工藝管道工廠化預制技術 (綜合介紹)

1、力dd:南京市江寧經濟技術開發(fā)區(qū)清水亭西路211100 TH2005-08-25工藝管道工廠化預制技術長期以來，我國工藝管線的制作工作都是已手工現(xiàn)場為主，其對管件的所有處理工作，諸如：劃線、切割、坡口加工、組對、焊接等都是在安裝現(xiàn)場完成。雖然也有些單位建立了集中預制的場所，但其與前者并沒有本質的區(qū)別。我國加入WTO以來各方面都逐步與國際接軌，行業(yè)競爭也日趨激烈；同時業(yè)主為了保證工期、縮短建設周期和保障管道裝置的質量，紛紛要求建設單位對管道進行工廠化預制。因此采用什么樣的方式達到既經濟、高效又能保證質量進行工廠化預制的方案已成為各個行業(yè)單位的熱門話題。為此我司在消化吸收國外先進方案，再結合我國的

2、實際情況，率先在國內提出了工藝管道工廠化預制生產線的全新概念與方法，并通過和國內行業(yè)單位的廣泛交流與探討，已得到了充分的認可。下面就我司研制、開發(fā)的工藝管道工廠化預制生產線作一概要介紹：1、工藝管道工廠化預制的可行性眾所周知，不論工藝管道有多大的不同，它們都是由標準化或規(guī)范化的零件組成，如：支管（管段）、彎頭（焊接彎頭）、錐形過度段、偏心過度段法蘭、三通、橢圓塞頭、馬鞍連接段等。而工藝管線的安裝正是先由個別零件焊接成管道元件，再由各個管道元件聯(lián)接而成。工藝管道工廠化預制的根本宗旨就是如何將各種需要焊接的管件在工廠內最大程度地預制成帶有管件的管段，最大限度地減少現(xiàn)場工作量。我們的解決思路是首先將

3、已設計好的三維空間結構的管道分解轉化為可預制的平面二維管段，然后對分解的平面二維管段進行工廠旋轉口的機械化奧特電氣2005-08-252005-08-25力dd:南京市江寧經濟技術開發(fā)區(qū)清水亭西路211100 力dd:南京市江寧經濟技術開發(fā)區(qū)清水亭西路211100 組對與自動化焊接。2、工藝管道工廠化預制生產線的實施既然有了可實施工廠化預制的基礎平臺，剩下就是設法在工廠內把各項工作（切割、坡口、組對、焊接）有機合理地組織起來了。我們的理念是：通過設計卓越、暢通的物流和先進的自動控制系統(tǒng)，并且通過引用先進的機械化組對設備和高效、穩(wěn)定的自動焊焊接專機來提高生產效率和保證焊接質量。其中最為關鍵的在于

4、暢通物流的使用。如僅采用專用設備不輔助暢通物流設備，雖然看上去在一定程度上固然提高了生產效率，實則卻不然。我們曾做過詳細的分析比較，例如對e426,6=12mm的管子進行切斷和開30度標準V型坡口，如采用物流設備，每5分鐘就會有一根加工完的管子下線（兩端開好坡口），日加工平均能力為96根管段，計3000寸徑/日；如僅采用專用設備，則需半小時左右的時間才有一根管子完成。即如要達到相同的年產能，采用主要設備的投資是配以通暢物流的3倍。2.0、工藝管道工廠化預制生產線流程我們的自動化工藝管道預制生產線主要包括兩部分，即焊前準備系統(tǒng)與組對、焊接兩個工區(qū)。兩個工區(qū)之間通過物流輥道來進行連接。本流程的的主

5、要特征是：適用于單品種大批量多品種大批量的模式；整條生產線線結構緊湊、布局合理、過程連續(xù)；程序控制自動化程度高；綜合成本低、生產效率高、質量穩(wěn)定可靠。2.1、切割/坡口焊前準備系統(tǒng)本系統(tǒng)是用來完成對原材料管子進行下料切割和開坡口，所有工序自動上線、送進、測量、切割、開坡口與下線一次完成。具體如下：上線：采用滾架及專用機械手實現(xiàn)管子的自動上線傳送。送進：采用“V”型動力輥道可快速實現(xiàn)單根管道的連續(xù)送進。測量：采用帶伺服電機的移動小車對管子進行自動測量。切割/開坡口：d1.采用高效帶鋸切割機對線上管子進行自動切割，采用專用高效坡口機，并配套使用專用提升、旋轉及對中機構，實現(xiàn)對管子兩端的自動開坡口工

