和施工过程管理过程中已经起到了不可磨灭的作用，但石油化工建设专业全面，牵扯土建、钢结构、管道、设备、电气仪表、脚手架工程等各个专业的交叉联锁，仅仅依靠各个专业软件的支撑不能总览整个项目建设。基于BIM的虚拟建造技术应用，BIM模型从质量管理、进度管理、安全管理、投资控制等方面模拟分析项目建设管理需求及重点。其中，在设计阶段，利用BIM技术对初步设计方案进行优化，减少方案中的错漏碰缺，降低施工耗损，模拟结构构件的吊运、安装顺序，以验证设计方案的施工可行性，以期在施工阶段的施工方案定制、进度安排、施工场地布置等方面，尽最大可能实现“零碰撞、零冲突、零返工”，从而大大降低施工成本，减少资源浪费与安全问题，切实指导施工。
结束语
随着世界工业的发展，对油气资源需求的逐渐增大，国内外油气田工程也逐渐向大型化方向发展，且对油气田工程建设的工期也提出了更加严格的要求，传统的粗放型施工方式已经不能满足施工要求。为提高油气田工程建设速度和质量，美欧等工业发达国家几十年前已经开始致力于油气场站工艺设计标准化、系列化和模块化的研究。模块化是产品标准化和系列化的延伸和发展，作为现代标准化建造技术的前沿和核心，模块化施工的优势正日益凸显，已经成为解决大型油气田工程高效化施工问题的关键技术。
参考文献
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