浅谈西三线二标段全自动焊接技术的应用

摘 要：西气东输三线西段（二标段）由于主线路管道长、管径大、管壁厚（Ф1219×18.4/22）且工期紧，管道在施工进度的提速上存在很大的难度。西三线西段（二标段）沿用西二线使用的全自动焊接技术进行施工，在加快施工进度上取得较好的效果。在今后的大规模长输管道施工中，将得到更广泛的应用。

关键词：全自动 焊接 技术 应用

中图分类号：TG409 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-0-01

1 西三线工程概况

西气东输三线天然气管道工程西段（霍尔果斯-中卫）第二标段始于乌苏压气站出站围墙外2 m，止于鄯善压气站进站端围墙外2 m，总长度529 km，提前施工段6.3 km，实际施工长度为522.7 km。第二标段线路由乌苏压气站，经独山子、沙湾县、石河子市、玛纳斯县、呼图壁县、昌吉市、乌鲁木齐市、托克逊县、吐鲁番市，最后进入鄯善县到达鄯善压气站。在本标段，西三线总体并行二线，部分地段还与二线、西部管道三线并行，总体在西二线南侧敷设。管道沿线大部分位于天山北麓的冲积区及丘陵台地上，地貌类型较复杂。按工程地质特征全线地貌大致分为：山前冲洪积倾斜平原、冲洪积平原、河漫滩及河谷阶地、剥蚀-侵蚀丘陵台地和中低山地貌，开阔平坦，地表植被稀少。

2 CRC全自动焊接设备的引入

近年来随着我国与中亚国家能源领域合作的进一步加强，长距离油、气管道工程建设任务变的十分繁重，特别是2008年开工建设的西气东输二线管道工程，管径大、强度高、时间紧、任务重，如何加快管道的焊接速度，保证焊接质量成为长输管道施工面临的一个重要研究课题。西三线二标段工程主线路管道管线长、管径大、管壁厚（Ф1219×18.4/22）且工期紧。通过比较以往双“V”型坡口、STT半自动根焊+半自动填、盖的工艺，在相同条件下有效保证焊接进度的目标下，本标段沿用了西二线使用的CRC全自动内根焊+P260全自动热焊+P600全自动填、盖焊接技术。CRC全自动内根焊+P260全自动热焊+P600全自动填、盖焊接技术是美国CRC公司的新型专利技术，由于采用了内根焊（内焊机上带8个焊接枪头）和P600双焊矩（1套设备上2个枪头）设备，相比之下焊接速度大大提高，所用人员、设备与同等能力的半自动相比大大减少。例如，中石油管道局在印度东气西送管线上引进了该焊接技术，Φ1219管线平均每天可焊接 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国全自动内根焊+P260全自动热焊+P600全自动填、盖焊接技术，并先后应用到国家重点工程西气东输二线西段、东段、中贵联络线及平泰支线及近期的西气东输三线西段天然气管道等。采用CRC全自动焊接不但保证了焊接速度，还保障了非常漂亮的焊缝外观成型，使得在各工程项目的进度上均取得了不菲的成绩。

3 全自动焊接设备简介

全自动焊接设备主要组成部分为：CRC机械坡口机、内焊机、P260外焊机，P260是传统的CRC-EVANS P200的功能性升级，它的系统提供恒定的焊接参数和质量控制，焊机有导电嘴至熔池的跟踪功能以保证导电嘴与熔池之间有恒定工作距离。P600外焊机，它是两个独立焊枪互联工作的新一代外焊机。其中：根焊设备：CRC EVANS/IWM自动内焊机配相适应直流焊接电源。热焊：CRC EVANS/P260自动外焊机配相适应直流焊接电源。填充、盖面设备：CRC EVANS/P600自动外焊机配相适应直流焊接电源。

4 全自动焊接施工措施

长输管道全自动焊接施工部分一般包括以下工序流程：管口组对及内焊打底一体的方式P260热焊P600双焊枪填充P600双枪排焊盖面。考虑到全自动焊接采用的流水线焊接流程，从打底热焊填充一二填充三四排焊盖面，其中配备相应的打底内焊机设备、热焊设备及焊棚、填充焊棚、盖面焊棚，每个焊棚为一组，每组配两名电焊工。在引进全自动焊技术之后，施工过程中根据实际情况改进的施工措施：国外的CRC P600焊接工艺，采用的翻跟头的焊接方式，即在根焊和热焊采用流水作业完成后，后面的每组焊工完成从填充一至盖面的所有工序。但是国内由于受到作业带宽度的限制，每台设备只能按前后顺序行走，因此结合实际情况对施工工序进行改进，每组电焊工只进行专一的填充或盖面的施工，避免了在翻跟头时超占作业带。但为了避免出现其他影响生产的状况，我们对每一个电焊工都要求对每层焊接工序的技术都进行了掌握。至此，在西三线二标段全自动焊接机组在较短时间里累计完成主线路焊接30km，虽然由于新疆高原风大、温差大等不利环境因素对全自动焊接效率有较大影响，但是新疆地貌平坦适宜于全自动的焊接，使其为后续施工工序的快速开展创造了极有利的条件。

5 推广应用及前景预测

（1）推广应用。CRC P600自动焊技术在西气东输二线管道工程取得成功后，在西气东输支线路及西气东输三线工程上又再次对该技术进行了推广应用。同时西气东输三线二标段引进了新型下沟设备―德国菲茨吊篮，经过磨合使用后，每天最多可进行12口径管道下沟3 km以上，保证了西三线管道工程的施工进度，为后续施工工序的快速开展奠定了坚实的基础。（2）应用前景。CRC P600双焊枪全自动焊接技术通过在西气东输二线、西气东输三线等国家重点工程施工现场的使用，目前人员技术水平、设备磨合情况等都已趋于稳定，焊接速度在管材供应充足、地势平坦的情况下，每天平均可焊接50道口以上，无损检测合格率能保证达到95%以上，确定了全自动焊接技术的应用取得的成功，今后可以在其他大口径长输管线上推广应用。目前西气东输三线工程（与二线同管径、同管材、同路由）已将完成，西气东输四线等后续大口径天然气长输管道也在筹划中，管线沿途地形多平坦适宜全自动焊接，因此近几年的管道施工任务将非常饱满，CRC P600全自动焊接技术大有用武之地。同时结合吊篮在平坦地段下沟才能够实现最优下沟速度的特点，全自动焊接技术也需要在具备类似施工条件下才能达到最优焊接速度，因此全自动焊接技术和吊蓝下沟的双高效化结合也将成为趋势，并将逐渐得到广泛应用，从而使得长输管道工程的施工能够更高效进行。所以，全自动焊接技术及吊篮下沟在接下来的管道施工中必将展示其令人满意的成效。

总之，应用CRC全自动焊接技术，有效的解决了西三线西段二标段任务重、工期紧的难题。满足了业主对施工进度和质量、健康、安全、环保的要求。

参考文献

[1] 孙亚玲，曹俊芳，金云翔，等.基于PIC的管道焊接机器人的研究[J].北京石油化工学院学报，2006（1）.