新一代大输量管道建设环焊缝自动焊工艺研究与技术进展

管道自动焊可保障环焊缝的焊接质量和安全可靠性,是发展数字管道、智慧管道的有效手段。随着油气管道建设用钢管强度等级的逐步提高,环焊缝焊接成为制约管道发展的瓶颈。着重介绍了大输量管道建设环焊缝自动焊工艺的应用现状,提出大输量管道自动焊的技术进展方向,阐述了管道自动焊质量控制的方法。分析认为:管道自动焊的应用是一个技术体系,其应用效果将受到人员、设备、材料、工艺、监测、环境等多因素影响;只有该应用技术体系中的每一个环节都达到了技术指标要求,才能保证自动焊作业过程顺畅,机械化焊接质量可靠,实现管道自动焊施工的高质量和高效率的目标。     

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。     

PWT外自动根焊工艺的应用

介绍了从意大利PWT公司引进的PWT-CWS.02NRT管道全位置自动焊机的组成、工作原理及技术工艺特点,PWT外自动根焊克服了内自动根焊仅适用于固定管径的缺点。结合辽河油田油建二公司对该套设备在西气东输工程中的使用情况,总结了PWT外自动根焊操作要点及施工中的注意事项,对根焊过程中产生的缺陷进行了分析,并提出了处理措施,可供管道焊接技术人员参考借鉴。     

大口径长输管道单弧双丝全位置自动焊技术

自动焊设备焊接施工速度快、效率高,操作简单,可大大降低焊工的劳动强度,但现有的自动焊技术用于管道施工中常出现焊缝未熔合缺陷,严重影响了施工质量.而单弧双丝焊技术焊接速度高、熔深熔宽大,能有效地减少焊缝未熔合缺陷.通过将TANDEM单弧双丝焊技术与现有自动焊系统进行技术融合,研制出新型的管道全位置自动焊机.文章介绍了该焊机的系统组成、全数字控制系统以及焊接工艺研究.试验结果表明,此焊机能有效解决焊接过程中未熔合等技术问题,大大提高管道全位置自动焊接的效率和质量.     

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.     

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。     

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。     

管道环缝的自动焊系统

ＣＲＣ—ＥＶＡＮＳ公司开发、生产的管道自动焊系统现已广泛应用于油气长输管线工程的野外施工作业。该系统适用于管径为１１４ｍｍ至１５８４ｍｍ的管子对口焊接，与传统的手工电弧焊相比，具有省焊料、焊口成形好、生产效率高等优点。本文简述了该自动焊系统各主要部分的工作原理及结构，以使我们的机械工程师和管道工程师更加熟悉和了解该系统，力。快我国现场自动焊设备的设计和生产。     

长输工程建设中的外自动根焊技术研究

国家管网集团公司成立以后,明确要求X70及以上钢级管道焊接采用自动焊技术,国内长输管道自动焊焊接得以全面推广。随着管道内根焊技术的大量应用,其技术弱点逐步显现出来,而管道外自动根焊技术可以克服这些弱点,具有独特的技术优势,值得进行深入研究。通过对国内外自动根焊设备、自动根焊工艺的分析和研究,掌握了管道自动根焊技术的基础理论和关键技术要点,经实际焊接验证,外根焊焊接质量好、效率高、适用范围广,值得在长输管道项目中进一步推广使用。     

海洋平台桩管预制对接自动焊技术应用研究

海洋平台桩管的焊接一直采用手工焊，焊接效率低，劳动强度大，作业环境恶劣，针对这一情况。深入分析了桩管对接预制施工条件和技术要求．提出了将自动焊专用设备应用于海洋平台的桩管焊接。文章介绍了自动焊设备的组成、在桩管预制现场应用的准备工作及自动焊实施情况。应用结果表明，该自动焊设备能够满足桩管预制现场的焊接技术要求，技术先进适用，焊接效率高，速度快，成本低。     

长输管道全自动焊接技术施工分析及应用建议

管道全位置自动焊接技术在X70管线的工艺试验表明:自动焊接技术效率高,焊接质量好,操作人员劳动强度低,便于操作。本文在总结试验结果的基础上提出了如下建议:尽快规范自动焊焊接施工技术标准;采用坡口机加工坡口以便现场施工;在大口径、大壁厚管道施工中,采用复合型坡口;在自动焊接工艺施工时配备相应的无损检测设备。     

