解析CRC P600自动焊接技术在大口径管道施工中的应用

摘要：由于我国近年来石油工业的飞速发展，大口径管道得到了广泛的应用。大口径管道大多数都是在户外施工，这就给焊接带来了大量的难题，并且自动焊接具有劳动效率高、焊缝成形美观等优点，因此自动焊机得到了广泛的应用。因此，笔者根据多年来的相关从业经验，并结合我国自动焊机技术的实际情况，对施工中的应用等问题进行一系列探讨。

关键词：CRC P600自动焊接技术；大口径管道；施工应用

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1、前言

随着我国对能源的需求量越来越大，特别是我国与俄罗斯以及中压达成了一系列的协议，我国长输管道引来了它的建设高峰。长输管道大多数都是大口径管道，因此自动焊机得到了广泛的应用。在西气东输的二线工程中CRC P600自动焊接技术得到了成功的应用，因此我国的CRC P600自动焊接技术得到了全面的推广，下面我们就CRC P600自动焊接技术得相关构造以及相关的应用方法。

2、自动焊机的优缺点

2.1、工作效率高

自动焊接技术的特点是，焊丝可以连续送进，焊丝熔敷速度快, 减少了焊工换条或变换姿势的时间，层间易清理，与手工焊接相比, 焊接效率可以提高3一4倍。

2.2、质量好

采用药芯焊丝和气体保护，可以获得优良的焊接质量，焊接几乎不受焊工技术水平的影响。焊道成型好，缺陷少，在大口径、大壁厚的管道上尤其显著。

2.3、劳动强度低

自动焊接技术可以明显降低焊工的劳动强度。同时，焊接过程稳定，飞溅小，烟尘少。大大改善了焊接工作环境。

3、CRC P600自动焊机的构造介绍

CRC P600管道全自动焊接设备主要由CRC坡口加工机，CRC内焊机，P260热焊机,和P600填充盖面所用的外焊机组成。内焊机集管口组对和根部焊接于一体，从管子内部利用8个焊枪进行根部焊接，很大程度上克服了管口错边量对根部焊接质量的不利影响。P260，P600焊接系统具备自动跟踪功能，焊接过程中可以通过显示面板（人机界面）实现过程监控。P260 热焊系统由焊接小车和电源接线盒组成，除电弧电压外，所有重要参数均由控制箱完成。P600型焊接系统进行填充和盖面焊接时采用双焊枪、脉冲控制，盖面焊时双焊枪进行排焊，且采用窄间隙坡口，成形美观。

4、焊接工艺

4.1、接头形式设计

应用该种方法时采用复合坡口，其坡口形式及尺寸如下图所示。

4.2、坡口加工

采用相应的坡口加工机，在吊管机后面自制一个平台用于放置坡口加工机，这样在施工中便于操作，同时有利于保护设备。

4.3、根焊方法

根焊为8焊头气动内焊机。内焊机在进行焊接时，其中4个焊头沿顺时针方向焊接完成1/2圈管口后，另4个焊头沿逆时针方向同时引弧，完成剩余1/2圈管口的焊接。

4.4、热焊方法

热焊采用的是P260外焊机，其系统可以提供恒定的焊接工艺参数和质量控制，焊机有导电嘴至熔池的垂直跟踪功能，以保证导电嘴与熔池之间有恒定的工作距离。

5、工程实例

CRCP600自动焊技术在西气东输二线管道工程（西段）第2B标段得到了应用。该工程采用X80管线钢管，管径1219mm，壁厚18.4mm。根据工程EPC的要求，机组首先进行2000m试验段的焊接，之后再进行百口考核，合格后方可进行主线路的正常焊接。

5.1、试验段的焊接

5.1.1、存在问题及原因分析

在应用初期，全自动焊机组累计焊接73道焊口，经RT和AUT检测， 合格焊口48道，焊接一次合格率仅为65.8％。不合格焊口25道，其中有气孔11道，占不合格焊口总数的44％；夹层未熔合14道，占不合格焊口总数的56％。

