提高海底管線陸地接長生產效率的一種方法

周懷杰

摘 要：海上石油開采生產的油、氣是通過海底管道一并集中起來，然后輸送到終端分解處理廠、單點油輪系泊或者是采油平臺等。為了加強提高海上的鋪設進度和控制海上施工作業生產成本，在陸地預制工作中采用12米的管線接長成為24米的預制接長方法，相當于把海上施工50%的工作量轉移到陸地進行焊接作業，這樣的方法可以良好縮短船舶海上施工作業的周期，是降低海上施工費用一種良好的作業方法。

關鍵詞：工藝創新;提高生產效率;降低生產效率;降低勞動強度

一、問題現狀：

前期，在輸油、輸氣管線陸地預制接長作業，一般采用的是STT氣體保護張力焊+半自動藥芯自保護焊接工藝，該工藝為兩根12米管線，對接在一起接長成為24米，每一組焊接施工的空間，有序相隔1.5米的空間并且有序排列，每20根管為一個批次分別實施組對和焊接任務，待上一個批次的鋼管節點全部完成焊接后，再吊裝更換下一個批次節點，在這種情況下很難形成流水作業。

此項陸地預制作業填充焊接，采用的是半自動藥芯焊絲自保護焊接工藝，焊接作業中由于每一名焊工要配備一臺單獨的焊接機頭和一根二次電源線。每焊完一道焊縫都要移動焊接電源線更換到下一個作業地點，再進行另一道焊口的焊接任務，所以二次電源先和控制線經常交織纏在一起很難捋順，攪成了“蜘蛛網”一樣的亂， 焊工反饋拽線移動焊接機頭，比焊接一道焊縫的工作量要大而且還累，所以造成了預制工作效率低和勞動強度很高的問題。

二、實施方案：

為了提高生產效率，創新使用埋弧焊預制方法，可以應用到多種規格的鋼管節點中，同時還是一種高生產效率的工藝。該項預制方法是在施工現場應用一機兩胎”的操作方法，充分利用埋弧自動焊生產高效、焊接質量高的優勢特點。一機兩胎操作法為：兩組轉胎分為A 組轉胎和B組轉胎兩組轉胎，在兩組轉胎中間配一臺埋弧自動焊機，首先進行A 組轉胎的組對，經過檢驗合格后施焊打底、填充、蓋面施焊作業;B組轉胎開始吊管組對，經過檢驗合格后施焊打底、填充、蓋面施焊作業;B組轉胎打底完畢后，A組轉胎也基本完成了焊縫焊接，待打底完成后即可調轉機頭開始施焊作業，這樣就形成了海底管線預制循環作業，該項工藝可以達到設備和人員生產率100%，較原來的工藝提高生產效率20%左右，節省人工投入20%左右的效果。

針對室外作業天氣變化的影響因素，現場結合焊接任務需求，設計制作分體式可移動擋風架，擋風架高2米左右分左右兩個單體，焊接操作車和可移動式埋弧自動焊裝置，在擋風棚內可以靈活轉向移動便于施焊。在擋風架高度中間前面立柱位置，按照海底管線規格分別預留半圓弧形，以便兩個單體合并成為一個封閉的空間，當遇到風、雨遇惡劣天氣時，將分體式架子合而為一，構成封閉空間進行施工作業，使焊接質量得到有效保證。

五、解決方法：

可移動式焊接裝置一共由三大部分組成：底座規格為800mmx1200mmx100mm，在四角分別安裝4個滑動輪;上部為可升降平板工作臺，可將焊接機頭置放于平臺施焊;中部由4根套裝鋼管組成升降結構部分，底座與工作臺通過升降螺栓連接形成高度調節裝置。可移動式埋弧自動焊裝置底部有四個方向輪，該裝置可輕松挪動位置，在雙焊道形式工作下，可在焊接本側管道完成后進行移動， 置于對側焊道后繼續進行焊接，焊接完成的24米海底管線接管可以同時進行吊裝工作。

焊接機頭置于水平工作臺上，根據焊點位置調整好埋弧焊機頭中心點。焊接過程中，當焊接直線度偏差過大，焊槍在焊接中難以保持最佳位置，在通過埋弧焊機頭本身上下行程調節桿調節無法達到要求時，可通過中部套裝高度調節管進行粗調，機頭調節桿進行微調，共同調節下使焊槍與管道焊點高度保持一致，形成有效焊接工作。