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。     

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。     

大管径、高钢级天然气管道环焊缝焊接技术

唐山LNG外输管道是与规划建设中的中俄东线天然气管道、涿州—永清天然气管道等项目的互联互通工程，管道沿线主要地貌为沿海滩涂、连片鱼塘、水网、软土地基、果园和农田等，该工程采用了单管自重超过10 t、外径1 422 mm、X80钢级管道，焊接施工难度大、质量要求高，以往的半自动、手工焊等环焊工艺不能完全满足工程的需要。为此，基于X80钢管的环焊接头技术要求，结合该工程地貌特点和施工人力资源情况，提出了以管道环焊缝自动焊为主要焊接方法的环焊缝焊接工艺方案，并设计、确定了焊接坡口形式，优选了焊接材料和焊接设备，拟定了焊接施工管理措施。焊接工艺评定结果表明：所提出环焊缝焊接工艺获得的焊接接头、强度、韧性、硬度、低倍金相等理化性能试验结果均满足相关标准和设计的要求。该工程项目现场焊接实践证明，采用所提出的环焊缝焊接工艺进行焊接施工，焊接质量优良、施工效率高，从施工质量管控过程中总结出的质量管控关键点，可以为后续油气管道工程建设的焊接施工管理提供借鉴。     

方钻杆环缝自动焊机的研制

针对胜利油田对方钻杆生产和修补的需要,研制出1台方钻杆环缝自动焊机。该焊机拥有2套自动焊接装置,1套用于TIG打底焊,1套用于CO2填充盖面焊,完全可以满足方钻杆对焊接质量的要求;焊机控制系统以PLC可编程控制器为控制核心,提供了多种可选择的焊接模式和容量庞大的焊接数据库,使焊机适应性强,操作简单方便。现场应用表明,该焊机克服了以往手工焊生产效率低、劳动强度高、质量不易保证等缺点,有较高的市场应用价值。     

水电站压力钢管的自动化焊接工艺

对水电站压力钢管的焊接特点及国内外压力钢管的焊接技术现状进行了分析，并针对压力钢管自动焊技术中存在的问题设计了一套自动化焊接方案——实芯焊丝混合气体保护脉冲自动焊。该方案将压力钢管自动焊技术分解并提炼出了合理的工艺，可为水电站压力钢管的现场焊接提供参考。     

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。     

针对中俄东线高钢级大口径输气管道自动焊的设计提升

中俄东线天然气管道首次选用外径1 422 mm、输送压力12 MPa、X80钢级的设计参数组合,并且首次全面采用自动焊施工。为了提高自动焊的焊接效率、保证焊接质量,从管道线路选线、管道敷设、材料及焊接等方面对设计方法和技术进行了改进与提升,重点针对管道路由选择、管道转向、管道穿越障碍物、线路用管技术条件、不等壁厚焊接坡口和管道可靠性校核等方面开展了相关技术研究。研究结果表明:①在线路选线原则上尽可能地保持线路走向顺直,坡度控制在12°以下;②在管道转向设计中,在空间允许范围内尽可能地使用大角度弹性敷设代替冷弯管和热煨弯管;③在穿越等级公路时,优先采用了新式盖板涵代替传统套管;④在管材方面,加强钢管不圆度等参数控制;⑤在焊接方面,采用新型不等壁厚内孔锥形焊接坡口;⑥在管道整体安全性方面,进行线路可靠性评价。结论认为,上述设计提升措施有效地提高了自动焊的施工效率和焊缝质量,使管道线路段的可靠性能够满足规范中的目标可靠度要求,在中俄东线的自动焊现场实施过程中取得了显著成效,可以为自动焊在后续工程中的全面应用提供技术支撑。     

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     

针对中俄东线高钢级大口径输气管道自动焊的设计提升

中俄东线天然气管道首次选用外径1 422 mm、输送压力12 MPa、X80钢级的设计参数组合，并且首次全面采用自动焊施工。为了提高自动焊的焊接效率、保证焊接质量，从管道线路选线、管道敷设、材料及焊接等方面对设计方法和技术进行了改进与提升，重点针对管道路由选择、管道转向、管道穿越障碍物、线路用管技术条件、不等壁厚焊接坡口和管道可靠性校核等方面开展了相关技术研究。研究结果表明：①在线路选线原则上尽可能地保持线路走向顺直，坡度控制在12°以下；②在管道转向设计中，在空间允许范围内尽可能地使用大角度弹性敷设代替冷弯管和热煨弯管；③在穿越等级公路时，优先采用了新式盖板涵代替传统套管；④在管材方面，加强钢管不圆度等参数控制；⑤在焊接方面，采用新型不等壁厚内孔锥形焊接坡口；⑥在管道整体安全性方面，进行线路可靠性评价。结论认为，上述设计提升措施有效地提高了自动焊的施工效率和焊缝质量，使管道线路段的可靠性能够满足规范中的目标可靠度要求，在中俄东线的自动焊现场实施过程中取得了显著成效，可以为自动焊在后续工程中的全面应用提供技术支撑。