经分析，认为产生缺陷的主要原因有以下几个方面。

（1）由于焊工培训、考试及强化训练都是在厂房内进行的，施焊条件、施焊环境等均与现场有所不同，加上电焊工对CRC 自动焊技术的掌握尚不是很熟练，因此，开始焊接时的合格率非常低。

（2）钢管的圆度未达标较大、钝边过大，造成夹层未熔合缺陷的产生。

（3）现场施焊环境风大，防护措施不到位，造成气孔缺陷的产生。

5.1.2、整改措施

（1）调整坡口加工机的车刀，将钝边值取其下限值1.0mm左右，而与钝边相邻的2个坡口角度则尽量选取上限值46．5°和39°，这样就能够保证在进行根部焊接时，很容易将钝边焊透，并充分熔合，减小了未熔合缺陷产生的几率。

（2）安排质量检查员携万能角度尺，对坡口加工质量进行专向检验，确保坡口各项尺寸均符合焊接工艺规程的规定。

（3）自制的焊接防风棚，有时只注重了四周的密封，而忽视了防风棚底部的密封性，因此防风效果不是很理想。经过改进，在防风棚的底部用帆布制作了“围裙”，在防风棚扣到焊口之上后，将防风棚的底部用帆布进行进一步的密封，保证了施焊空间的风速完全满足焊接要求。

（4）要求所购置的保护气体纯度必需满足工艺要求；另外，CO2气体在使用前，应严格按照要求将气瓶倒置24h以上并间断地进行排水，且在最终使用之前再次将气体中的水排放干净。

（5）每天进行焊接之前，要求焊工在第1次起焊时先按住放气按钮将电磁阀到枪头管路的杂质气体排出；同时，焊接过程中必须及时清理焊道中的灰尘和飞溅物。

经过采取上述一系列的改进措施及不断地总结经验，焊接质量得到了一定的提高，在后续试验段的焊接中，共焊接完成96道焊口，合格89道焊口，焊接一次合格率达到了92.7％。

5.2、焊接过程中的注意事项

（1）坡口加工及组对间隙应严格执行焊接工艺规程，坡口清洁无毛刺。现场焊接应在防风棚内进行，并在焊接管段两端加装盲板，以避免因有穿堂风而产生气孔等焊接缺陷；同时对于风速较大或雨、雪天气应禁止进行施工作业。

（2）每天焊接前应检查焊接工艺参数，并根据焊接工艺规程先焊3个焊口进行100％ RT检测，待合格后方可按该工艺进行焊接施工。同时，在施工过程中也应当对焊接工艺参数进行过程跟踪。内焊机进行

根部焊道焊接时，应保证坡口两侧熔合良好，避免出现未熔合缺陷。热焊时，应避免在热焊与坡口面之间的夹角产生未熔合缺陷。在焊接过程中，焊工应随时进行焊枪摆幅、摆速等焊接工艺参数的调节，以保证焊接质量。焊接材料应保存在干燥恒温的环境下，防止受潮。焊丝一旦开启包装，尽量在一个工作日内使用完。未使用完的焊丝应拆下并包装好，妥善保管。内焊机需在完成热焊之后方可撤离。对于地形有起伏，焊道可能存在受力的情况下，需进行完填充层1、填充层2 的焊接后再将内焊机撤离。

（3）为了确保仰焊部位焊缝余高达到规范要求，在进行仰焊时，焊枪的摆动速度不能过快，相应地，要加大摆幅和送丝速度，这样能更好地控制仰焊焊缝成形，保证焊接质量。加强对自动焊设备的维护与保养。由于自动焊设备精密度非常高，粉尘太多会引起设备运转不正常，及时对设备进行清理、保养，彻底清理焊机内的粉尘铁屑等杂物，使焊接设备运转达到最佳状态，确保焊接质量。

6、结论

经过探讨，我们发现了CRC P600管道自动焊技术的优缺点，优点是不止能提高劳动效率、降低生产成本，还能够提高焊接质量；缺点是设备复杂，维修和养护成本比较高，施工受地形、地貌等条件影响。根据焊接技术特点，我们特别要注意一些相关问题，对施工进行严格控制，丰富CRC P600管道自动焊技术在施工中的使用经验，推进其得到迅速的推广应用。

参考文献:

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