管道工廠化預(yù)制方法前景

管道工廠化預(yù)制方法前景文件編碼(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)管道工廠化預(yù)制及發(fā)展趨勢(shì)長(zhǎng)期以來，我國(guó)管線制作工作主要以現(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)完成的；在一些地方或單位，也有一些作坊似的集中組件場(chǎng)所，但其與前者并沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是簡(jiǎn)單地將現(xiàn)場(chǎng)的某幾個(gè)工序集中于一個(gè)特定的地方統(tǒng)一進(jìn)行，其工藝方法、工藝設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，都沒有發(fā)生根本的改變。一般來講，工程安裝的現(xiàn)場(chǎng)，其條件往往是十分惡劣的，無論是生產(chǎn)設(shè)備，還是工人的工作條件，都是非常簡(jiǎn)單原始的，而這其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，都有可能導(dǎo)致致命性管線質(zhì)量問題的產(chǎn)生。因此，傳統(tǒng)的管線現(xiàn)場(chǎng)制作的方法，由于受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，存在著質(zhì)量難以控制的致命弱點(diǎn)(其直接的結(jié)果便是生產(chǎn)事故的發(fā)生)。同時(shí)，它還存在生產(chǎn)效率底、勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn)。隨著我國(guó)加入WTO，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。為了適應(yīng)生產(chǎn)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(zhì)量，保證安全生產(chǎn)，人們提出了管道預(yù)制化的思想。即建立工廠化的管道制作場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)管道制作的機(jī)械化、自動(dòng)化、流水線化。以保證質(zhì)量；對(duì)管道工程中的管件，只要現(xiàn)場(chǎng)安裝允許，都先進(jìn)行工廠化組接。再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的安裝，例如：管對(duì)管、管對(duì)法蘭、管對(duì)彎管、管對(duì)支管；只有不得不在現(xiàn)場(chǎng)操作的部分，才在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。如今，這一思想已經(jīng)為世界許多國(guó)家所接受并付諸實(shí)施，現(xiàn)己成為一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)。為了最大限度保證管道的施工質(zhì)量、安全，確保工程的如期完工，各國(guó)都對(duì)管線工程中預(yù)制管道的比例予以了法定的規(guī)定。我國(guó)的界定標(biāo)準(zhǔn)是不低于70％。隨著這一規(guī)定的頒布與實(shí)施，我國(guó)的管線制作工藝必將發(fā)生質(zhì)的變化，管道預(yù)制必將成為管線工程的核心工作。2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。3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。我們的設(shè)想是通過設(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)備的投資是工藝管道工廠化預(yù)制生產(chǎn)線流程焊前準(zhǔn)備系統(tǒng)組對(duì)焊接工區(qū)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)、焊接上線下線機(jī)械化組對(duì)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。主要特征是：送進(jìn)切割坡口自動(dòng)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(chǎn)線線結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、過程連續(xù)；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。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。1)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)開坡口工作。2)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，而且為后續(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)。國(guó)內(nèi)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(dòng)化生產(chǎn)線2)3”-48”火焰或等離子管子切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線3)2”-24”機(jī)械切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線4)8”以下機(jī)械切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線5)8”-48”機(jī)械切割與坡口自動(dòng)化生產(chǎn)線機(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，組對(duì)與焊接工區(qū)同樣也是可連續(xù)工作的，以確保整條生產(chǎn)線的高效與協(xié)調(diào)。根據(jù)我們的施工經(jīng)驗(yàn)，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。為此可以科學(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)。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(duì)與焊接。2)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。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(zhǎng)管4)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。組對(duì)與焊接設(shè)備為適應(yīng)管道工廠化預(yù)制的要求，預(yù)制生產(chǎn)線可采用專業(yè)的機(jī)械化組對(duì)機(jī)具和自動(dòng)化焊接設(shè)備。用于提高生產(chǎn)效率和保證焊接質(zhì)量。1)組對(duì)機(jī)具：將頭尾架、彎管專用卡具、主動(dòng)輪、可升降支撐等設(shè)備按需要靈活組合，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。2)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)等焊接材料選用實(shí)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(dòng)焊相結(jié)合。2)填充蓋面：自動(dòng)熔化極氣保焊(MAG/MIG)、自動(dòng)埋弧焊(SAW)。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，把打底焊放在組對(duì)工位上來進(jìn)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(shí)又經(jīng)濟(jì)可靠的DIMENSION812/HDC1500的組合，既可用于氣保焊(M