長輸管道全自動焊接機組的管理現狀分析

孫正卓

（中石化中原油建工程有限公司，河南 濮陽 457001）

長輸管道全自動化焊接技術具有非常顯著的優勢，不僅效率高且穩定性很高，屬于長輸管道建設領域當中的重要技術類型。從目前的長輸管道施工來說，其焊接方法具有多樣性，主要有向上焊、下向焊、手工半自動焊、氣體保護焊、全自動焊等，其中我國常用的焊接方法就是下向焊和手工半自動焊，但是在長輸管道的施工不斷發展影響下，對于焊接質量和焊接效率提出更高的要求，國外開始廣泛應用到自動化焊接工藝。隨著長輸管道鋼級的不斷提高和國內外對環保要求的提升，推廣和采用全自動焊接技術來進行管道施工已經成為當前重點的內容，它具有更高的焊接合格率，并且具有更高的自動化程度，能夠在很大程度上減少人為因素造成的不利影響，進一步提升焊口焊接一次合格率[1]。

1 長輸管道全自動焊接機組的管理現狀

1.1 長輸管道建設全自動焊接技術不夠連續

對于我國長輸管道全自動焊接技術的應用來說，需要提前做好對全自動焊機組的構建，其中包括操作員工的技術培訓和考試，只有全部組員都具有相關資質之后才可以保證階段性的全自動焊接工作的順利性。對于全自動焊接機組來說，它并不是一成不變的，經常會隨著施工任務的變化而對自身的功能進行改變，不僅可以拆建成半自動焊機組，也可以拆建成手工焊接機組，從而實現對資源的最大化利用。但與此同時也要注意的一個問題就是，這種極具靈活性的施工組織形式會陷入到一個“組建一培訓一磨合一施工”的循環當中，需要經常的熟練和磨合，這會在很大程度上影響到施工機組的技術提升和改進。對于施工單位來說，必須要關注到自動焊的操作人員，做好技術培訓，更好地實現技術的交流和溝通。

全自動焊機組必須要擁有一套足夠完整的全自動焊接設備，對于我國當前的陸地長輸管道焊接來說，它的全自動設備匹配是具有很強復雜性的，因為不同的設備之間需要有不同的搭配和組合，也會涉及到不同的施工操作細節，如果操作人員無法對其進行連續使用就會給其使用的功效造成不利的影響。全自動焊接工藝對坡口質量和坡口型式有著嚴格的要求，因此需要有配套的坡口整形機等設備來對其進行支持。一般來說，全自動焊接的保護氣體，這種焊接方法比其他焊接方法具有更高的施工環境要求，一般需要將環境風速控制在小于2m/s 的狀態當中。全自動焊接對坡口要求嚴格，必要時用坡口整形機對管口進行整形。總體來說，全自動焊設備的固化可以在很大程度上實現對設備功效的有效發揮，是值得推廣和應用的重要內容[2]。

1.2 全自動焊接機組設備的操控能力較差

對于全自動焊接機組來說，它是由一整套的全自動焊設備所組成。就目前來說，我國能夠完成根焊的內焊機(PIW)有英國NOREAST、美國CRC-EVANS 和中國管道局3 家公司的產品，完成根焊的外焊機有意大利的PWT，近幾年，隨著國產全自動設備的發展，熊谷A 系列突顯優勢（例如A-610、A-305 等），越來越多的長輸管道開始應用。全自動焊接機組與施工作業周邊的溫度、濕度和風速以及保護氣純度都具有重要的關系，一般都需要依據施工的情況來做出對焊接參數的合理化調整。全自動焊設備是全自動焊應用的硬件設施，只有很好的發揮出全自動焊的全部功效才能展示出自身的核心競爭力。對于目前的全自動焊接機組設備來說，其操作需要相關人員的綜合操作能力來做好支撐，一般是將施工現場條件作為主要的依據，根據其變化來對設備的運行參數和故障運維情況采取相應措施。從現階段來看，我國的多數施工單位都有為全自動焊接機組操作人員提供相應的技能培訓和考核工作，這可以在很大程度上實現對全自動焊接設備操作方法的掌握。但是一旦施工的現場條件出現了變化，還是會有不少的操作人員無法做出快速的回應，經常需要聘請專家來完成相應內容。這種偏事后管理的現狀很容易會影響焊接的質量和效果，因此需要對操作人員的現場調控能力做出有效的提升[3]。

2 焊接經濟工程量分析

2.1 適應全自動焊接技術區域的完整標段劃分

對于全自動化焊接技術來說，它在應用的過程中主要是受到施工現場地形和地貌的重要影響，因為山區、水網和丘陵地帶都具有明顯的起伏，因此經常會使用到彎管、彎頭，在這樣的情況下無法讓全自動焊機實現連續性的作業。我國是地形復雜的國家，全自動焊接技術的應用需要在較為平坦的西部戈壁、荒漠，中部的高原及部分平原。從目前來看，我國的管道焊接市場當中，主要是將半自動焊作為主力，有著較為激烈的市場競爭關系，甲方公司為了更好地節約成本資源，讓市場經濟可以得到良好的競爭關系，因此劃分了較多的標段，將其劃分給不同的施工企業來進行施工。對于不同的施工企業來說，大都將經濟性作為主要的參考依據，因此一般不會選技術難度較高的全自動焊接技術，而甲方公司在這個時候就需要有意識的做好全自動焊區段的保留，繼而更好地促進我國管道焊接技術的應用和發展。

