全位置自動(dòng)焊接設(shè)備大管徑焊接管理

呂曉陽 鞏學(xué)嘉

1.中國石油廣東石化公司 廣東揭陽 515200；2.中國石油天然氣第六建設(shè)有限公司 廣西桂林 541004

國內(nèi)大型石油煉化裝置陸續(xù)拔地而起，年產(chǎn)量逐步增加，現(xiàn)場地下管網(wǎng)施工管道口徑逐漸加大，焊接工作量隨之提高，傳統(tǒng)人工焊接效率不能滿足項(xiàng)目工期要求。大管徑管道達(dá)2600mm，壁厚達(dá)到25mm，地下管道施工中為提高效率，降低人工工作強(qiáng)度，公司大力推廣全位置自動(dòng)焊焊接設(shè)備。

1 焊接設(shè)備選擇

進(jìn)年來，管道焊接自動(dòng)化陸續(xù)出現(xiàn)，傳統(tǒng)的手工焊接作業(yè)方式焊接效率提升空間已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場作業(yè)及施工工期要求，結(jié)合以人為本原則，在降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度及提高效率雙重考慮下，決定推廣全位置自動(dòng)焊接設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場焊接作業(yè)。

現(xiàn)場地下管網(wǎng)管道管徑大，焊接位置、母材單一，使用全位置自動(dòng)焊接作業(yè)能夠滿足現(xiàn)場施工要求。

全位置自動(dòng)焊焊接設(shè)備主要有：焊接主機(jī)、焊接小車、焊接控制主面板、焊接控制器等組成。

2 現(xiàn)場準(zhǔn)備

自動(dòng)焊采用Ar（80%）+CO2（20%）混合氣體保護(hù)，使用藥芯焊絲（E71T-1M）進(jìn)行焊接作業(yè)。

焊接工藝方法為氬弧焊（GTAW）焊接打底作業(yè)+自動(dòng)焊（FCAW）填充蓋面焊接的焊接方法。

為達(dá)到現(xiàn)場施工同等條件，考試時(shí)模擬現(xiàn)場管道狀態(tài)，做好技術(shù)交底工作[1]。

3 現(xiàn)場焊接

3.1 焊前準(zhǔn)備

大管經(jīng)焊口組對(duì)完成后，采用人工氬弧焊進(jìn)行打底作業(yè)，打底完成后，自動(dòng)焊焊工進(jìn)行分組作業(yè)，2人一臺(tái)設(shè)備，先進(jìn)行行走軌道安裝，焊接小車吸附在鋼制軌道上，采用每道焊口兩臺(tái)自動(dòng)焊焊機(jī)設(shè)備同時(shí)對(duì)稱焊接作業(yè)的方式。

3.2 軌道參數(shù)

自制軌道根據(jù)現(xiàn)場管徑大小不同制備3種規(guī)格形式的軌道，現(xiàn)場管徑從800-2600mm，共計(jì)10種規(guī)格的管徑，我們采用捆扎帶調(diào)節(jié)長度的方式，設(shè)計(jì)了3種規(guī)格的軌道，分別覆蓋2000mm以上；1400mm-2000mm；700mm-1400mm，軌道樣式如圖（1）所示。

3.3 現(xiàn)場安裝

根據(jù)工藝評(píng)定設(shè)定焊接參數(shù)，自動(dòng)焊采用多層多道的焊接順序，根據(jù)現(xiàn)場對(duì)口管件不同采用兩種不同的軌道安裝方式：

3.3.1 雙側(cè)軌道全位置焊接法

可以實(shí)現(xiàn)雙側(cè)軌道安裝的為直管段對(duì)接焊口，可以適合兩側(cè)各安裝一條軌道的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱焊接，焊接位置可以覆蓋360°，其安裝如圖（2）所示。軌道使用捆扎帶進(jìn)行固定，兩條捆扎帶固定一條行走軌道，保證軌道牢固，不滑動(dòng)，且與焊縫保持平行狀態(tài)。

3.3.2 單側(cè)軌道實(shí)現(xiàn)270°位置焊接法

主要針對(duì)現(xiàn)場直管與管配對(duì)接焊口，其管配側(cè)無法安裝平行的軌道，所以使用單側(cè)軌道配合兩臺(tái)焊接小車進(jìn)行對(duì)稱焊接，如圖（3）所示，可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)同步對(duì)稱焊，提高焊接效率。

3.4 現(xiàn)場焊接

現(xiàn)場焊口按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行焊口組對(duì)，使用手工氬弧焊進(jìn)行打底作業(yè)，其焊接要求符合焊接工藝，但氬弧焊打底需要比手工電弧焊填充時(shí)厚度增加，或打底后再使用氬弧焊焊機(jī)進(jìn)行熱填充一道焊縫，保證自動(dòng)焊接填充時(shí)不易焊穿。

全位置自動(dòng)焊焊接順序分兩種情況：雙側(cè)軌道焊接順序如圖（4）所示，1號(hào)焊接小車從6點(diǎn)鐘方向順時(shí)針開始進(jìn)行（1-1段）焊接作業(yè)，待1號(hào)小車焊接到8點(diǎn)鐘方向后（1號(hào)小車連續(xù)焊接不停車，持續(xù)焊接1-2段），另一組打磨焊接接頭，2號(hào)焊接小車就位于6點(diǎn)鐘方向，開始逆時(shí)針（1-2段）進(jìn)行焊接作業(yè)，兩側(cè)焊接小車焊接速度基本一致，一次填充厚度/寬度一致，按照對(duì)稱焊接方法，保證焊縫兩側(cè)受力均勻。

單側(cè)軌道270°焊接順序如同（5）所示，軌道安裝覆蓋外周長大于4/5，保證能進(jìn)行270°焊接作業(yè)，1號(hào)小車焊接起到在7點(diǎn)鐘順時(shí)針方向（1-1段）開始進(jìn)行焊接，同時(shí)2號(hào)小車在4點(diǎn)鐘開始逆時(shí)針方向（1-1段）進(jìn)行焊接作業(yè)，待焊接完成上半段，在通過吊車進(jìn)行翻管后，調(diào)整焊接軌道，安裝兩輛焊接小車同時(shí)進(jìn)行焊接作業(yè)，焊接層數(shù)與排道順序一致。

3.5 焊接過程質(zhì)量控制

焊接參數(shù)根據(jù)焊接工藝評(píng)定及工藝規(guī)程進(jìn)行調(diào)整，并焊接過程中對(duì)熔池進(jìn)行觀察監(jiān)測，保證填充金屬在焊縫內(nèi)，焊接過程中如果進(jìn)行中間停焊，接頭必須進(jìn)行打磨，接頭成型應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

4 焊后外觀及檢查

全位置自動(dòng)焊接小車，外觀成型美觀，接頭少，飛濺、咬邊等缺陷少，僅需要進(jìn)行簡單清渣即可得到成型良好的焊接焊縫。同時(shí)對(duì)焊口100%進(jìn)行滲透檢測，合格率100%，射線探傷（抽檢）合格率100%。

5 結(jié)語

通過使用全位置自動(dòng)焊設(shè)備配合自制焊接軌道，不僅降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且焊接效率達(dá)到提高，人工用工率逐漸降低。配合使用的自制軌道解決焊接小車行走問題，且降低了投入成本，保證質(zhì)量，提高效率。真正做到在大管徑管道焊接作業(yè)中的提質(zhì)增效[2-3]。