浅析适应山区管道全自动焊的线路设计研究

随着我国焊接技术的发展，在大口径高钢级的长输管道提高焊接效率和保障焊接质量方面，全自动焊技术是目前强力推行的长输管道焊接方式。但受限于设计理念、焊接装备能力、配套施工设备及工法等因素，国内还未在山区管道中应用全自动焊技术。国家管网集团西南管道公司组织设计单位、内焊机厂家、施工单位开展《山区管道全位置自动焊适应性研究》科研课题，着力提升山区管道的全自动焊技术。根据《山区管道全位置自动焊适应性研究》科研课题开题报告审查意见及计划任务书相关要求，为提高山区管道实施自动焊的比例，需从工程建设的源头设计进行优化，主要从设计工具升级后的精细化设计、限坡设计的选定线原则、施工断点优化、采取两段设计进行典型横面及纵断面设计、管材性能及几何尺寸优化设计、热煨弯管曲率半径优化等方面进行适应山区管道全自动焊的线路设计研究，为后续类似山区管道自动焊的线路设计提供借鉴。     

坡地新型内焊机及全自动焊接工艺

如何实现管道连续性、安全性作业逐渐成为坡地管道施工亟待解决的难题。为此，研制了CPP900-FIW48新型内焊机，制定了“内焊机根焊+双焊炬自动焊机外焊”全自动焊接工艺。通过力学性能试验和现场工艺试验进行相关试验研究。试验结果表明：新型内焊机及其配套的全自动焊接工艺可在山区、丘陵等坡地管道上坡与下坡施工中实现连续、安全及根焊至盖面焊全工序的自动焊接；其自动对中定位、一键遥控自动焊接等功能，可提高焊炬中心基于管端定位的精度与效率，从而实现内环缝焊接全过程自动化；15°～30°坡度范围内管道环缝焊接应重点控制热输入量、焊接电压、焊接电流等，且通过焊接参数的适时调整控制熔池下坠。所得结论可为坡地管道自动焊作业提供技术指导。     

水网地区大直径长输管道自动焊施工适应性研究

针对水网地区大直径长输管道施工过程中存在的设备行走困难、施工带承载力差、焊接质量不稳定等问题,从线路优化、设备改造、施工带改造、机组配置优化等方面进行了管道自动焊施工的适应性研究,并从施工方案和工艺规程制定、焊接前准备以及焊接过程控制等方面提出了针对性的焊接质量控制措施。优化后的管道自动焊施工技术经过项目施工验证,不仅降低了水网地区管道施工难度,提升了施工效率,而且充分发挥了全自动焊接技术高效、高质量和高稳定性的特点,证明了全自动焊在水网地区大直径长输管道施工中的可行性,为自动焊技术在水网地区管道施工中的推广提供了依据。     

管道自动焊与全自动超声波检测技术在西气东输管道工程中的应用

西气东输管道工程建设现已基本完工,几年的施工实践证明:在大口径、大壁厚、高强钢的长输管道施工中,采用先进的自动焊接技术和全自动超声波检测技术,对保证管道施工质量、提高管道施工效率具有十分重要的作用。文章从管道施工规范的制定、现场焊接工艺的选择、焊接设备的选择和影响焊接质量的因素等几方面对长输管道自动焊接技术和全自动超声波检测技术进行了详细的分析和论述,并提出了改进和发展建议。     

基于参数匹配分析法的全自动焊接技术管理研究

国内长输管道的快速建设推动了全自动焊接技术的发展。全自动焊接设备与参数的稳定性对焊层尺寸、焊接合格率影响较大，是全自动焊接技术的管理重点。对全自动焊接参数与焊层厚度进行测量与分析，结果表明：焊接参数的匹配性是影响焊层厚度与稳定性的重要因素。焊接速度与送丝速度两个参数的相对变化情况对熔池内熔化金属量具有较大影响，会导致焊接厚度的变化。通过匹配焊接线能量与单位长度焊接面积，单位焊接体积能量更为稳定，焊丝金属在熔池内与母材金属能够良好熔合，从而保证焊缝质量合格。焊接参数的平稳性有利于焊层厚度更为均匀，实现薄层多道焊。全自动焊接标准化管理为全面开展长输管道全自动焊接的推广应用提供了管理思路。     

