淺談西三線二標段全自動焊接技術的應用

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

關鍵詞：全自動 焊接 技術 應用

中圖分類號：TG409文獻標識碼：A 文章編號：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）第二標段始于烏蘇壓氣站出站圍墻外2 m，止于鄯善壓氣站進站端圍墻外2 m，總長度529 km，提前施工段6.3 km，實際施工長度為522.7 km。第二標段線路由烏蘇壓氣站，經獨山子、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，最后進入鄯善縣到達鄯善壓氣站。在本標段，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，總體在西二線南側敷設。管道沿線大部分位于天山北麓的沖積區及丘陵臺地上，地貌類型較復雜。按工程地質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-侵蝕丘陵臺地和中低山地貌，開闊平坦，地表植被稀少。

2 CRC全自動焊接設備的引入

近年來隨著我國與中亞國家能源領域合作的進一步加強，長距離油、氣管道工程建設任務變的十分繁重，特別是2008年開工建設的西氣東輸二線管道工程，管徑大、強度高、時間緊、任務重，如何加快管道的焊接速度，保證焊接質量成為長輸管道施工面臨的一個重要研究課題。西三線二標段工程主線路管道管線長、管徑大、管壁厚（Ф1219×18.4/22）且工期緊。通過比較以往雙“V”型坡口、STT半自動根焊+半自動填、蓋的工藝，在相同條件下有效保證焊接進度的目標下，本標段沿用了西二線使用的CRC全自動內根焊+P260全自動熱焊+P600全自動填、蓋焊接技術。CRC全自動內根焊+P260全自動熱焊+P600全自動填、蓋焊接技術是美國CRC公司的新型專利技術，由于采用了內根焊（內焊機上帶8個焊接槍頭）和P600雙焊矩（1套設備上2個槍頭）設備，相比之下焊接速度大大提高，所用人員、設備與同等能力的半自動相比大大減少。例如，中石油管道局在印度東氣西送管線上引進了該焊接技術，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全自動內根焊+P260全自動熱焊+P600全自動填、蓋焊接技術，并先后應用到國家重點工程西氣東輸二線西段、東段、中貴聯絡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，使得在各工程項目的進度上均取得了不菲的成績。

3 全自動焊接設備簡介

全自動焊接設備主要組成部分為：CRC機械坡口機、內焊機、P260外焊機，P260是傳統的CRC-EVANS P200的功能性升級，它的系統提供恒定的焊接參數和質量控制，焊機有導電嘴至熔池的跟蹤功能以保證導電嘴與熔池之間有恒定工作距離。P600外焊機，它是兩個獨立焊槍互聯工作的新一代外焊機。其中：根焊設備：CRC EVANS/IWM自動內焊機配相適應直流焊接電源。熱焊：CRC EVANS/P260自動外焊機配相適應直流焊接電源。填充、蓋面設備：CRC EVANS/P600自動外焊機配相適應直流焊接電源。

4 全自動焊接施工措施

長輸管道全自動焊接施工部分一般包括以下工序流程：管口組對及內焊打底一體的方式→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，其中配備相應的打底內焊機設備、熱焊設備及焊棚、填充焊棚、蓋面焊棚，每個焊棚為一組，每組配兩名電焊工。在引進全自動焊技術之后，施工過程中根據實際情況改進的施工措施：國外的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。但是國內由于受到作業帶寬度的限制，每臺設備只能按前后順序行走，因此結合實際情況對施工工序進行改進，每組電焊工只進行專一的填充或蓋面的施工，避免了在翻跟頭時超占作業帶。但為了避免出現其他影響生產的狀況，我們對每一個電焊工都要求對每層焊接工序的技術都進行了掌握。至此，在西三線二標段全自動焊接機組在較短時間里累計完成主線路焊接30km，雖然由于新疆高原風大、溫差大等不利環境因素對全自動焊接效率有較大影響，但是新疆地貌平坦適宜于全自動的焊接，使其為后續施工工序的快速開展創造了極有利的條件。

5 推廣應用及前景預測

（1）推廣應用。CRC P600自動焊技術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該技術進行了推廣應用。同時西氣東輸三線二標段引進了新型下溝設備—德國菲茨吊籃，經過磨合使用后，每天最多可進行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度，為后續施工工序的快速開展奠定了堅實的基礎。（2）應用前景。CRC P600雙焊槍全自動焊接技術通過在西氣東輸二線、西氣東輸三線等國家重點工程施工現場的使用，目前人員技術水平、設備磨合情況等都已趨于穩定，焊接速度在管材供應充足、地勢平坦的情況下，每天平均可焊接50道口以上，無損檢測合格率能保證達到95%以上，確定了全自動焊接技術的應用取得的成功，今后可以在其他大口徑長輸管線上推廣應用。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大口徑天然氣長輸管道也在籌劃中，管線沿途地形多平坦適宜全自動焊接，因此近幾年的管道施工任務將非常飽滿，CRC P600全自動焊接技術大有用武之地。同時結合吊籃在平坦地段下溝才能夠實現最優下溝速度的特點，全自動焊接技術也需要在具備類似施工條件下才能達到最優焊接速度，因此全自動焊接技術和吊藍下溝的雙高效化結合也將成為趨勢，并將逐漸得到廣泛應用，從而使得長輸管道工程的施工能夠更高效進行。所以，全自動焊接技術及吊籃下溝在接下來的管道施工中必將展示其令人滿意的成效。

總之，應用CRC全自動焊接技術，有效的解決了西三線西段二標段任務重、工期緊的難題。滿足了業主對施工進度和質量、健康、安全、環保的要求。

參考文獻

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