2.2 全自動焊接機組的焊接經濟工程量

2.2.1 優勢分析

首先是可靠性高。因為全自動焊接機組主要是通過數字化的信息技術的方式來實現對焊點和弧形的測量，讓其可以達到一個最為理想的焊接狀態；其次節約成本。利用全自動焊接機組可以讓生產效率得到有效提升，能夠在很大程度上減少不良產品的概率，通過這樣的方式來實現對材料成本的節省。對于全自動焊接機組的應用來說，它可以在很大程度上節省人力成本，讓機器的控制可以從多人操作變為一人操作；三是能耗不高。對于全自動焊接機組來說，其能耗整體處在一個較低的狀態當中，幾乎和普通的手動焊接機差不多；最后就是壽命較長。將全自動焊接機組與普通手動焊接機進行比較可以看出，全自動焊接機組具有更強的耐磨性，并且質量更為優質，有著非常強的抗磨損能力，方便對其進行安裝和管理，同時也在最大限度上實現對機器的保障，讓機器的使用壽命可以得到延長。

2.2.2 經濟分析

目前來看，大多數的全自動焊接都是保持著每天75 道口，而半自動焊接的效率大約是全自動焊接的一半，也就是每天保持在大約30 道口。但是不管是全自動焊接還是半自動焊接來說，其機器設備大都是采用租賃的方式。其中全自動焊接機組的設備租金大約是半自動焊接設備的三倍左右，再加上全自動焊接機組設備一般都是最少租賃6 個月左右的時間。從人工費用的角度來看，全自動焊接機組的設備具有操作人員數量多且效率高的重要特點，因此從這個角度來看其效果要優于半自動焊機組。從其他方面入手，全自動焊接機組的綜合費用要明顯高于半自動焊接機組的設備費用。總體來說，不管是全自動化的焊接還是半自動化的焊接都需要做好最后的磨合和收尾工作，時間大都維持在1 月左右的時間[4]。

3 焊接工序控制要點

3.1 準備工作

在應用全自動焊接機組的時候，相關的施工單位需要關注到施工過程當中的地形和地貌并提前做好施工的準備，為焊接工作提供更好的依據。首先來說，施工單位需要做好對管道的合理設計，讓縱向坡度可以與全自動焊保持在相適應的狀態當中，同時還要關注到彎管與焊接的適應性。對于機組工作人員來說，要做好焊接地段的勘察和管理，通過掌握相關的施工影響因素來保證施工的質量。另外還要做好焊材的嚴格檢查，讓焊材的型號和批號可以更好的符合相關的要求。保護氣體的檢驗也是非常重要的內容，需要對其進行檢驗，同時做好對坡口角度的把關。

3.2 及時檢驗焊口

對于長輸管道焊接來說，它的每道焊口都需要經過一定的檢驗，不管超聲波檢測AUT 還是射線檢測RT 都可以，但是只有保證檢驗合格之后才可以將焊口投入到實際的應用當中，而對于不合格的焊口來說，一般都需要對其進行返修或者割口重焊。從我國目前的檢測公司現狀來看，普遍都存在著焊口檢測滯后性的重要問題，不僅會涉及到管道焊接檢測的拍片、洗片以及評片的時間問題，還會涉及到施工作業面和檢測人員的問題，對于相關的工作人員來說，想要同時完成不同工作面的工作是非常具有難度性的。在開展半自動焊接的時候經常會有檢測結構滯后的現象，同時這也是全自動焊接作業開展過程所無法承受的質量性風險，如果說無法實現對偏差問題的及時糾正，就很有可能導致全自動焊接施工的同一項質量問題在不同的焊口中批量性的重復出現。

如果將一個全自動焊接機組的正常施工看作是75 道口/天，而出現問題的當天按照35 道口來進行返修處理，一旦出現質量缺陷問題就要采取手工焊的方式來進行返修。但是手工焊具有效率低的問題，并且很有可能會是管內返修，一次返修成功率為80%。對相關的規定進行關注可以看出，一次返修如果不合格就是割口，一般的割口重焊的進度大都為6 道口/天，而重焊的處理是比較復雜的內容，需要在處理的過程中重點考慮到管道的熱脹冷縮或者加短節，效率一般比較低下，因此需要對重焊的一次性合格多加關注。

全自動焊接技術想要得到有效的應用，其關鍵就在對于對糾偏工作的及時檢測，通過完整的給出反饋檢測結果來從源頭上實現對大型質量缺陷問題的規避，將其大量出現的可能性降到最低的狀態當中。另外，檢測結果一般都與滯后的天數或者是返修的完成時間有著密切性的關系，因此在開展檢修工作的時候需要進一步的加大投入的力度，讓檢測結果可以得到及時有效的獲取。總體來說，在對質量缺陷進行控制的過程中所產生的價值要明顯的高于所投入的成本，因此這對整個全自動焊技術的發展來說非常不利，施工單位對于檢測方開始提出了更為嚴苛的要求。想要更為及時的獲得檢測結果，檢測方必須要投入大量的資源來對其進行保障。同時在及時的完成檢測之后需要實現對檢測信息清晰和準確統計，這對檢測方的管理來說是一項不小的挑戰。對于未來的全自動焊接施工速度來說，需要超越已經存在的75 道口/天，朝著100～120 道口/天的方向進行努力，開始對檢測結果的及時性提出了更高的要求[5]。

4 結語

綜上所述，在現代化工業進程不斷加快的背景下，長輸管道工程的建設規模已經有了初步的擴大，通過對全自動化焊接技術的應用，可以為長輸管道工程提供一個更為具有可靠性的技術支撐。將全自動焊應用的比例進行大幅提升，可以在國家管道建設中發揮出更為強大的競爭力，整體的發展也處在一個勢不可擋的趨勢當中。因此需要正確的認識到全自動焊接技術的發展，將其科學的應用在長輸管道工程當中，積極為工程建設的發展提供一定的助力[6]。