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电缆预裁工艺在海洋工程中的应用论文

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  关键词:海洋工程;电缆预裁工艺;应用

  0引言

电缆预裁工艺在海洋工程中的应用论文

  近年来我国的海洋工程数量逐步增多,规模逐步扩大,由于此类工程的特殊性,在建设施工期间的电缆需求量巨大,电缆质量、供应等关乎海洋工程的建设效率与效益。随着技术的进步,电缆预裁工艺逐步出现且在许多海洋工程中都有成功的应用案例,对提高项目质量、节约施工成本具有重要的意义。但因为电缆预裁工艺的复杂性,在具体应用中还存在诸多的工艺难点。为在海洋工程中凸显电缆预裁工艺的优越性,相关人员在当下及未来需持续创新电缆预裁工艺,形成完善的工艺体系。

  1电缆预裁的优势

  结合项目经验,6万~10万吨常规船的电缆敷设量较大,达到了8万~10万米,由此可见海洋工程的电缆敷设量更大,一般的海洋工程,如自升式钻井平台,其电缆敷设量达到了30万米,这种情况下的工程量庞大且参与主体多,不利于施工作业的高效开展[1]。而电缆预裁的优势明显,具体表现在以下几个方面。

  1.1科学统筹地分配管理电缆

  海洋工程的规模庞大,其对电缆的需求量异常高,为保障工程顺利完成,一般由多个分包商或者一个分包商带领多个施工组分区域敷设电缆。大部分情况下需进行电缆分类,将同一规格型号的电缆集成到专业的电缆滚筒上,而此时若干个施工组需进一步细分电缆,将其进行再分配,此过程中存在一定的成本浪费[2]。这也对其他分包商的进度干扰较大,项目进程缓慢,而且首批敷设的分包商完成电缆敷设任务的时间、其他分包商的电缆损耗等无法动态跟踪。但利用电缆预裁工艺能顺利解决上述问题,有关人员可在项目实施的过程中根据需求合理分配和管理电缆。

  1.2最大限度地利用电缆

  原先海洋工程项目中所用的电缆现场敷设裁切方法会造成电缆浪费严重,而电缆预裁能最大化利用电缆资源,这得益于规范且合理的前提生产与设计。电缆现场敷设裁切的计划性不足,再加上相关人员未从整体角度做好统筹工作,使现场工作效率、效果由现场工艺、人员素质、管理制度等决定,在不确定因素下电缆造成非正常浪费。如在现场的电缆作业中,有关人员未根据项目情况确定所需电缆的长度,后续电缆滚筒中剩余电缆的长度较小,无法被用于工程建设。

  2电缆施工存在的问题

  海洋工程中电缆施工为关键任务,其敷设难度大、技术要求高。但受限于传统的施工工艺等限制,电缆施工主要存在以下问题。

  2.1电缆设计

  电缆施工之前的设计工作尤为重要,如在设计方面未考虑过多因素,将导致设计方案的合理性不足,后续依此方案组织施工作业时常常难以达到最佳的施工效果。海洋工程电缆存在下面设计问题,如:设计深度不足,未细化内容;存在大量的计算工作,人工计算时有错误;电缆更改,已经采办或者敷设的电缆,长度或者规格等与施工要求不一致。

  2.2电缆敷设施工

  电缆敷设施工的要求高,为达到最佳的施工目标,有关人员需严格执行行业规范与标准,开展规范化施工作业。但在一些海洋工程的电缆作业中,一些人员对施工技术规范的了解不足,或者参与施工作业的人员专业素质偏低,他们并未掌握电缆施工的技术流程、操作规范,在施工中经常更多地关注施工的便捷性,而未从施工质量、安全、效益等方面考虑。

  2.3电缆质控管理

  电缆质量是海洋工程中需关注的重点方面。一些人员在海洋工程的电缆施工中,更为关注施工工艺、流程、施工效果,但存在对电缆质量把控不严、电缆进场和施工作业之前未组织专人检查与验收等问题,导致电缆性能等达不到要求,影响了后续的施工作业。

  3电缆预裁的可行性分析与研究

  电缆预裁工艺具有便捷性、经济性的特点,目前很多海洋工程中都采用了此工艺。通过该工艺与其他工艺的高度配合,可大大提升电缆施工水平。但电缆预裁工艺有其特定的适用条件,要分析电缆预裁的可行性,应从以下方面来判定。

