長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊技術(shù)分析

王強(qiáng)

中國(guó)石油天然氣管道第二工程有限公司技術(shù)研究與培訓(xùn)中心 江蘇徐州 221100

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，使人們生活水平不斷提高，全國(guó)各地全面發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的物資運(yùn)輸方式已經(jīng)逐漸發(fā)展，尤其是管道運(yùn)輸方式，由于其在建筑方面和運(yùn)輸方面的優(yōu)勢(shì)導(dǎo)致已經(jīng)逐漸普遍化。由于管道運(yùn)輸在一定程度上受到地形地貌的影響，其建筑材料的質(zhì)量和建筑型號(hào)都在一定程度上決定了管道運(yùn)輸?shù)氖褂脡勖?。由此可?jiàn)管道運(yùn)輸建筑施工具有一定難度，在建筑過(guò)程中，材料的焊接也是重中之重。由于管道焊接技術(shù)是用于管道連接，所以其焊接質(zhì)量決定了管道的使用壽命以及安全系數(shù)。所以，為精益求精，為管道運(yùn)輸打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，新型焊接技術(shù)將會(huì)解決原管道焊接存在的問(wèn)題[1]。

1 全位置自動(dòng)焊技術(shù)的概念及意義

全位置自動(dòng)焊接技術(shù)主要工作原理是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行作業(yè)，自動(dòng)焊接技術(shù)的主要裝置為焊接小車(chē)、焊槍以及主控計(jì)算機(jī)。全位置自動(dòng)焊接技術(shù)工作流程是主控計(jì)算機(jī)對(duì)工作路線進(jìn)行規(guī)劃后啟動(dòng)帶有焊槍的焊接小車(chē)按軌道進(jìn)行焊接進(jìn)行工作。全位置自動(dòng)焊接技術(shù)有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：第一，工作效率大幅度提升，自動(dòng)焊接技術(shù)不僅能夠精準(zhǔn)焊接，而且在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到焊絲熔敷的快慢，由此節(jié)省了人工換焊條的時(shí)間，工作效率自然大幅度提升，自動(dòng)焊接技術(shù)能夠準(zhǔn)確找到焊接位置，也減去人工調(diào)整時(shí)間；第二，焊接質(zhì)量更佳，在人工進(jìn)行焊接過(guò)程中，由于人為的因素，操作技術(shù)難以得到保證，導(dǎo)致焊接缺陷的出現(xiàn)。焊接位置的變化，在焊接位置方面只能根據(jù)多年的焊接經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。而自動(dòng)焊接技術(shù)不僅能夠保證軌跡精準(zhǔn)無(wú)誤，還能保證在大口徑、厚管壁的情況下，一次焊接成功。第三，緩解焊接技術(shù)人員的工作強(qiáng)度，不可否認(rèn)焊接工作強(qiáng)度較高，并且要想在規(guī)定工期完成焊接，需要人手眾多。自動(dòng)焊接技術(shù)完美解決人工問(wèn)題，既減少工作人數(shù)，降低了施工成本，同時(shí)也能夠減輕技術(shù)人員的工作強(qiáng)度。為長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)，全位置自動(dòng)焊接能為管道建筑行業(yè)帶來(lái)巨大利益。

2 全位置自動(dòng)焊施工流程和關(guān)鍵技術(shù)

長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)施工流程如下：

首先，清理連接處管口。在進(jìn)行焊接前，需要將距離管口處100mm的鐵銹及塵土進(jìn)行清除，避免在焊接過(guò)程中影響管徑大、管壁厚的管道焊接。

第二，管口的修整，組對(duì)及安裝。對(duì)于管道焊接來(lái)說(shuō)，管道連接處尤為重要，啟動(dòng)焊接小車(chē)前，要對(duì)自動(dòng)焊接施工的材料質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證管口處的坡口角度、管端垂直度、管徑橢圓度滿足條件后才能夠進(jìn)行焊接。

第三，輸入焊接參數(shù)。在管道按規(guī)格進(jìn)行安裝后，就可以利用主控箱使焊機(jī)小車(chē)進(jìn)行工作了。在此之前還應(yīng)該確定焊槍的角度及位置，保證正確安裝，最后只需要將匹配好的各項(xiàng)焊接參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)即可。

第四，焊接。輸入相應(yīng)參數(shù)后直接開(kāi)啟機(jī)器，焊機(jī)小車(chē)就會(huì)載著焊槍進(jìn)入預(yù)定軌道進(jìn)行焊接。技術(shù)人員只需要在周?chē)O(jiān)工即可，保證在焊機(jī)小車(chē)出現(xiàn)誤差時(shí)及時(shí)糾正。焊接任務(wù)完成后，需要將焊接裝置進(jìn)行拆卸，并清理施工現(xiàn)場(chǎng)。

