管道工廠化預制方法前景

管道工廠化預制方法前景文件編碼(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)管道工廠化預制及發(fā)展趨勢長期以來，我國管線制作工作主要以現場為主，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，都是在安裝現場完成的；在一些地方或單位，也有一些作坊似的集中組件場所，但其與前者并沒有本質的區(qū)別，只是簡單地將現場的某幾個工序集中于一個特定的地方統(tǒng)一進行，其工藝方法、工藝設備、產品質量以及生產效率，都沒有發(fā)生根本的改變。一般來講，工程安裝的現場，其條件往往是十分惡劣的，無論是生產設備，還是工人的工作條件，都是非常簡單原始的，而這其中的任何一個環(huán)節(jié)，都有可能導致致命性管線質量問題的產生。因此，傳統(tǒng)的管線現場制作的方法，由于受現場條件的限制，存在著質量難以控制的致命弱點(其直接的結果便是生產事故的發(fā)生)。同時，它還存在生產效率底、勞動強度大的缺點。隨著我國加入WTO，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。為了適應生產發(fā)展的需要，解決傳統(tǒng)管線制作中存在的問題，提高管線制作質量，保證安全生產，人們提出了管道預制化的思想。即建立工廠化的管道制作場所，實現管道制作的機械化、自動化、流水線化。以保證質量；對管道工程中的管件，只要現場安裝允許，都先進行工廠化組接。再進行現場的安裝，例如：管對管、管對法蘭、管對彎管、管對支管；只有不得不在現場操作的部分，才在現場進行。如今，這一思想已經為世界許多國家所接受并付諸實施，現己成為一項非常成熟的技術。為了最大限度保證管道的施工質量、安全，確保工程的如期完工，各國都對管線工程中預制管道的比例予以了法定的規(guī)定。我國的界定標準是不低于70％。隨著這一規(guī)定的頒布與實施，我國的管線制作工藝必將發(fā)生質的變化，管道預制必將成為管線工程的核心工作。2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，最大限度地減少現場工作量。3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。我們的設想是通過設計卓越、暢通的物流和先進的自動控制系統(tǒng)，并且引用先進的機械化組對設備和高效、穩(wěn)定的自動焊焊機來提高生產效率和保證焊接質量。其中最為關鍵的在于暢通物流的使用。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工藝管道工廠化預制生產線流程焊前準備系統(tǒng)組對焊接工區(qū)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、焊接上線下線機械化組對兩個工區(qū)。兩個工區(qū)之間通過物流輥道來進行連接。主要特征是：送進切割坡口自動化焊接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)；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。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，所有工序自動上上線：采用滾架及專用機械手實現管子的自動上線傳送。送進：采用“V”型動力輥道可快速實現單根管道的連續(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。1)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，實現對管子兩端的自動開坡口工作。2)采用等離子或火焰并配以專用輸送輥道實現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不銹鋼、合金鋼等特殊材質管道的坡口加下線：開好坡口的管子采用滾架及專用機械手實現管子的下線與傳送。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，而且為后續(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。國內目前可提供的切割/坡口管道處理線有以下幾種：1)2”-24”火焰或等離子管子切割與坡口自動化生產線2)3”-48”火焰或等離子管子切割與坡口自動化生產線3)2”-24”機械切割與坡口自動化生產線4)8”以下機械切割與坡口自動化生產線5)8”-48”機械切割與坡口自動化生產線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，組對與焊接工區(qū)同樣也是可連續(xù)工作的，以確保整條生產線的高效與協調。根據我們的施工經驗，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。為此可以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。工區(qū)的劃分和功能1)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。2)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。3)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4)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。組對與焊接設備為適應管道工廠化預制的要求，預制生產線可采用專業(yè)的機械化組對機具和自動化焊接設備。用于提高生產效率和保證焊接質量。1)組對機具：將頭尾架、彎管專用卡具、主動輪、可升降支撐等設備按需要靈活組合，實現機械化組對為后續(xù)的自動化焊接作好準備。2)自動焊裝備：包括短管焊接機、長管焊接機、偏心焊接機、全位置焊接機等焊接材料選用實芯或藥芯焊絲焊接方法1)打底：手工焊(SMAW)、氬弧焊(TIG)、STT半自動焊相結合。2)填充蓋面：自動熔化極氣保焊(MAG/MIG)、自動埋弧焊(SAW)。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，把打底焊放在組對工位上來進ARWTIG充蓋面氣保焊和埋弧焊則采用多功能恒流/恒壓外特性的、同時又經濟可靠的DIMENSION812/HDC1500的組合，既可用于氣保焊(M