自动化管道预制焊接技术在煤化工工程中的应用

摘要：焊接技术在工业生产中得到了广泛的应用，特别是在化工厂以及油气输送中应用比较普遍，对于促进工业的进步和发展做出了重要贡献。随着焊接技术的不断进步，传统的人工焊接方式已经难以满足现代煤化工程的建设需要；特别是当施工环境比较恶劣时，传统的人工焊接方式的焊接质量问题比较多。自动化管道预制焊接技术近年来得到了快速的发展，成为了煤化工程发展和应用的重要选择，应当加强其应用的研究。

关键词：自动焊接；预制；应用

中图分类号：TP3 TQ0 文章标识码：A 文章编号：1672-2310（2015）10-002-12

随着信息技术的发展和自动化技术的提高，焊接自动化技术得到了快速的发展，在一些大型煤化工程中得到了广泛的应用，而且其作用也愈来愈重要，极大地克服了人工焊接技术中的不足。自动焊接技术提高了管道焊接的效率和质量，减少了人工焊接的不足，促进了焊接技术的进步。目前一些智能化的自动焊接设备已经应用到了工程建设中，而且取得了良好的经济效益，应当重视其应用的研究。

一、自动化焊接技术的意义分析

1.能够提高焊接的效率

自动焊接技术虽然不能完全取代手工焊，但是其施工效率比较高，在工程建设中发挥了重要的作用。自动焊接机的应用能够有效减少焊工的数量，特别是对于一些施工条件比较复杂的工程来说，自动焊接机的优势更加明显。自动焊接技术提高了预制焊接的效率，减少了预制的工期，对于提高工程进度具有重要的帮助。自动焊接技术应用到了一系列的信息技术，可以实现远程控制，对于操作人员的技术要求来说低了很多。

2.焊接质量比较高

自动化焊接技术所形成的焊缝缺陷少，而且成形比较好，在焊接的过程中状态比较稳定，减少了人工焊接中的干扰，克服了焊枪抖动等不利因素的影响。自动化焊接技术减少了人为影响的影响，最终提高了焊接的可靠性和稳定性，特别是在一些厚管壁管道中发挥了重要的作用。

3.减少了对人工焊接的依赖

自动化焊接设备能够实现长时间的连续不间断工作，这对于管道焊接具有积极的影响。同时自动化焊接技术的应用也减少了人工焊接的劳动强度，自动化焊接技术能够按照操作系统的要求完成焊接任务，减少了焊接过程环境对工作人员的伤害，最终也降低了企业的生产成本。自动化焊接技术的应用也提高了焊接技术的适应能力，减少了焊接过程中的生产成本。

二、自动化管道预制焊接技术的应用探究

1.焊接前的准备

在管道预制焊接之前，应当应用管道绘图软件制作出符合管道预制需要的管道图，以及管道现场安装图等。管道图能够帮助操作人员了解管道的下料和核算等，同时还能够优化管道的设计，确保了管道的合理分段。管道图焊能够帮助操作人员了解预制焊道和现场施工焊道的位置，提前做好相关的准备，在保证焊接质量的前提下，最终降低工程的成本。一般的管道焊接图包含了管段号、焊缝号、现场焊口位置以及直管下料尺寸等。通过管段设计，能够提高管道设计的准确性和焊接的工作效率。在准备阶段还需要准备相应的下料材料，常用的管道下料方式由气割、电动切割机和锯床等。在实际的应用中，锯床的下料速度比较快，工作效率比较高，形成的管端面也比较好，而且粗糙度比较低，一般不需要再处理。在考虑到耗材、电费等成本方面，相对于相同管径的钢管，锯床在焊口切割的费用方面比较低廉，而且优势比较明显。在管道预制焊接过程中，自动焊接机对管道的组对要求比较高，而且对焊接质量也具有重要的影响。所以在一般的焊接过程中往往会配备坡口设备，能够有效保证管道的坡口质量，同时也提高了焊接的效率。在准备阶段需要应用到坡口机，管道坡口加工的越规则就越容易进行焊接自动化，同时也提高了焊缝的质量，降低了返修率。可以根据不同的管道壁厚选择所需要加工的坡口形式，在同样的坡口加工要求下，坡口机加工所形成的坡口比较光滑，而且加工尺寸准确，而氧乙炔所形成的坡口比较粗糙，需要进行后期处理；同时坡口机的加工效率比较高，应用的时间比较少，对于管道工程焊接具有重要的意义。

