长输管道全自动焊接单元施工方案

长输管道全自动焊接单元施工方案■刘智，毛静丽，王强，巩向楠

摘要：为了真正有效提高长输管道全位置自动焊接施工工效和焊接质量，根据“人、机、料、法、环”五因素对管道全位置自动焊施工质量管理的影响，科学制定管道全自动焊接施工方案。关键词：人员；设备；焊接施工流程；焊接方法；辅助工器具

1.概述

长输管道纤维素下向焊和自保护药芯焊丝半自动焊接操作技术，目前已是管道建设成熟的焊接工艺，但随着长输管道钢级的不断提高和国内外对环保问题日趋严格的要求，推广和采用全自动焊接技术进行管道施工，提高全自动焊接技术，制定科学合理的长输管道全自动焊接单元施工方案尤为重要。传统的焊接机组（纤维素根焊+自保护药芯焊丝填盖）从人员和机械设备的配置，到施工现场的工序流程安排已经不适合全自动焊接机组的正常运转，导致全自动焊接质量和工效低于半自动焊接。因此，如何用好全自动焊接技术，真正提高焊接质量和施工工效成为亟待解决的问题。

和自保护药芯焊丝半自动焊接施工机组的施工经验，对比分析影响施工质量和工效的制约点，针对全自动焊接技术制定科学合理的焊接单元施工方案。

例：某国外项目外输管线工程管线钢级为X52，

全生产合格证，见表3。

（4）全自动焊接机组施工方案的制定和工效分析 图1为采用纤维焊条根焊，全自动气体保护药芯向上全位置全自动填充、盖面的全自动焊接机组施工的工艺流程和工作站作业内容。

第一，管线打管墩并布管。由于长输管道流水施工作业流程里，管线焊接作业单元的上游为管线布管，所以布管的质量直接影响组对焊接的工程进度。平原段沟上布管作业前，在布管中心线上打好管墩，每个管子下面应设置一个管墩，钢管的下表面与地面的距离为0.5~0.7m。为了确保管墩位置正确，打管墩应该与布管同步进行。布管时管子的吊装使用专用吊具，吊具或吊带的强度能满足吊装使用的安全要求。建议采用挖掘机进行锯齿形布管作业（见图2）。布管作业时，布管人员要逐根测量管线的