Φ1 422mm大口径X80钢管道全自动焊接技术应用

全自动焊接工艺可以有效地提高焊缝焊接质量,提升焊接效率,尤其可以实现长输管道焊接流水化作业。通过管道控制断裂试验场科研项目,模拟野外环境,对Φ1 422 mm×21.4 mm的X80钢大口径管道焊接技术进行了全方位实地应用。现场分别采用中石油管道局研究院自行开发的CPP900-IW56型内焊机和CPP900双焊炬外焊全自动焊设备进行了全自动根焊和填充盖面,焊后对焊缝进行了热处理。焊接材料使用国外技术领先的药芯焊丝,全部焊缝焊接质量均达到了I级。管道爆破试验中Φ1 422mm的X80钢管焊缝未出现气孔、裂纹等质量缺陷,此次管道爆破试验可为即将开工的中俄东线天然气管道工程和国内陆续开工的大型长输管道工程施工提供技术储备和技术支持。     

天然气长输管道常用焊接方法对比分析

在我国长输管道建设中,可根据工程现场的环境条件及设备的技术状况,选择合适的焊接方法.手工下向焊接技术已是成熟技术,得到了广泛应用;手工下向焊打底、半自动下向焊填充盖面工艺是目前最为成熟的下向焊接工艺,惰性气体(CO2)保护下向焊打底、药芯焊丝自保护下向焊,填充盖面半自动下向焊接技术目前在全国得到迅速推广;自动焊技术在大口径、厚壁管道的焊接中具有很大潜力,但由于全自动气体保护焊设备自身技术尚未成熟,限制了自动焊技术的大规模应用.     

STT半自动焊＋RMS外焊全自动焊工艺在西气东输管道工程中的应用

介绍了管道全自动焊在西气东输工程中的应用，阐述全自动焊在施工中的工艺参数和常见的焊接缺陷的产生和预防措施。     

提高Ф813管道全自动焊接一次合格率

当前我国长输管道建设朝着大口径、高强钢方向发展,建设规模日益扩大,这给管道施工企业的发展带来了契机,但国内管道施工企业的施工工艺及装备与国际先进水平相比还有很大的差距,全自动焊接施工相对较少,如何提高Ф813管道全自动焊接一次合格率,对提高管道施工技术水平具有十分重要的意义,实现与世界管道焊接接轨,对于参与国际管道建设市场的竞争有着十分重要的积极作用,具有良好的市场推广前景。     

自动焊技术在长输管道焊接中的应用

长输管道建设中,焊接是制约施工速度和施工质量的关键环节,自动焊焊接质量高、速度快、经济性好、对焊工的技术水平要求较低,大大加快了管道敷设的速度。调研开总结了目前国内外自动焊焊接技术的发展现状,建议加快自动焊焊接技术在国内的开发和应用。     

钨极氩弧自动焊根焊在中小管径管道焊接中的应用

为全面推广自动焊在中小管径长输管道建设中的应用,通过对自动焊焊接方式的调研和比选,提出采用钨极氩弧自动根焊+外焊机自动焊试验段应用方案。该方案是使用自动钨极氩弧焊工艺实现根焊单面焊双面成形,熔化极单焊丝气体保护下向焊填充盖面的一种焊接工艺,该工艺参数范围大,适用于各种地形,充分发挥了氩弧焊抗风能力强、熔透可靠、缺陷少的优势,减少了人为因素的干扰,实现了高质量自动化的全自动焊接。焊接工艺评定研究结果表明,此种焊接方式符合国标及DEC文件的要求,为中小管径管道自动焊的应用提供了技术储备和支持。同时该焊接方式也为集气管道、二氧化碳输送管道等中小管径高压管道焊接提高焊接质量指明了方向,具有良好的应用前景。     

塔-库管道焊接方法及选择

1 长输管道焊接方法目前 ,国内外用于长输管道的焊接的方法有手工下向焊、半自动焊、自动焊及特种焊接等。(1)手工下向焊。手工下向焊焊接方法的焊接特点是 ,在管道水平放置固定不动的情况下 ,焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊接 ,一直到底部中心。其焊接部位的先后顺序是 :平     

提高油气管道全自动焊低温工况下焊接一次合格率的技术措施

为了全面提高低温环境下油气管道全自动焊合格率，以我国某管道四个月的焊接作业施工为例，对低温环境下管道全自动焊接一次合格率偏低的原因进行综合分析，在此基础上提出提高全自动焊一次合格率的措施。研究表明：在温度较低的情况下，全自动焊接的一次合格率将会大幅降低，坡口处理质量、焊接参数、焊接温度以及焊缝打磨质量等属于影响焊接一次合格率的重要因素，因此，在低温环境下使用全自动焊技术开展焊接作业的过程中，需要全面提高坡口处理制度，对焊接参数进行合理控制，保持合理的焊接作业温度，提高焊缝的打磨质量，进而全面提高全自动焊接一次合格率。此次研究对低温环境下推广使用全自动焊技术具有重要意义。     