3 我國(guó)長(zhǎng)管道焊接中的應(yīng)用

2001年5月，自動(dòng)焊接技術(shù)正式在西氣東輸管道施工中加以運(yùn)用，新技術(shù)的應(yīng)用足以證明我國(guó)建筑行業(yè)逐漸發(fā)達(dá)[2]。在進(jìn)行西氣東輸工程施工項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，中國(guó)石油研究所以及中油管道局在其中做出重大貢獻(xiàn)以及相應(yīng)支持。西氣東輸是我國(guó)首個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高要求的長(zhǎng)輸管道施工。在施工正式啟動(dòng)前，技術(shù)人員對(duì)西氣東輸工程所經(jīng)過(guò)地區(qū)的地形進(jìn)行了詳細(xì)研究，根據(jù)不同地區(qū)的情況制定了相應(yīng)的施工計(jì)劃以及不同的施工材料。新型焊接技術(shù)在西氣東輸管道工程中表現(xiàn)良好，并為今后的管道建筑施工工程提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如應(yīng)用在大慶、遼河和大港油田中的APW—I1型管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)，不僅長(zhǎng)度超出西氣東輸，其合格率更是高達(dá)98%。

4 全位置自動(dòng)焊應(yīng)用中常遇到的問(wèn)題

隨著新型焊接技術(shù)在更多的施工工程中進(jìn)行應(yīng)用，也發(fā)現(xiàn)了一些全位置自動(dòng)焊接技術(shù)的存在的問(wèn)題。主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：其一，未焊透，其主要原因就是在進(jìn)行焊接的設(shè)備還處于磨合期，不能夠很快的適應(yīng)大口徑以及不同坡度的管道焊接；其二，未熔合，其主要原因在于管道質(zhì)量，由于管口受到一定的修整，導(dǎo)致坡口質(zhì)量與組對(duì)質(zhì)量受到影響不適宜自動(dòng)焊接。解決方式為手工焊接。

新型焊接技術(shù)在對(duì)管道進(jìn)行焊接時(shí)，如：高強(qiáng)度X70、X80鋼管，在焊接時(shí)由于其強(qiáng)度過(guò)大，焊接時(shí)不能夠很好的連接，所以為保證成功焊接就需要做好焊接后的保溫工作，只有保證適宜溫度的情況下才能夠保證焊接質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。由于自動(dòng)焊接技術(shù)由機(jī)械完成，在焊接過(guò)程中不能夠向人工焊接一樣靈活變通，所以自動(dòng)焊接技術(shù)對(duì)于管道接口處的坡度及厚度要求比較嚴(yán)格。對(duì)焊接環(huán)境來(lái)說(shuō)需要選擇施工平坦地段的大口徑、厚管壁來(lái)進(jìn)行焊接。在進(jìn)行焊接施工前，對(duì)管材質(zhì)量的需要進(jìn)行檢查，由于運(yùn)輸、吊裝管材過(guò)程中，發(fā)生的磕碰，會(huì)使防腐層損壞，管口變形等問(wèn)題，必須把有問(wèn)題的管材挑選出來(lái)禁止使用。才能保證整體施工的質(zhì)量。自動(dòng)化焊接技術(shù)已經(jīng)成為世界性的建筑手段，其優(yōu)點(diǎn)更是在管道建設(shè)行業(yè)中具有一定優(yōu)勢(shì)。

由于剛進(jìn)入建筑行業(yè)的焊接技術(shù)存在一定缺點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)我國(guó)技術(shù)人員多年的不懈研究下，通過(guò)西氣東輸管道工程中全位置焊機(jī)技術(shù)焊接焊縫外觀時(shí)取得99.8%合格率的好成績(jī)，RT合格率98。5%。使得全位置在自動(dòng)焊接技術(shù)一夜成名，受到更多國(guó)家的青睞[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

西氣東輸工程徹底將全位置自動(dòng)焊接技術(shù)帶入建筑行業(yè)當(dāng)中，從2001年開(kāi)始我國(guó)的自動(dòng)焊接技術(shù)逐漸走向成熟，也為我國(guó)的建筑行業(yè)技術(shù)走向新時(shí)代提供了臺(tái)階。在科技日益發(fā)達(dá)的今天，從前的全位置自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)得到全面發(fā)展和優(yōu)化，能夠解決焊接技術(shù)存在問(wèn)題的同時(shí)也解決了管道焊接存在的質(zhì)量問(wèn)題，促進(jìn)了管道運(yùn)輸?shù)娜姘l(fā)展。