2019年 第12期www.mw1950.comφ508mm×8.7mm。采用手工纤维素根焊+气保护药芯焊丝向上全自动填盖的焊接工艺施工。

（1）全自动焊接机组的人员配置分析 关键岗位打破传统机组配置，执行能者上、弱者下的用人原则，具体见表1。

（2）全自动焊接机组的设备配置分析 设备选型、数量按照施工要求配备，机动性、经济性、稳定性尤其重要，见表2。

（3）全自动焊接机组的材料、工具的配置分析 管材、焊接材料必须有加盖红章的材质单和质量证明合格证书，工具类必须为正规类厂家生产，并具有安

2.长输管道全自动焊接单元施工方案

结合长输管道纤维素下向焊

热加工

27Welding & Cutting焊接与切割表1 自动焊机组人员配置岗位描述施工管理和技术、技能素质要求具有对整个施工现场能统筹安排的能力，能识别影响工效和施工质量的制约点，能识别机组其他人员的特点，做到“人尽其材”，并进行有效地调整和管理具有很强的业务素质，能主动配合施工机组完成工作任务。能根据施工现场的实际情况给予技术支持、质量把控和安全风险的识别具有对全自动焊接设备故障识别并能简单维修的能力，能正确调整各项焊接参数，分析影响焊接质量的各个因素并及时解决能熟知电站（柴油发电机）及全自动焊接设备的操作规程，避免违规操作，导致设备发生故障；能严格的执行工程的焊接工艺规程，保证工程焊接质量。焊接作业时，具有好的工作习惯和标准化动作，使标准化成为常态能熟练使用长输管道内、外对口器，掌握其工作原理并能够排除故障。能够安全的正确使用大型吊装设备配合管线组对。能严格执行管道工程施工的组对规定。具有好的工作习惯和标准化动作，使标准化成为常态能够按照大型设备操作规程，安全的正确使用和操作大型吊装设备配合管工来进行管口组对，熟知大型设备的工作原理和简单的故障排除，能做到设备及时保养，不影响工程的施工进度能够熟知现场所有设备的工作原理，能够快速进行设备维修，排除故障，不影响施工进度。定期检查和保养施工现场所有的机械设备，做到防范大于维修能够听从现场机组长的工作安排，服从机组关键岗位的管理，上岗前必须经过专项岗位培训，符合工程施工的需求。砂轮工1人：负责管道组对前清管及管口的打磨、除锈；全自动焊接清根、轨道工2人：负责按照正确的方法清根和在管线上安装和拆卸小车轨道，根据现场焊接情况吊装焊接作业间（挡风棚）人数（根据管道口径和壁厚加减）/人13（技术员、质量员岗位能否合并是1人）1上岗方式机组长根据工作业绩和施工经验竞聘上岗技术员、质量员、安全员根据工作业绩和施工经验竞聘上岗通过系统的培训和选拔进行竞聘上岗全自动焊接技术员焊工8（主线路施工配置，其中1人为返修焊工）通过系统的培训和选拔进行竞聘上岗油气管线安装工（管工）2通过系统的培训和选拔进行竞聘上岗机械操作手2~3（含自有的挖掘机操作人员或外雇）根据工作业绩和施工经验竞聘上岗机械设备修理工1根据工作业绩和施工经验竞聘上岗其他配合人员3必须经过专项操作的技能培训才能上岗（建议由工程技术员和现场全自动焊接技术员对其进行培训） 注：施工作业现场人员严禁串岗，换岗，酒后上岗。每个岗位具备好的工作习惯和劳动态度，动作标准化、常态化。表2 设备配置设备名称吊管机型号30T（根据管径和壁厚增加吨位）CAT320D或zx200100kW和80kW气动φ508mm型DC400型A302型和A305型电源为奥太LGK-120数量/台1用途描述管道组对、根焊辅助吊管机进行管道组对，修理管线支墩和吊装焊接作业间给焊接作业线提供电源用于管道焊口组对用于管道根焊焊接用于管道全自动焊接填充、盖面用于管线断口和管道连头切割下料备注长输管道φ800mm以下管径是否可以采用中型挖掘机代替使用2台时，其中1台专门来辅助吊管机进行焊口组对以及清理后面的作业面；1台专门用来吊装焊接作业间（挡风棚）1台100kW用于管道组对根焊，2台80kW电站用于全自动焊接填充、盖面的工序配套的气泵放置在100kW的电站上并利用其电源放置在焊接作业间（挡风棚）或100kW的移动电站并利用其电源2台套一个工作站分别放置在两个焊接作业间（挡风棚）或80kW的移动电站中并利用其电源放置在用于管道连头的移动电站并利用其电源挖掘机履带式移动电站管道内对口器林肯焊机熊谷全自动焊接设备等离子轨道切割机1~23 134 1 注：所有施工作业线的设备在使用过程中，严格执行安全操作规程，严禁违规操作；行走或吊装过程中慢走轻放，避免造成设备损坏，影响施工进度。