  3.1生产设计图纸

  设计图纸时如继续采用人工模式,耗费的时间较长,且频繁修改也增大了工作量。而在当下信息化条件下的工程设计,设计人员可引入信息技术辅助设计。如利用Tribon软件,该软件具有三维建模优势,只需要在模型中导入关于电缆工程的信息,即可自动设计,依据最终的设计方案可开展电缆预裁。此设计方式下电缆预裁基本可达到施工要求,为此,大部分专业的设计单位几乎都能实现电缆预裁。另外,在具体的工作中很多操作都可由软件来完成,而当下的技术下软件越发多样,且很多软件都有多样化功能,借助这些功能可完成自动化优化、调整,得到三维图纸,使图纸内容更为细化和直观,辅助实际的设计与施工作业[3]。

  3.2施工队伍

  现阶段大部分船厂的电仪生产任务均由本厂员工完成,这些企业在长期的工作中逐步积累了在设计、生产、管理方面的丰富经验。虽在施工工艺、整体协调、技术水平方面还存在一些不足,但通过专业化组织与管理可大大提高保障工作效果。为此,技术部门通过技术管控、现场管理等,基本能为电缆预裁创造条件,并在长期的工作中逐步在内部组建专业化团队,使每个团队成员发挥其专业优势,在后续的施工中严格遵循设计图纸要求,不得盲目操作。

  3.3电缆到货情况

  海洋工程中的电缆预裁工艺是否可行,同样与电缆到货情况存在直接关联。一般来说,物资部门负责记录物资到货情况,而电缆能否在预裁之前全部到货,关乎工程效率、质量。根据大量的施工经验,一般电缆到货率在90%以上的情况下才具备预裁条件。物资部门在项目中应结合电缆需求等,与供货单位等做好沟通,保障供货的及时性,并需确保电缆质量。

  3.4电缆预裁的设施及场地

  如在项目中委托电缆厂家进行预裁,对设施、场地等的要求低,不需专门配备设备、处理场地。反之,如委托厂家来预裁,出厂时企业需给厂家支付电缆裁切期间的设备、人工和场地等费用,且因为需确保电缆厂家一样,此方式使用不多。从这些方面,船厂在长期的项目中应逐步建立自己的电缆预裁人才团队。海洋工程中如自行实施电缆预裁,对设施和场地的要求较高,相关单位需结合实际的施工需求配备一定数量的电缆滚筒和其他专业化设备,如齿链式无级变速卷扬绞车机、电缆滚筒集群支架、叉车等。

  4海洋工程中的电缆预裁工艺

  4.1电缆预裁工艺流程

  4.1.1设计阶段

  电缆预裁的复杂性高、专业性强,为保障相关工作的顺利进行,在前期的工作中有关人员应综合三维模型、上级输入文件,编制电缆清册,将此作为预裁依据。清册中以三维模型、上级输入文件为参考,形成内容完整、可行的电缆清册,其中包含电缆编号、型号、所用设备、安装位置等详细信息。

  电缆滚筒清册的编制应参考行业规范,且必须由专业人员来负责。这些人员在正式编制之前,应详细掌握工程要求,整合大量的信息完成建模,得到电缆模型,以三维化方式呈现结果,依据效果图调整其中的细节部分,从源头上减少设计问题。

  (1)电缆清册中的内容繁多,包含起始终端设备的位置信息,同步整合了电缆托架规格书、设备厂家资料等中的信息,依据信息集成结果得到电缆路径,在专业软件内建模,通过模拟、协调选定电缆路径,确定每一个的路径节点。

  (2)电缆生产厂家在向企业供应电缆材料时往往需同步提交关于电缆材料的生产厂家、生产资质、质量验收证明、质量合格证书、技术参数等文件,有关人员需整合这些资料并绘制表格,完成数据分类与提取,在已建好的模型中适当调整电缆的相关参数,如各电缆的弯曲半径,再由专业人员总结其在项目中的经验,优化电缆敷设系数。

  (3)以前期创建的节点信息作为基准,结合每一区域内的特点,确定电缆路径敷设顺序,从而编制出更为完整的电缆路径节点图。在实际的工作中应注意在达到基本标准的前提下适当控制路径节点总数,否则,一旦节点数量过多,将增大后续的施工难度,影响施工效率。根据模型中编码后的穿舱件尺寸、定位等条件,有关人员需编制穿舱件布置图。穿舱件的类型繁多,具体的工作中有关人员需得到穿舱件的数量、类型、型号等,提前综合诸多因素预制护管、采办符合要求的MCT,精确确定护管、MCT的位置并完成开孔,减少后续作业中现场开孔情况[4]。在完全确定了穿舱件的全部信息及敷设顺序后,有关人员还需定位MCT上的电缆,借助专业工具保障定位的精度,生成MCT电缆排布图。