长输管道自动焊数字化现状及发展趋势——数据采集及无线传输技术

随着管道智能化建设的发展,在实现“管道建设全生命周期”施工要求下,自动焊技术作为一种高效焊接技术迅速推广于管道施工,长输管道自动焊接数字化成为研究重点。为此,梳理了自动焊装备数据采集和无线传输技术的现状,调研了国内外知名焊接电源厂家的群控系统、组网管理系统和云系统等大数据数字化技术进程,对比分析了自动焊装备的采集对象、焊接工艺、焊接过程的监测手段和数据传输,并展望了自动焊装备数字化技术的发展趋势。研究结果表明：(1)自动焊数据采集和无线传输属于小容量、小集群、实时性强的参数匹配性验证无反馈开环采集传输系统;(2)焊接电源的数据采集和无线传输属于小容量、中集群、实时性强的多维度带反馈的闭环采集传输系统;(3)数据采集将从单一化到多样化,数据采集分析方法将多维化,数据信息将规范化、标准化,数据采集、传输将建立实时闭环反馈系统。结论认为,大数据、人工智能时代已经到来,管道焊接也将从“经验化”过渡到“数字化”,管道自动焊技术已成为管道建设的标准要求。     

山区长输管道造价编制要点

山区管道建设在长输管道项目中占有较大的比重，山区地形地貌复杂，多种因素造成山区管道的工程量较难把握，其投资也高于一般平原地区，编制较为合理的工程概预算对于保障项目正常进展、控制项目投资有着重要的意义。文章结合山区地理特点及山区施工经验，介绍了施工便道、施工作业带、土石方、运布管、管道组焊、管道检测、水工保护等分项工程的造价编制要点。     

长输管道穿越山岭隧道施工技术

随着偏远地区油气田的开发 ,长输管道通过山区特殊地段的施工会越来越多 ,管道穿越隧道施工技术已逐渐成为山区特殊地段管道施工的可靠方法之一。文章结合近年来在国内进行的管道穿越隧道施工 ,从管道隧道的选址、截面尺寸、管道组装焊接方式、敷设方式、施工时隧道内通风及照明、施工安全等方面对长输管道穿越山岭隧道施工技术作了经验性介绍     

管道下向焊的操作要领

下向焊这种焊接新工艺在国内已广泛用于长输管道的焊接。为保证接头的焊接质量,推荐了纤维素型下向焊条管子全位置焊的焊接规范并详细介绍了操作要领。     

油气管道在役焊接技术进展

目前,在国内外油气管道的在役焊接领域基本上均采用手工电弧焊的焊接方法,采用的焊条主要为低氢型焊条,也有个别根焊采用气体保护焊,填充焊和盖面焊采用手工电弧焊的焊接方式,而在长输干线建设中应用广泛且具有较高涂敷效率的半自动焊和自动焊尚未引入管道在役焊接领域。国外一些研究机构也已注意到这方面问题,并着手开始研究,研制了适用于在役套管修复焊接的全自动焊机,但该类型设备目前还仅处于室内试验阶段,还未正式用于油气管道现场的在役焊接作业。     

X80管线钢低氢焊条根焊技术

目前我国大直径长输管道大部分采用X80管线钢,X80钢根焊道的焊接常采用管道全位置自动焊、STT和RMD半自动焊、钨极氩弧焊以及焊条电弧焊等工艺。管道全位置自动焊设备昂贵、适应性差。STT和RMD半自动焊焊接时灵活性较差,必须严格防风措施。钨极氩弧焊的抗风能力差且焊接效率太低。低氢焊条电弧焊虽操作难度大且焊接效率不高,但灵活性强、焊接接头力学性能好且设备简单,适应于返修、连头和不良地段的焊接。详细介绍了X80管线钢低氢焊条根焊焊道的焊前准备、焊接操作技术及焊接工艺参数。     

全自动超声波检测应用于西部管道施工

长输管道无损检测是确保长输管道焊接质量的重要手段,许多先进的无损检测管理方法和无损检测新工艺正在长输管道无损检测施工中得以推广应用,使长输管道无损检测逐步进入一种良性循环轨道.全自动超声波检测具有检测速度快的优点,现场就可以出具检测结果,由于随时可以得到检测结果,提高了检测工作效率;可以实现对全自动焊接质量的过程控制;对线形缺欠尤其是未熔合缺欠的检测率很高.该技术在西部原油成品油管道工程检测中已经充分体现了其技术的先进性.