CN115415644A - 一种原油保温管道全自动焊施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油保温管道全自动焊施工方法，包括以下步骤，施工准备，坡口加工，消磁，轨道安装，除湿预热，管口组对，根焊热焊，填充焊接，盖面焊接，防雨防护。本发明管道全位置自动焊是机械性作业，减少操作人员及检验人员的数量，同时也能提高焊接质量和劳动生产率，减轻操作人员的劳动强度，降低管理难度及施工成本。

Description

一种原油保温管道全自动焊施工方法

技术领域

本发明涉及管道焊接施工技术领域，具体涉及一种原油保温管道全自动焊施工方法。

背景技术

至我国上世纪九十年代末开始研究和引进管道自动焊以来，管道自动焊具有功效高、质量稳定、劳动强度低等优点，成为21世纪大口径长输管道最主要的焊接方法。现有技术中，大口径管道全自动焊技术已经得到初步的应用，但原油保温管道施工却是空白，为适应市场需要，需要对原油保温管道焊接方法进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于原油保温管道的全自动焊施工方法，其具备生产效率高、成本低、操作简便的优点。

为实现上述目的，本发明一种原油保温管道全自动焊施工方法，采用了如下技术方案：

一种原油保温管道全自动焊施工方法，包括以下步骤，

施工准备，包括现场勘查，查看施工区域与周边位置关系，有无高压线缆影响管道及焊接设备吊装的因素，确保装备在施工作业区域安全开展工作；根据现场及管道规格材质，编制施工方案并进行审批；检查设备，包括坡口加工设备检查、内对口器检查、焊接电站检查、焊接工棚检查、全自动焊系统动作测试、全自动焊系统电压测试、导电嘴、延长嘴、气杯检查、混合气体流量及配比比例检查；材料核查，包括根据图纸及相关资料对母材和焊材进行核对；

坡口加工，坡口机机头胀紧装置套入管内，使胀爪接触管内壁，操纵固定杆，将坡口机机头胀紧固定在管内，操纵快速进退杆移动刀头至距管口2～3mm 的位置，关闭防护网罩，启动旋转刀盘，操纵前进杆并调整车削刀头进刀量，每圈切削厚度0.2～0.3mm，停止刀盘前进，旋转两圈后退刀头，停止旋转刀盘后完全收回刀盘，检查坡口尺寸与设计工艺一致并记录，松开坡口机固定柱，将坡口机抽出，清除刨花，检查刀具状态，损坏时进行更换，对机器进行系统检查；

消磁，对加工完的坡口进行磁检测，采用消磁仪对超过25高斯的坡口进行消磁作业并记录；

轨道安装，将焊接轨道安装在管口，通过安装4个对称的定位夹定位并锁死，根据轨道锁死后的紧固度调节轨道螺杆长短加固紧固度，一次可安装多个焊接轨道，盖面焊接完成后循环安装，并安装防飞溅挡板；

除湿预热，去除钢管表面水气，减少或消除焊接气孔，预热采用工频感应加热预热，预热温度≥80°；

管口组对，组对时，一侧钢管固定不动，称固定管；一侧钢管移动，进行对口作业，称移动管；组对开始时，首管进行封堵并接地；起吊固定管离开土堆200mm-300mm高度，左右微移，使其纵向方向与设计铺设方向重合，同时微量加高土堆，然后放下固定管，此时管端“翘头”0.5-1°，通过操作杆将对口器A/B涨抓和铜衬垫同时收起并松开开刹车系统后向管端行走至铜衬垫外漏管端100-300mm停止，采用钢丝刷手工清理铜衬垫表面，对口器向管内行走至管端边且位于铜衬垫宽度的1/2处停止，利用手动葫芦对伴热管引出线进行微调对齐作业，涨起A爪，将移动管按组对间隙要求吊装到位，上下左右调节后同步利用手动葫芦使钢管旋转调节伴热槽对齐利用操作杆涨起B爪和升起铜衬垫完成组对作业，检查组对尺寸与设计工艺一致并记录；

根焊热焊，焊接工棚吊至待焊管口，关好棚门，放下地板，将防飞溅胶皮铺设在钢管端口保温层上，安装双回路地线装置(待焊侧)，确保与坡口接触良好，安装焊接小车于轨道上，试行走确认机头安装稳固，根据焊层位置在控制器上选择正确档位，将焊接小车行走到12:00位置左右，焊丝伸出4mm-5mm，对准焊道对中，确保保护气杯挡板与管壁紧密接触，采用对焊焊接，将焊接工棚吊至下一焊口重复整个过程；之后进行填充焊接，焊接时起弧、收弧处与根焊热焊处错开30mm-50mm；之后进行盖面焊接，焊接时起弧、收弧处与填充焊接处错开30mm-50mm；

防雨防护，待焊缝表面温度降低到50℃左右时对保温层进行防雨包裹，结束焊接后对末管进行封堵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明管道全位置自动焊是机械性作业，减少操作人员及检验人员的数量，同时也能提高焊接质量和劳动生产率，减轻操作人员的劳动强度，降低管理难度及施工成本。