2.采用合理的焊接形式

在煤化工工程中应用到的大部分管道直径在一米之内，在管道内部进行焊接施工不方便，所以一般应用单面焊或者双面成形焊接工艺在管道外部进行焊接。在管道打底焊的过程中，容易受到多个因素的影响和干扰，例如焊接电流、坡口的角度、组对间隙以及焊接速度等。在自动打底焊的过程中，对坡口组对工艺的要求比较严格，现在推出了管道预制焊接线技术，能够实现焊接工序的有效衔接，提高了管道焊接的质量。目前打底自动焊接技术是焊接自动化技术发展中的重点方向，需要进一步的加强其研究。埋弧自动焊能够用来进行盖面焊和填充焊，而且操作比较简单，形成的焊缝质量也比较好，焊接效率比较高。在实际的应用中，可以根据不同的环境选择针对性的焊接技术，一种是自动焊接工作站，另外一种是全位置焊接机器。管道预制工作站在焊接时不受施工条件的影响，能够同时实现管道预制施工，减少了施工的工期。在操作的过程中由于设备比较先进，所以效率比较高，而且质量控制也比较容易，能够确保焊接的质量。气体保护自动焊接方式能够完成管道预制焊接中的大部分工作，在工作的过程中转动管道，焊枪相对固定，使焊接位置处于最佳的水平焊位置。气动保护自动焊接技术相对比较简单，容易操作，而且出现缺陷的概率比较小，焊接质量比较高，能够提高焊接的效率。

3.焊接质量的检验

可以对应用埋弧自动焊填充和盖面、以氩弧焊打底的焊接方法进行检验，结果发现这种方法具有比较好的经济效益和生产效率。按照设计的要求，利用超声波和X射线对焊缝内部进行探伤检测，发现焊缝的内外质量合格率达到了98%以上，而一般的手工焊接技术的无损探伤合格率只有90%左右。在外观方面，管道预制自动焊接所形成的焊缝外观美观。

三、自动化管道预制焊接技术的发展趋势

1.智能化

随着信息技术的快速发展，焊接自动化技术还将得到进一步的发展，焊接自动化技术将会和信息技术进行深度地融合，带领焊接技术面向智能化方向发展。例如在管道预制焊接自动化中出现了比较先进的自动控制技术，基于PC端的控制系统和网络控制系统等。而且焊接自动化技术还会进一步向更高的形式发展，例如图像识别技术、焊接监控技术以及焊缝跟踪技术等在自动化管道预制焊接中已经得到了广泛的应用。目前全位置自动焊接技术对坡口和质量和组对的要求比较高，容易受到现场施工多重因素的影响，导致焊口难以满足自动焊接的要求，需要研究智能化水平更高的焊接设备。

2.焊接技术将得到进一步地提高

自动化焊接技术将随着人工焊接技术的进步而出现新的发展面貌，也会对自动焊接技术提出更高的要求。例如传统的V形坡口被改为了焊接填充材料比较少的窄坡口，从而对焊枪的控制提出了更高的要求。为了发挥钨极氩弧焊高质量的焊接优点，开发出来自动化的热丝钨极氩弧焊，从而对焊丝以及电参数的控制提出了比较高的要求。目前国际上还在进一步地研究激光焊接、搅拌摩擦焊接技术等，激光复合全位置自动焊接设备利用了激光穿透性比较强的优点，和熔化极气体保护焊进行结合，能够保证焊缝得到足够的热量，一般适用于厚度比较大的管道焊接。这些技术对于丰富自动化管道预制焊接技术具有重要的作用，目前一些高效率的自动焊接技术已经得到了广泛的应用，例如单弧双丝全位置自动焊，具有坡口小，速度快等优点。

3.重视自动焊接技术的投入

目前我国在自动焊接技术与西方先进国家相比，还存在比较大的差距，例如西方企业在管道自动焊接技术方面已经研发出了用途多元化的自动焊接设备，而我国目前只有在大口径管道中应用了机械式内对口径设备，国外这种类似的产品能够满足不同口径的需要。目前我国企业在自动化焊接技术研究方面还处于比较起步的阶段，技术水平相对比较低，需要进一步加强其资金投入。例如焊接材料对于焊接质量具有重要的影响，目前我国的焊接材料主要是以进口为主，其价格比较昂贵，严重影响了我国管道自动化焊接技术的发展。

结束语

自动化管道预制焊接技术提高了焊接的质量，减少了管道施工的工期，对于煤化工程具有积极的影响。自动焊接技术与信息技术的结合进一步提高了其工作的效率，其智能水平相对比较高，而且能够适应不同焊接工件的需要，在实际的工程焊接中应用非常广泛。自动化管道预制焊接技术所形成的焊缝缺陷比较少，焊接稳定可靠，不受人为因素的影响，减少了人工焊接过程中焊枪抖动所造成的弊端，在现代煤化工程中应用比较多。目前我国自动化焊接设备与西方企业相比还存在一些差距，需要加强资金投入，进一步提高我国自动化焊接技术的水平。

参考文献：

[1]蒋激扬. 探索管道自动化焊接新技术的研发与应用[J]. 安装，2013，05：52-55.

[2]路书永，闫冬冬. 管道预制自动焊工艺的开发及应用[J]. 金属加工（热加工），2013，12：29-32.

[3]王鲁君. 自动焊技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景[J]. 金属加工（热加工），2015，02：41-43.

[4]倪志海. 安装行业管道系列自动化焊接技术研究与开发[J]. 石油化工建设，2012，02：63-65.