工藝管道工廠化預(yù)制技術(shù) (綜合介紹)

1、力dd:南京市江寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)清水亭西路211100 TH2005-08-25工藝管道工廠化預(yù)制技術(shù)長(zhǎng)期以來，我國(guó)工藝管線的制作工作都是已手工現(xiàn)場(chǎng)為主，其對(duì)管件的所有處理工作，諸如：劃線、切割、坡口加工、組對(duì)、焊接等都是在安裝現(xiàn)場(chǎng)完成。雖然也有些單位建立了集中預(yù)制的場(chǎng)所，但其與前者并沒有本質(zhì)的區(qū)別。我國(guó)加入WTO以來各方面都逐步與國(guó)際接軌，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈；同時(shí)業(yè)主為了保證工期、縮短建設(shè)周期和保障管道裝置的質(zhì)量，紛紛要求建設(shè)單位對(duì)管道進(jìn)行工廠化預(yù)制。因此采用什么樣的方式達(dá)到既經(jīng)濟(jì)、高效又能保證質(zhì)量進(jìn)行工廠化預(yù)制的方案已成為各個(gè)行業(yè)單位的熱門話題。為此我司在消化吸收國(guó)外先進(jìn)方案，再結(jié)合我國(guó)的

2、實(shí)際情況，率先在國(guó)內(nèi)提出了工藝管道工廠化預(yù)制生產(chǎn)線的全新概念與方法，并通過和國(guó)內(nèi)行業(yè)單位的廣泛交流與探討，已得到了充分的認(rèn)可。下面就我司研制、開發(fā)的工藝管道工廠化預(yù)制生產(chǎn)線作一概要介紹：1、工藝管道工廠化預(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)別零件焊接成管道元件，再由各個(gè)管道元件聯(lián)接而成。工藝管道工廠化預(yù)制的根本宗旨就是如何將各種需要焊接的管件在工廠內(nèi)最大程度地預(yù)制成帶有管件的管段，最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)工作量。我們的解決思路是首先將

3、已設(shè)計(jì)好的三維空間結(jié)構(gòu)的管道分解轉(zhuǎn)化為可預(yù)制的平面二維管段，然后對(duì)分解的平面二維管段進(jìn)行工廠旋轉(zhuǎn)口的機(jī)械化奧特電氣2005-08-252005-08-25力dd:南京市江寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)清水亭西路211100 力dd:南京市江寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)清水亭西路211100 組對(duì)與自動(dòng)化焊接。2、工藝管道工廠化預(yù)制生產(chǎn)線的實(shí)施既然有了可實(shí)施工廠化預(yù)制的基礎(chǔ)平臺(tái)，剩下就是設(shè)法在工廠內(nèi)把各項(xiàng)工作（切割、坡口、組對(duì)、焊接）有機(jī)合理地組織起來了。我們的理念是：通過設(shè)計(jì)卓越、暢通的物流和先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，并且通過引用先進(jìn)的機(jī)械化組對(duì)設(shè)備和高效、穩(wěn)定的自動(dòng)焊焊接專機(jī)來提高生產(chǎn)效率和保證焊接質(zhì)量。其中最為關(guān)鍵的在于

4、暢通物流的使用。如僅采用專用設(shè)備不輔助暢通物流設(shè)備，雖然看上去在一定程度上固然提高了生產(chǎn)效率，實(shí)則卻不然。我們?cè)鲞^詳細(xì)的分析比較，例如對(duì)e426,6=12mm的管子進(jìn)行切斷和開30度標(biāo)準(zhǔn)V型坡口，如采用物流設(shè)備，每5分鐘就會(huì)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(jì)3000寸徑/日；如僅采用專用設(shè)備，則需半小時(shí)左右的時(shí)間才有一根管子完成。即如要達(dá)到相同的年產(chǎn)能，采用主要設(shè)備的投資是配以通暢物流的3倍。2.0、工藝管道工廠化預(yù)制生產(chǎn)線流程我們的自動(dòng)化工藝管道預(yù)制生產(chǎn)線主要包括兩部分，即焊前準(zhǔn)備系統(tǒng)與組對(duì)、焊接兩個(gè)工區(qū)。兩個(gè)工區(qū)之間通過物流輥道來進(jìn)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(chǎn)線線結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、過程連續(xù)；程序控制自動(dòng)化程度高；綜合成本低、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠。2.1、切割/坡口焊前準(zhǔn)備系統(tǒng)本系統(tǒng)是用來完成對(duì)原材料管子進(jìn)行下料切割和開坡口，所有工序自動(dòng)上線、送進(jìn)、測(cè)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(jī)械手實(shí)現(xiàn)管子的自動(dòng)上線傳送。送進(jìn)：采用“V”型動(dòng)力輥道可快速實(shí)現(xiàn)單根管道的連續(xù)送進(jìn)。測(cè)量：采用帶伺服電機(jī)的移動(dòng)小車對(duì)管子進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。切割/開坡口：d1.采用高效帶鋸切割機(jī)對(duì)線上管子進(jìn)行自動(dòng)切割，采用專用高效坡口機(jī)，并配套使用專用提升、旋轉(zhuǎn)及對(duì)中機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管子兩端的自動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)管子兩端的自動(dòng)開坡口工作（也可再配套專用的高效坡口機(jī)來實(shí)現(xiàn)不銹鋼、合金鋼等特殊材質(zhì)管道的坡口加工）。下線：開好坡口的管子采用滾架及專用機(jī)械手實(shí)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(jī)固有的高效率，而且后續(xù)的自動(dòng)化焊接提供高質(zhì)量的坡口更好地發(fā)揮自動(dòng)焊的功效奠定了基礎(chǔ)。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(dòng)化生產(chǎn)線3”-48”火焰或等離子管子切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線2”-24”機(jī)械切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線8”以下機(jī)械切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線8”-48”

