淺談西三線二標(biāo)段全自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：西氣東輸三線西段（二標(biāo)段）由于主線路管道長(zhǎng)、管徑大、管壁厚（Ф1219×18.4/22）且工期緊，管道在施工進(jìn)度的提速上存在很大的難度。西三線西段（二標(biāo)段）沿用西二線使用的全自動(dòng)焊接技術(shù)進(jìn)行施工，在加快施工進(jìn)度上取得較好的效果。在今后的大規(guī)模長(zhǎng)輸管道施工中，將得到更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng) 焊接 技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG409文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-0-01

1 西三線工程概況

西氣東輸三線天然氣管道工程西段（霍爾果斯-中衛(wèi)）第二標(biāo)段始于烏蘇壓氣站出站圍墻外2 m，止于鄯善壓氣站進(jìn)站端圍墻外2 m，總長(zhǎng)度529 km，提前施工段6.3 km，實(shí)際施工長(zhǎng)度為522.7 km。第二標(biāo)段線路由烏蘇壓氣站，經(jīng)獨(dú)山子、沙灣縣、石河子市、瑪納斯縣、呼圖壁縣、昌吉市、烏魯木齊市、托克遜縣、吐魯番市，最后進(jìn)入鄯善縣到達(dá)鄯善壓氣站。在本標(biāo)段，西三線總體并行二線，部分地段還與二線、西部管道三線并行，總體在西二線南側(cè)敷設(shè)。管道沿線大部分位于天山北麓的沖積區(qū)及丘陵臺(tái)地上，地貌類型較復(fù)雜。按工程地質(zhì)特征全線地貌大致分為：山前沖洪積傾斜平原、沖洪積平原、河漫灘及河谷階地、剝蝕-侵蝕丘陵臺(tái)地和中低山地貌，開(kāi)闊平坦，地表植被稀少。

2 CRC全自動(dòng)焊接設(shè)備的引入

近年來(lái)隨著我國(guó)與中亞國(guó)家能源領(lǐng)域合作的進(jìn)一步加強(qiáng)，長(zhǎng)距離油、氣管道工程建設(shè)任務(wù)變的十分繁重，特別是2008年開(kāi)工建設(shè)的西氣東輸二線管道工程，管徑大、強(qiáng)度高、時(shí)間緊、任務(wù)重，如何加快管道的焊接速度，保證焊接質(zhì)量成為長(zhǎng)輸管道施工面臨的一個(gè)重要研究課題。西三線二標(biāo)段工程主線路管道管線長(zhǎng)、管徑大、管壁厚（Ф1219×18.4/22）且工期緊。通過(guò)比較以往雙“V”型坡口、STT半自動(dòng)根焊+半自動(dòng)填、蓋的工藝，在相同條件下有效保證焊接進(jìn)度的目標(biāo)下，本標(biāo)段沿用了西二線使用的CRC全自動(dòng)內(nèi)根焊+P260全自動(dòng)熱焊+P600全自動(dòng)填、蓋焊接技術(shù)。CRC全自動(dòng)內(nèi)根焊+P260全自動(dòng)熱焊+P600全自動(dòng)填、蓋焊接技術(shù)是美國(guó)CRC公司的新型專利技術(shù)，由于采用了內(nèi)根焊（內(nèi)焊機(jī)上帶8個(gè)焊接槍頭）和P600雙焊矩（1套設(shè)備上2個(gè)槍頭）設(shè)備，相比之下焊接速度大大提高，所用人員、設(shè)備與同等能力的半自動(dòng)相比大大減少。例如，中石油管道局在印度東氣西送管線上引進(jìn)了該焊接技術(shù)，Φ1219管線平均每天可焊接 40多道，最多一天焊接了100道焊口以上；新疆油建公司也引入美國(guó)全自動(dòng)內(nèi)根焊+P260全自動(dòng)熱焊+P600全自動(dòng)填、蓋焊接技術(shù)，并先后應(yīng)用到國(guó)家重點(diǎn)工程西氣東輸二線西段、東段、中貴聯(lián)絡(luò)線及平泰支線及近期的西氣東輸三線西段天然氣管道等。采用CRC全自動(dòng)焊接不但保證了焊接速度，還保障了非常漂亮的焊縫外觀成型，使得在各工程項(xiàng)目的進(jìn)度上均取得了不菲的成績(jī)。

3 全自動(dòng)焊接設(shè)備簡(jiǎn)介

全自動(dòng)焊接設(shè)備主要組成部分為：CRC機(jī)械坡口機(jī)、內(nèi)焊機(jī)、P260外焊機(jī)，P260是傳統(tǒng)的CRC-EVANS P200的功能性升級(jí)，它的系統(tǒng)提供恒定的焊接參數(shù)和質(zhì)量控制，焊機(jī)有導(dǎo)電嘴至熔池的跟蹤功能以保證導(dǎo)電嘴與熔池之間有恒定工作距離。P600外焊機(jī)，它是兩個(gè)獨(dú)立焊槍互聯(lián)工作的新一代外焊機(jī)。其中：根焊設(shè)備：CRC EVANS/IWM自動(dòng)內(nèi)焊機(jī)配相適應(yīng)直流焊接電源。熱焊：CRC EVANS/P260自動(dòng)外焊機(jī)配相適應(yīng)直流焊接電源。填充、蓋面設(shè)備：CRC EVANS/P600自動(dòng)外焊機(jī)配相適應(yīng)直流焊接電源。