2019年 第12期 www.mw1950.com28热加工W表3 材料、设备配置材料及工具名称管材焊材保护气体柴油砂轮片钢丝轮电源线焊接作业间（挡风棚）角向砂轮机尼龙吊带规格和型号数量以实际工程需要为准以实际工程需要为准以实际工程需要为准以实际工程需要为准以实际工程需要为准以实际工程需要为准分别各100m4~5间（根据管线壁厚和焊接层数制作）10台3条道站钢级为X52elding & Cutting焊接与切割备注φ508mm×7.1mmE6010纤维素φ4.0mm焊条和E81T1-M21A8-Ni1-H4药芯焊丝直径为1.2mm80%Ar+20%CO2夏季0#-5#、冬季-20#125型3mm/2mm125型380V和22V2000mm×1600mm×2000mm（长×宽×高）125型10T1.平口螺丝刀2.管口组对间隙楔形扁铁3.防飞溅磁力挡风板4.全自动焊磁力轨道安装尺5.电源快速插头焊条为奥地利伯乐焊材、气体保护药芯焊丝为伊萨焊材用于全自动焊接保护气体用于大型吊装设备和履带移动电用于组对前管口打磨和焊接作业时接头打磨和层间清理等焊接作业时层间清理和盖面后焊道清理等连接焊接作业间（挡风棚）和移动电站根据长输管道管径的大小调整作业间的实际尺寸得伟或博世主要用于管道焊接组对时吊装管其他辅助小工具根据工程实际需要数量进行配备辅助管道全自动焊接作业 注：经检验不合格的管材、焊接材料以及工具，严禁投入使用。实际长度、管口的周长，圆度，进行管口的记录和编号。并在每根钢管的长度方向上画出中心线，以利于平稳吊管，方便焊接施工组对。第二，焊接施工组对并根焊（采用纤维素焊条向下焊）。管口组对前先对管线内进行清理，清除管内的泥土和其他杂物。并由专人在内外表面坡口两侧50mm范围内应采用机械法清理至显现金属管光泽。1号工作站进行组对、根焊。对口时采用1台挖掘机配合吊管机进行。吊点置于布管时已划好的管长平分线处。用内对口器组对管道，可不进行定位焊。为提高工效根焊3人同时进行，如图3所示。 在根焊道焊完后，才能撤图1 作业流程出对口器。当使用外对口器进行热加工2019年 第12期www.mw1950.com29Welding & Cutting焊接与切割图2 锯齿形布管管道组对时，应保证根焊道完成焊）。管道根焊结束后，1号工50%后撤离。对口支撑和吊具则作站移机进行下一道焊口的组应在根焊道全部完成后方可撤对和根焊。2号工作站布置完毕除。后，首先进行根焊焊道的清根处第三，全自动焊接填充（采理，着重对焊接接头处进行打用气体保护药芯焊丝向上全自动磨。在管道上正确安装焊接小车图3 焊工位置 名焊工完成注：第1名焊工完成0点至4点位区域的焊接，0点至8点位区域的焊接；第3名焊工可同时进行。2名焊工完成8点至4点位区域的焊接；第3图4 焊接过程 可以进行正常的向上焊接，需先设置防飞溅板打磨起弧的焊接接头。注：焊接方向向上（6点至0点），第1名焊工从6点位置焊接至5点位置后，第 2名焊工就302019年 第12期 www.mw1950.com热加工轨道后，进行填充盖面的焊接作业。在全自动焊接施工过程中，为满足高效的焊接施工效率，先开始左舷（右舷）焊接一定距离后（约20s），右舷（左舷）就可以开始焊接，但在施工过程中需要打磨底部接头，为不影响左舷（右舷）的正常焊接，需要设置防飞溅挡板，如图4所示。第四，全自动焊接盖面（采用气体保护药芯焊丝向上全自动焊）。管道填充焊结束后，2号工作站移机进行下一道焊口的填充焊。3号工作站布置完毕后，首先进行焊道的层间清根处理，着重对焊接接头处进行打磨。在管道上正确安装焊接小车轨道后，进行盖面的焊接作业。在全自动焊接施工过程中，为满足高效的焊接施工效率，当先开始左舷（右舷）焊接一定距离后（约20s），右舷（左舷）就可以开始焊接，但在施工过程中需要打磨底部接头，为不影响左舷（右舷）的正常焊接，需要设置防飞溅挡板。 3.结语科学制定合理的长输管道全自动焊接单元施工方案，是真正有效提高长输管道全位置自动焊接施工工效和焊接质量的重要因素。从人员、设备配置，材料的检测，安排施工工序的流程等每个环节做到科学、合理、正确，才能充分发挥管道全位置自动焊接工艺在工程施工中的优势。作者简介：刘智等，中国石油天然气管道局第六工程公司。20191019