雙轉胎流水線式預制海底管道接長工藝，為兩組轉胎配一臺可移動式埋弧自動焊接機頭， 兩組工作線的打底和填充焊接工作交替進行無間隙搭接，形成流水線式的作業預制海底管道接長工藝，極大提高了工作效率和焊接質量。針對雨雪天氣應用可移動式埋弧自動焊裝置和一種雙轉胎流水作業預制海底管道接長工藝時，應用分體式可移動擋風架，構成封閉空間預防風、雨天氣的影響保障焊接質量，有效保障施工作業進度并且可以起到提質增效的作用。

可移動式焊接裝置圖為：結構部分：①焊接平臺，②平臺箱形椎體，③弧形加強板，④外套管，⑤內套管，⑥中層平臺，⑦主體立柱，⑧底座，⑨直行輪，⑩萬向輪。①焊接平臺600mmx1200mm與②平臺箱形椎體和③弧形加強板組裝成為焊接平臺，用于放置埋弧自動焊機頭。在箱形體的立板上加裝外套管司與內套管④形成平臺升降導向。將內套管⑤垂直固定在⑥中層平臺，通過⑦主體立柱和⑧底座連接形成焊接平臺支撐結構部分，調整出合適的焊接裝置高度。在⑧底座前方安裝2個⑨直行輪，后方安裝2個⑩萬向輪，以方便操作調整埋弧自動焊裝置的工作位置。

可移動式埋弧自動焊裝置可以靈活移動，在“一機雙胎”作業法的工作下，兩組轉胎中間配一臺可移動式埋弧自動焊接機頭，在一側管道焊接完成后，通過移動式焊接裝置，對另一側焊道后繼續進行焊接，可以達到同時進行組對、吊裝、焊接和節點防腐工作，A和B兩組兩條工作線的打底和填充焊接工作交替進行無間隙搭接。形成流水線式的作業預制海底管道接長工藝，解決了以前只能進行單一工序、設備移動頻繁、人工操作程度大等問題，有效提高了海底管道陸地預制的工作效率和質量。

雙轉胎預制海底管道接長工藝：獨立的一組工作線，由4個轉胎構成，其間隔距離為6米、4米和6米。將 12米的管道擺放在轉胎上面進行組對，待組對完成后實施打底和填充焊接。在焊接過程中，另外一條作業線，可以進行節點防腐保溫、組對、焊接工作，兩條作業線為一組形成流水線式的工作方法，依據該工藝可以同時布置多套生產線，以保障海底管道陸地預制工作高效實施，起到如期完成生產任務的作用。

六、注意事項：

在實際生產項目中，工程項目首先根據工作量計劃出使用的場地面積，確保滿足施工需求。按照計劃分別劃分出12米單節管存放區域、組對前的焊口處理區域、內管接長完后的管存放在半成品區域、焊縫無損檢驗區域和接長成品管的存放區域。避免發生由于受作業區域的面積限制，不能夠滿足開工后的需求，造成生產過程中影響作業進度的問題。

生產準備工作齊全后，首先檢查鋼管端口不圓度，一般情況下最大誤差值不大于1mm，檢查鋼管端部是否有損傷問題等，經過確認合格后。在海底管道的打磨區域，使用電動工具進行坡口打磨處理，按照工藝標準規范焊道的外邊沿25毫米內沒有油污、鐵銹等，鋼管的表面露出金屬光澤。打磨后使用吊機將打磨處理后的鋼管吊至組對待用的臨時存放位置，把2根12米的鋼管接長組對在一起，使用STT氣體保護焊工藝定位焊，完成50%的長度定位焊以后撤掉組對卡子，經向質量控制檢驗員報檢合格后，使用STT焊接工藝開始打底焊接作業，然后再使用埋弧自動焊進行填充焊接、蓋面焊接，過程中控制打底焊和填充作業的時間間隔不大于10分鐘，填充焊接時先啟動轉胎調節出合適的轉動速度，再啟動埋弧自動焊的按鈕。施焊滿焊后使用電動工具處理外表成型，自檢合格后向現場驗收專職人員進行焊接質量檢驗報檢，將24米接長管線吊至存放區域，做好管道的外護層防護裝船備用。

七、結束語：

通過此項生產技術創新，為預制生產起到提高效率的效果，體現出了知識技能引領企業制造發展的作用。有效保障工程項目能夠以優質高效的成績完成生產任務，如期完工交付于甲方優質服務于業主。體現出了企業的發展壯大，離不開科學的管理和先進的生產制造工藝，只有不斷通過新工藝開發、新技術推廣應用才能提高工效降低生產成本，有力提升企業在同行業中的市場競爭力。