4 全自動(dòng)焊接施工措施

長(zhǎng)輸管道全自動(dòng)焊接施工部分一般包括以下工序流程：管口組對(duì)及內(nèi)焊打底一體的方式→P260熱焊→P600雙焊槍填充→P600雙槍排焊蓋面。考慮到全自動(dòng)焊接采用的流水線焊接流程，從打底→熱焊→填充一二→填充三四→排焊蓋面，其中配備相應(yīng)的打底內(nèi)焊機(jī)設(shè)備、熱焊設(shè)備及焊棚、填充焊棚、蓋面焊棚，每個(gè)焊棚為一組，每組配兩名電焊工。在引進(jìn)全自動(dòng)焊技術(shù)之后，施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)的施工措施：國(guó)外的CRC P600焊接工藝，采用的翻跟頭的焊接方式，即在根焊和熱焊采用流水作業(yè)完成后，后面的每組焊工完成從填充一至蓋面的所有工序。但是國(guó)內(nèi)由于受到作業(yè)帶寬度的限制，每臺(tái)設(shè)備只能按前后順序行走，因此結(jié)合實(shí)際情況對(duì)施工工序進(jìn)行改進(jìn)，每組電焊工只進(jìn)行專一的填充或蓋面的施工，避免了在翻跟頭時(shí)超占作業(yè)帶。但為了避免出現(xiàn)其他影響生產(chǎn)的狀況，我們對(duì)每一個(gè)電焊工都要求對(duì)每層焊接工序的技術(shù)都進(jìn)行了掌握。至此，在西三線二標(biāo)段全自動(dòng)焊接機(jī)組在較短時(shí)間里累計(jì)完成主線路焊接30km，雖然由于新疆高原風(fēng)大、溫差大等不利環(huán)境因素對(duì)全自動(dòng)焊接效率有較大影響，但是新疆地貌平坦適宜于全自動(dòng)的焊接，使其為后續(xù)施工工序的快速開(kāi)展創(chuàng)造了極有利的條件。

5 推廣應(yīng)用及前景預(yù)測(cè)

（1）推廣應(yīng)用。CRC P600自動(dòng)焊技術(shù)在西氣東輸二線管道工程取得成功后，在西氣東輸支線路及西氣東輸三線工程上又再次對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。同時(shí)西氣東輸三線二標(biāo)段引進(jìn)了新型下溝設(shè)備—德國(guó)菲茨吊籃，經(jīng)過(guò)磨合使用后，每天最多可進(jìn)行1219大口徑管道下溝3 km以上，保證了西三線管道工程的施工進(jìn)度，為后續(xù)施工工序的快速開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（2）應(yīng)用前景。CRC P600雙焊槍全自動(dòng)焊接技術(shù)通過(guò)在西氣東輸二線、西氣東輸三線等國(guó)家重點(diǎn)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的使用，目前人員技術(shù)水平、設(shè)備磨合情況等都已趨于穩(wěn)定，焊接速度在管材供應(yīng)充足、地勢(shì)平坦的情況下，每天平均可焊接50道口以上，無(wú)損檢測(cè)合格率能保證達(dá)到95%以上，確定了全自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用取得的成功，今后可以在其他大口徑長(zhǎng)輸管線上推廣應(yīng)用。目前西氣東輸三線工程（與二線同管徑、同管材、同路由）已將完成，西氣東輸四線等后續(xù)大口徑天然氣長(zhǎng)輸管道也在籌劃中，管線沿途地形多平坦適宜全自動(dòng)焊接，因此近幾年的管道施工任務(wù)將非常飽滿，CRC P600全自動(dòng)焊接技術(shù)大有用武之地。同時(shí)結(jié)合吊籃在平坦地段下溝才能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)下溝速度的特點(diǎn)，全自動(dòng)焊接技術(shù)也需要在具備類似施工條件下才能達(dá)到最優(yōu)焊接速度，因此全自動(dòng)焊接技術(shù)和吊藍(lán)下溝的雙高效化結(jié)合也將成為趨勢(shì)，并將逐漸得到廣泛應(yīng)用，從而使得長(zhǎng)輸管道工程的施工能夠更高效進(jìn)行。所以，全自動(dòng)焊接技術(shù)及吊籃下溝在接下來(lái)的管道施工中必將展示其令人滿意的成效。

總之，應(yīng)用CRC全自動(dòng)焊接技術(shù)，有效的解決了西三線西段二標(biāo)段任務(wù)重、工期緊的難題。滿足了業(yè)主對(duì)施工進(jìn)度和質(zhì)量、健康、安全、環(huán)保的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]孫亞玲，曹俊芳，金云翔，等.基于PIC的管道焊接機(jī)器人的研究[J].北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（1）.