7、機(jī)械切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線2.2、機(jī)械化組對(duì)和自動(dòng)化焊接系統(tǒng)和前面的切割/坡口焊前準(zhǔn)備系統(tǒng)一樣，我們?cè)O(shè)計(jì)的組對(duì)與焊接工區(qū)同樣也是可連續(xù)工作的，可確保整條生產(chǎn)線的高效與協(xié)調(diào)。據(jù)有關(guān)業(yè)內(nèi)人士調(diào)查，工藝管線中短管（長(zhǎng)度為400-1300mm）構(gòu)件的工作量最大，大約為每1m左右就有一個(gè)焊接接頭，其次是中長(zhǎng)管（長(zhǎng)度為1300mm-6000mm），大約為6m左右一個(gè)焊接接頭，再次為長(zhǎng)管（長(zhǎng)度為6000mm-12000mm）。它們都是和不同的管件接頭進(jìn)行焊接，預(yù)制量也不相同。為此我們的生產(chǎn)線科學(xué)地將組對(duì)與焊接共分成四個(gè)工作區(qū)來統(tǒng)籌安排，工作區(qū)的劃分原則是以管段長(zhǎng)度為唯一標(biāo)準(zhǔn)，以方便輸送輥道的自動(dòng)分揀；然后為

8、各工作區(qū)的組對(duì)與焊接再兼顧不同的接頭形式、厚薄與其它特殊情況。各個(gè)工作區(qū)相互獨(dú)立、互補(bǔ)。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(duì)與焊接b、多功能組焊區(qū)：主要完成短管焊接、管管接長(zhǎng)與長(zhǎng)管焊接等混合管的組焊，可以通過人工干預(yù)完成其它工位超量的短管或長(zhǎng)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(zhǎng)管的組焊。d、非偏心管道組焊區(qū)：主要完成非偏心對(duì)稱管件與長(zhǎng)直管的組焊。2.2.2.組對(duì)與焊接設(shè)備為適應(yīng)管道工廠化預(yù)制的要求，我司開發(fā)專用的機(jī)械化組對(duì)機(jī)具和自動(dòng)化焊接設(shè)備

9、。用于提高生產(chǎn)效率和保證焊接質(zhì)量。組對(duì)機(jī)具：將頭尾架、PPAW、彎管專用卡具、主動(dòng)輪、可升降支撐按需要靈活組合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化組對(duì)為后續(xù)的自動(dòng)化焊接作好準(zhǔn)備。自動(dòng)焊裝備：包括短管焊接機(jī)、長(zhǎng)管焊接機(jī)、偏心焊接機(jī)、全位置焊接機(jī)等2.2.3.焊接材料選用實(shí)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(dòng)焊相結(jié)合。填充蓋面：自動(dòng)熔化極氣保焊（MAG/MIG）、自動(dòng)埋弧焊（SAW）。2.2.5.配套焊接電源選擇由于組對(duì)點(diǎn)固焊和打底焊時(shí)要求恒流（CC）外特性的焊接電源，而填充蓋面氣保焊與自動(dòng)埋弧焊時(shí)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(jìn)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(duì)工位上來進(jìn)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(jī)來進(jìn)行組對(duì)點(diǎn)固焊和打底焊；而