  (4)依据前期已经得到的电缆输入模型、电缆敷设系数,控制单根电缆敷设长度。结合大量的工程经验,单根电缆敷设长度=模型输入长度×(1+路径中包含的电缆敷设系数)。

  (5)以前期所获得的资料、数据为基准,参考行业规范,立足项目本身编制电缆滚筒清册。

  (6)参考前期形成的电缆滚筒清册,开始电缆预裁,完成裁切的电缆分区域、分类型存放,严格遵循敷设顺序。

  4.1.2施工阶段

  目前很多海洋工程中,虽工程企业积累了丰富的施工经验,但施工人员的专业素质参差不齐,他们在参与项目时常常不能严格执行行业规范、工程标准,在项目中存在不规范施工情况,后续经常需返工,不仅浪费了工程资源,延误了施工进度,也使企业蒙受了较大的经济损失。以海洋工程中的电缆敷设为例,由于部分人员的专业素质偏低,他们并不熟悉电缆敷设的相关标准,在现场有各种不规范操作情况,部分电缆存在扭绞,增大了质量风险。因此,任何海洋工程的电缆敷设前后都需要做好整体把关:(1)电缆的敷设任务开始前,不同部门、岗位人员应完成安全、技术交底,确保参与到项目中的每一人员可熟悉技术流程、操作要点,在后续的施工作业中可严格执行图纸要求,避免因对图纸理解错误而引发的施工问题。(2)区域预裁时的要求高,操作不当可能影响整个施工作业。具体的操作中相关人员应参考电缆滚筒清册统筹安排各项工作,不仅需规范应用裁切工艺,还需要监督施工人员的操作,确保这些人员规范完成电缆预裁,也需合理调整滚筒预裁流程。(3)施工过程中保证电缆敷设顺序的正确性,参考图纸中的详细信息来敷设,并在敷设任务结束后安排专人来检查,及时发现并处理问题。(4)由专人在现场实施动态化监管,已完成敷设的电缆应及时提交并反馈数据,技术部门在接收到这些信息后需调整有关参数,为同类型项目实施积累经验。

  4.2电缆预裁对比

  目前很多船厂在采办阶段进行了电缆预裁,在此条件下由厂家按整体打包并供货。结合实际经验,如为首船的相应操作,施工过程中实际结果与计划结果的误差较大,可能伴随着或多或少的浪费情况。后续复制船作业前,有关人员必须整合首船资料,并进入现场展开一系列调研与评估,积累经验,实现精确预裁,工作效率高且创造的效益大,但如面临不可复制的海洋工程,上述方式的缺陷明显。因此,采办阶段完成预裁的情况存在不足,采办时间远远早于电缆敷设时间,一旦有设备定位图继续修改等情况,模型也将同步发生变化,电缆预裁受到影响。对无法准确控制单根电缆的修改量,如部分电缆的改动较大,采办阶段已预裁好的电缆无法使用,需重新采办和预裁。经由大量的分析,设计阶段的生产设计水平越高、越细化,越有利于电缆的高质量敷设,在后续就无返工现象。

  5结语

  海洋工程中电缆预裁为新工艺,在长期的发展中此项工艺虽取得了一定的成效,但在具体的工作中还存在诸多问题。未来的工作中针对海洋工程,有关人员需继续研究和创新电缆预裁工艺,形成完善的工艺路径和操作规范。

  参考文献:

  [1]郭毅,郭宏.全尺寸海洋动态电缆关键物理特性试验与分析[J].电线电缆,2022(4):22-27.

  [2]于祥春,孔凡旭,刘志芳,等.海洋平台电力电缆选型计算及修正方法[J].石油和化工设备,2022,25(6):61-64,69.

  [3]阎军,胡海涛,苏琦,等.海洋电缆中关键力学问题的研究进展与展望[J].力学学报,2022,54(4):846-861.

  [4]祁永青,魏然,孙义韬,等.海洋石油平台建造过程中电仪专业设计施工优化探讨[J].海洋工程装备与技术,2021,8(2):101-104.

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