6、作。d2.采用等離子或火焰并配以專用輸送輥道實現(xiàn)對管子兩端的自動開坡口工作（也可再配套專用的高效坡口機來實現(xiàn)不銹鋼、合金鋼等特殊材質管道的坡口加工）。下線：開好坡口的管子采用滾架及專用機械手實現(xiàn)管子的下線與傳送。本系統(tǒng)正是有了通暢的物流，因此避免了潛在的人為因素，不但充分發(fā)揮了切割、坡口機固有的高效率，而且后續(xù)的自動化焊接提供高質量的坡口更好地發(fā)揮自動焊的功效奠定了基礎。我司提供的切割/坡口管道處理線有以下幾種：2”-24”火焰或等離子管子切割與坡口自動化生產線3”-48”火焰或等離子管子切割與坡口自動化生產線2”-24”機械切割與坡口自動化生產線8”以下機械切割與坡口自動化生產線8”-48”

7、機械切割與坡口自動化生產線2.2、機械化組對和自動化焊接系統(tǒng)和前面的切割/坡口焊前準備系統(tǒng)一樣，我們設計的組對與焊接工區(qū)同樣也是可連續(xù)工作的，可確保整條生產線的高效與協(xié)調。據(jù)有關業(yè)內人士調查，工藝管線中短管（長度為400-1300mm）構件的工作量最大，大約為每1m左右就有一個焊接接頭，其次是中長管（長度為1300mm-6000mm），大約為6m左右一個焊接接頭，再次為長管（長度為6000mm-12000mm）。它們都是和不同的管件接頭進行焊接，預制量也不相同。為此我們的生產線科學地將組對與焊接共分成四個工作區(qū)來統(tǒng)籌安排，工作區(qū)的劃分原則是以管段長度為唯一標準，以方便輸送輥道的自動分揀；然后為

8、各工作區(qū)的組對與焊接再兼顧不同的接頭形式、厚薄與其它特殊情況。各個工作區(qū)相互獨立、互補。2.2.1.工區(qū)的劃分和功能a、短管與管件組焊區(qū)：主要完成端部帶彎頭的短彎管；端部帶法蘭、支管、附件的短管；端部帶法蘭，中部帶支管、附件的連接管的組對與焊接b、多功能組焊區(qū)：主要完成短管焊接、管管接長與長管焊接等混合管的組焊，可以通過人工干預完成其它工位超量的短管或長管的組焊。c、帶偏心管件組焊區(qū)：主要完成彎頭、三通、偏心大小頭等偏心管件與長管的組焊。d、非偏心管道組焊區(qū)：主要完成非偏心對稱管件與長直管的組焊。2.2.2.組對與焊接設備為適應管道工廠化預制的要求，我司開發(fā)專用的機械化組對機具和自動化焊接設備

9、。用于提高生產效率和保證焊接質量。組對機具：將頭尾架、PPAW、彎管專用卡具、主動輪、可升降支撐按需要靈活組合，實現(xiàn)機械化組對為后續(xù)的自動化焊接作好準備。自動焊裝備：包括短管焊接機、長管焊接機、偏心焊接機、全位置焊接機等2.2.3.焊接材料選用實芯或藥芯焊絲2.2.4.焊接方法打底：手工焊（SMAW）、氬弧焊（TIG）、STT半自動焊相結合。填充蓋面：自動熔化極氣保焊（MAG/MIG）、自動埋弧焊（SAW）。2.2.5.配套焊接電源選擇由于組對點固焊和打底焊時要求恒流（CC）外特性的焊接電源，而填充蓋面氣保焊與自動埋弧焊時卻要求恒壓（CV）外特性的焊接電源。為此，如果要在焊接工位上進行打底焊的話，則要求所配套的焊接電源必須是CC/CV兩用的多功能焊接電源，這樣投資成本自然就提升了。因此，我們把打底焊放在組對工位上來進行，并且采用硅整流CC特性的GOLDSTAR402米勒焊接電源，再配上米勒高頻發(fā)生器HF-251D-1來組合成SMAW與TIG的兩用焊機來進行組對點固焊和打底焊；而