2、本发明-管道全自动焊的编程、操作、实时修改参数等均采用计算机，不但可以降低焊工劳动强度，保证焊接质量，提高焊接生产效率，而且明弧操作，易于掌握，降低对焊工操作技能的要求。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种原油保温管道全自动焊施工方法，适用于直径500mm≤DN≤2000mm、保温层厚度≤90mm、保温层外漏裸管200mm-无限mm的管道焊接，包括以下步骤，

施工准备，包括现场勘查，查看施工区域与周边位置关系，有无高压线缆影响管道及焊接设备吊装的因素，确保装备在施工作业区域安全开展工作；根据现场及管道规格材质，编制施工方案并进行审批；检查设备，包括坡口加工设备检查、内对口器检查、焊接电站检查、焊接工棚检查、全自动焊系统动作测试、全自动焊系统电压测试、导电嘴、延长嘴、气杯检查、混合气体流量及配比比例检查；材料核查，包括根据图纸及相关资料对母材和焊材进行核对；

坡口加工，坡口机机头胀紧装置套入管内，使胀爪接触管内壁，操纵固定杆，将坡口机机头胀紧固定在管内，操纵快速进退杆移动刀头至距管口2～3mm 的位置，关闭防护网罩，启动旋转刀盘，操纵前进杆并调整车削刀头进刀量，每圈切削厚度0.2～0.3mm，停止刀盘前进，旋转两圈后退刀头，停止旋转刀盘后完全收回刀盘，检查坡口尺寸与设计工艺一致并记录，松开坡口机固定柱，将坡口机抽出，清除刨花，检查刀具状态，损坏时进行更换，对机器进行系统检查；

消磁，对加工完的坡口进行磁检测，采用消磁仪对超过25高斯的坡口进行消磁作业并记录；

轨道安装，将焊接轨道安装在管口，通过安装4个对称的定位夹定位并锁死，根据轨道锁死后的紧固度调节轨道螺杆长短加固紧固度，一次可安装多个焊接轨道，盖面焊接完成后循环安装，并安装防飞溅挡板；

除湿预热，去除钢管表面水气，减少或消除焊接气孔，预热采用工频感应加热预热，预热温度≥80°；

管口组对，组对时，一侧钢管固定不动，称固定管；一侧钢管移动，进行对口作业，称移动管；组对开始时，首管进行封堵并接地；起吊固定管离开土堆200mm-300mm高度，左右微移，使其纵向方向与设计铺设方向重合，同时微量加高土堆，然后放下固定管，此时管端“翘头”0.5-1°，通过操作杆将对口器A/B涨抓和铜衬垫同时收起并松开开刹车系统后向管端行走至铜衬垫外漏管端100-300mm停止，采用钢丝刷手工清理铜衬垫表面，对口器向管内行走至管端边且位于铜衬垫宽度的1/2处停止，利用手动葫芦对伴热管引出线进行微调对齐作业，涨起A爪，将移动管按组对间隙要求吊装到位，上下左右调节后同步利用手动葫芦使钢管旋转调节伴热槽对齐利用操作杆涨起B爪和升起铜衬垫完成组对作业，检查组对尺寸与设计工艺一致并记录；

工艺预热，采用工频感应预热，控制预热温度＞设计预热温度20％-30％，工艺预热与除湿预热合并进行，预热温度以工艺预热温度为准；

根焊热焊，焊接工棚吊至待焊管口，关好棚门，放下地板，将防飞溅胶皮铺设在钢管端口保温层上，安装双回路地线装置(待焊侧)，确保与坡口接触良好，安装焊接小车于轨道上，试行走确认机头安装稳固，根据焊层位置在控制器上选择正确档位，将焊接小车行走到12:00位置左右，焊丝伸出4mm-5mm，对准焊道对中，确保保护气杯挡板与管壁紧密接触，采用对焊焊接，将焊接工棚吊至下一焊口重复整个过程；之后进行填充焊接，焊接时起弧、收弧处与根焊热焊处错开30mm-50mm；之后进行盖面焊接，焊接时起弧、收弧处与填充焊接处错开30mm-50mm；

防雨防护，待焊缝表面温度降低到50℃左右时对保温层进行防雨包裹，结束焊接后对末管进行封堵。

焊接时采用SERIMAX SATURNAX 05系焊机组，按下控制器上的通气键，使保护气体充满气槽，按下一号枪起弧按钮，机头向下行走大约3-5秒后按下二号枪起弧按钮，焊接过程中发现焊丝偏移焊缝中心时通过遥控器进行左右微调，焊接过程中发现坡口增宽时通过遥控器加减摆幅，焊枪行走(顺时针)至6：30 分位置左右，按下一号枪停止按钮，5-6秒后按下二号枪停止按钮。单侧焊接完成，将焊接小车回行至方便拆卸的位置拆除并清理飞溅，一侧焊工完成50％后另一侧焊工重复上述动作完成剩余一侧焊缝，拆除地线装置，收起防飞溅胶皮，采用钢丝刷和砂轮机对焊缝进行清理。

