漠大2线长输管道自动焊根焊工艺应用对比

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:袁吉伟 张敬洲 冯艳东
[导读] 摘要:漠大2线长输管道管径为∮813mm,各施工单位投入全自动焊设备的数量也很大。
        大庆油田工程建设有限公司培训中心  黑龙江省大庆市  163712
        摘要:漠大2线长输管道管径为∮813mm,各施工单位投入全自动焊设备的数量也很大。本文通过在施工现场根焊的实际应用情况,针对根焊的各种特点及使用状况,对全自动根焊工艺做出相应的对比。
        关键词:内焊机;根部外焊机;自动焊
        前言
        目前,长输管道全自动焊在国内发展非常迅速,在工程应用过程中相比半自动焊接具有焊接速度快、焊接质量好以及能减少劳动强度等优点。根部焊接在管道自动焊焊接过程中占据了至关重要的地位,直接影响到工程的进度。根焊的焊接质量如果不好,对于大口径、壁厚较厚的长输管道返修也比较困难。所以,选择好根焊焊接方法能够有效的控制焊接质量,减少返修难度,提高工程的施工进度及焊接合格率。
        1外根焊工艺
        1.1 RMD根焊工艺
        RMD根焊属于半自动焊接,配备熊谷A300X自动外焊机向上焊接应用于漠大2线,RMD为单面焊双面成型的下向焊焊接工艺,采用的是金属粉芯焊丝,具有飞溅极少,熔合性能好,有效防止未熔合现象。特别是在管圈底部优势明显,具有焊接热影响区小,不需要清渣等特点。
        1.2 PWT根焊工艺
        PWT公司创建于1989年,创建者是意大利塞朋公司,2011年被ITW焊接集团并购。PWT的特点是一套系统可以覆盖从根焊到盖面的所有焊道的焊接,根部成型良好,焊接速度快,机组可根据实际需求灵活配置工作站的数量,可大流水,也可小机组焊接。特殊应用条件下,单套工作站也可以完成所有的焊接工作。根焊、填充和盖面的系统配置相同,可以互换,软件调出程序即可,硬件方面无需改动。PWT自动焊系统最高可以在30度的斜坡上工作,不会有特殊的问题,也不需要对系统作出更改。
        1.3 CRCM300-C根焊工艺
        CRCM300-C是由美国CRC公司研制的单焊炬外部焊接系统,可实现编程焊道参数,确保焊接参数的精确控制。它由行走小车、送丝电机、焊丝盘、计算机控制盒、可调焊炬组成。采用由上向下的焊接工艺,实现单面焊双面成型的根部焊接,同时也可以用于填充、盖面的焊接,具有降低焊接成本、减少焊工劳动强度等特点。
        2内焊机根焊工艺
        2.1 德平内焊接机DPIWM
        德平内焊机DPIWM是国内自主研发的内焊机,其最大的特点是共有4个焊枪,每侧2个焊枪,采用的是焊枪和送丝机构分离的设计,送丝机构布置在内焊机机头的前腔内,结构紧密,模块化安装,从而减小焊枪盒的尺寸,枪盒的宽度只有84mm,使前胀靴和后胀靴之间的距离减小,能够有效地增大管口的支撑力,减少管口错边的机率,如图1所示。
       
        图1
        2.2 CPP900-IW内焊机
        Cpp900-IW内焊机由中国石油天然气管道科学院研制,该设备具有结构合理、紧凑,整体性能优越,焊接效率高。内焊机采用新型合金材质,整机重量轻,新型履带式双侧驱动系统,提高了定位和爬坡能力,独立式旋转结构以及全新专用焊接单元,确保焊接过程稳定、流畅,独立气控系统,实现焊枪快速定位,进一步提高焊接效率,如图2所示。
        2.3 CRC内焊机
        CRC内焊机由美国CRC公司研制生产的管道全自动高效化焊接设备,是由机械与微电子要素组成的有机整体,实现组对、焊接一体化。内焊机共有6个焊枪,3个焊枪完成顺时针焊接后,另外3个完成逆时针焊接,具有焊接速度快、内部焊接质量好,能够有效的提高生产效率,如图3所示。
        3外根焊和内根焊工艺对比分析
        根据莫大2线外根焊和内根焊工艺的特点,我们从以下几个方面做出分析
        3.1 焊接质量
        在焊接施工中,焊接质量稳定,合格率较高的根焊工艺为RMD根焊工艺。RMD是半自动工艺,目前在国内大口径管道的焊接中应用广泛,技术成熟,但是在焊接过程中对焊工的焊接技术要求较高,培训焊工的时间也较长,焊接速度相对较慢。
       
        图2
       
        图3
        3.2 焊接生产效率
        相比半自动和外焊机根焊,内焊机根焊的焊接生产效率是最高的,通常是其他焊接方法的2-3倍,在国内外长输管道中应用较多,但内焊机的设备较为复杂,维修、保养费用相对较高,施工过程如果内焊机出现故障,可能引起连续多道焊口出现相同的焊接缺陷。
        3.3 焊接经济性
        外根焊工艺方面,RMD根焊的焊接设备国内有很多厂家生产,技术成熟,能够有效地降低成本。内焊机根焊工艺方面,德平内焊接机DPIWM及CPP900-IW内焊机都是国内自主研发,具有成本低、配件齐全、维修周期短等特点,能够有效地控制施工成本。
        3.4 焊接操作性
        内焊机根焊工艺焊接操作简单、便捷,对焊工的焊接水平要求不高,培训的时间较短,大大降低了焊工的劳动强度。
        3.5 焊接通用性
        PWT和CRCM300-C根焊工艺具有从根焊到盖面一套焊机都能通用的特点,不受管径大小的影响,可以根据管径大小来配备轨道,调整焊接小车,焊接小车在施工过程中如有损坏可以随时调整、更换,减少因设备问题而影响正常的焊接施工。
        4结论
        在漠大2线施工过程中,RMD根焊加熊谷A300X向上焊工艺焊接质量最好,合格率较高,一次性合格率达到99%,缺点是焊接速度较慢,焊工的劳动强度较大。内焊机焊接速度快,焊接质量好,减少焊工的劳动强度,缺点是焊接设备复杂、维修成本高、维护保养需要专业人员管理。经过在施工中反复对比试验,根焊的焊接方法各有所长,可以根据施工的具体需求来选择合适的焊接设备。
        参考文献:
        [1]袁吉伟,张敬洲,冯艳东.中俄东线φ1422×30.8mm管道全自动焊接工艺研究[J].基层建设,2019(8):390
        [2]袁吉伟,张敬洲,朱文学.中俄东线长输管道自动焊焊接难点解析[J].金属加工,2020(3):30-32
        [3]中国机械工程学会焊接学会 焊接手册:第1卷[M].北京:机械工业出版社,2001.
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