焊接参数通过电脑预设进电气控制箱(以下缩写为ECU)内，圆周单边180°范围内最多可设置34组焊接参数，如：焊接5G/6G位置时可在平、立、仰给自相对应的空间角度范围中设置最适合各自位置的最佳参数值，每层焊道焊接参数可以单独编程，具有全自动的垂直跟踪系统，能精确的控制整个焊接过程杆身长度一致，使焊接过程稳定，确保焊接质量，双枪头设计，完成一次焊接可焊接两层焊缝，提高工效，通用性强，从根焊、填充到盖面无需更换型号。

整体上，采用单边J型窄坡口角度设计，单边坡口角度仅4°左右，比常规 V型坡口焊缝节约焊材45％-55％，并提高焊接速度，根焊采用“无间隙”焊接形式，提高组对速度，采用实心焊丝，提高熔敷效率及焊接速度，操作者手持遥控器便可完成整个焊接过程，大大降低了劳动强度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种原油保温管道全自动焊施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

施工准备，包括现场勘查，查看施工区域与周边位置关系，有无高压线缆影响管道及焊接设备吊装的因素，确保装备在施工作业区域安全开展工作；根据现场及管道规格材质，编制施工方案并进行审批；检查设备，包括坡口加工设备检查、内对口器检查、焊接电站检查、焊接工棚检查、全自动焊系统动作测试、全自动焊系统电压测试、导电嘴、延长嘴、气杯检查、混合气体流量及配比比例检查；材料核查，包括根据图纸及相关资料对母材和焊材进行核对；

坡口加工，坡口机机头胀紧装置套入管内，使胀爪接触管内壁，操纵固定杆，将坡口机机头胀紧固定在管内，操纵快速进退杆移动刀头至距管口2～3mm的位置，关闭防护网罩，启动旋转刀盘，操纵前进杆并调整车削刀头进刀量，每圈切削厚度0.2～0.3mm，停止刀盘前进，旋转两圈后退刀头，停止旋转刀盘后完全收回刀盘，检查坡口尺寸与设计工艺一致并记录，松开坡口机固定柱，将坡口机抽出，清除刨花，检查刀具状态，损坏时进行更换，对机器进行系统检查；

消磁，对加工完的坡口进行磁检测，采用消磁仪对超过25高斯的坡口进行消磁作业并记录；

轨道安装，将焊接轨道安装在管口，通过安装4个对称的定位夹定位并锁死，根据轨道锁死后的紧固度调节轨道螺杆长短加固紧固度，一次可安装多个焊接轨道，盖面焊接完成后循环安装，并安装防飞溅挡板；

除湿预热，去除钢管表面水气，减少或消除焊接气孔，预热采用工频感应加热预热，预热温度≥80°；

管口组对，组对时，一侧钢管固定不动，称固定管；一侧钢管移动，进行对口作业，称移动管；组对开始时，首管进行封堵并接地；起吊固定管离开土堆200mm-300mm高度，左右微移，使其纵向方向与设计铺设方向重合，同时微量加高土堆，然后放下固定管，此时管端“翘头”0.5-1°，通过操作杆将对口器A/B涨抓和铜衬垫同时收起并松开开刹车系统后向管端行走至铜衬垫外漏管端100-300mm停止，采用钢丝刷手工清理铜衬垫表面，对口器向管内行走至管端边且位于铜衬垫宽度的1/2处停止，利用手动葫芦对伴热管引出线进行微调对齐作业，涨起A爪，将移动管按组对间隙要求吊装到位，上下左右调节后同步利用手动葫芦使钢管旋转调节伴热槽对齐利用操作杆涨起B爪和升起铜衬垫完成组对作业，检查组对尺寸与设计工艺一致并记录；

根焊热焊，焊接工棚吊至待焊管口，关好棚门，放下地板，将防飞溅胶皮铺设在钢管端口保温层上，安装双回路地线装置(待焊侧)，确保与坡口接触良好，安装焊接小车于轨道上，试行走确认机头安装稳固，根据焊层位置在控制器上选择正确档位，将焊接小车行走到12:00位置左右，焊丝伸出4mm-5mm，对准焊道对中，确保保护气杯挡板与管壁紧密接触，采用对焊焊接，将焊接工棚吊至下一焊口重复整个过程；之后进行填充焊接，焊接时起弧、收弧处与根焊热焊处错开30mm-50mm；之后进行盖面焊接，焊接时起弧、收弧处与填充焊接处错开30mm-50mm；

防雨防护，待焊缝表面温度降低到50℃左右时对保温层进行防雨包裹，结束焊接后对末管进行封堵。

2.根据权利要求1所述的一种原油保温管道全自动焊施工方法，其特征在于：还包括工艺预热步骤，采用工频感应预热，控制预热温度＞设计预热温度20％-30％，工艺预热与除湿预热合并进行，预热温度以工艺预热温度为准。