油气长输管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接技术研究--中国期刊网

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油气长输管道全位置自保护药芯焊丝自动焊接技术研究

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第22期作者：李晗

[导读] 摘要：对油气长输管道施工工艺进行分析，总结自保护药芯焊丝以及自动焊接技术的使用优势，旨在结合当前油气长输管道施工中存在的问题，细化完善药芯焊丝自动焊接技术使用方案，以便全面提高油气长输管道的使用效果，为油气行业的可持续发展及高效率运行提供支持。

        山东胜利建设监理股份有限公司山东东营 257000
        摘要：对油气长输管道施工工艺进行分析，总结自保护药芯焊丝以及自动焊接技术的使用优势，旨在结合当前油气长输管道施工中存在的问题，细化完善药芯焊丝自动焊接技术使用方案，以便全面提高油气长输管道的使用效果，为油气行业的可持续发展及高效率运行提供支持。
        关键词：油气长输管道；全位置自保护；药芯焊丝自动焊接；技术
        在工业产业运行的背景下，油田产业通过油气长输管道全位置工程方案的完善，可以提高油气输送效率，满足行业的高效发展需求。但是，在当前油气长输管道全位置自保护中，经常受到地理环境以及施工工艺等因素的限制，这些问题若在具体施工中不能得到有效控制，会降低油气长输管道的施工效果，影响全位置自保护技术的使用价值。伴随油气产业的发展，为了提高长输管道的使用质量，单位需要将药芯焊丝自动焊接技术作为重点，结合工程项目的实际情况，确定完善性的施工工艺以及施工方案，以便全面提高管道的施工及使用效果，满足行业的可持续发展需求。
        一、油气长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接技术
        （一）油气长输管道全位置焊接
        对于油气长输管道，通常是由平均长度12m的钢管焊接组成，通过管端坡口、跟焊以及热焊技术的融合，提高钢管焊接的整体效果，从而达到半自动或是全位置焊接的目的。结合当前油气长输管道的全位置焊接状况，通过下向焊接方法的使用，利用平焊、立焊等方法，合理确定焊接参数，以提升油气长输管道全位置焊接的效果。通常情况下，油气长输管道全位置焊接技术的特点如下：第一，提高焊接工艺的质量。在油气长输管道的全位置自动焊接技术使用中，通过药芯焊丝的利用可以保护气体，提高管道成型处理效率，同时也会避免焊道缺陷问题的出现，为长输管道的施工处理提供支持。第二，提高焊接施工的整体效果。根据长输管道的使用特点，通过全方位自动焊接技术的利用，会提升焊丝熔敷的速度，有效节约长输管道的施工时间，满足长输管道施工管理的整体效率。第三，节约劳动成本支出。结合全位置自动焊接技术，将其运用在长输管道施工中，需要将自动化的技术使用作为重点，通过焊接工作稳定性能的提升，降低焊接工人的任务量，提高长输管道工程项目的施工质量[1]。
        （二）药芯焊丝自动焊接
        在药芯焊丝自动焊接技术使用中，其工艺特点包括：第一，连续送丝，使系统在联合保护的过程中增强抗风能力，使系统在风速8m/s的环境下进行作业，保证焊接工艺的整体质量；第二，对于药芯焊丝自动焊接技术，其存在着技术操作简单的优势，而且整个焊接工艺的作用强度小，有效提高半自动焊接工艺的效率。但是应该注意的是，在药芯焊丝自动焊接技术使用中，辅助设备相对较多，而且设备不易移动，只有在大量工作人员配合的情况下才可以完成焊接施工。第三，成本低。药芯焊丝自动焊接中，通过半自动焊接设备的使用，可以达到综合成本低的目的。如在进行焊接厚度为8.7mm钢管的焊接中，需要至少完成3组的焊工工艺，而通过药芯焊丝自动焊接技术的使用，可以提高药芯焊丝的利用率，降低焊接坡口，满足长输管道的经济化施工需求。
        二、影响油气长输管道施工质量的因素
        （一）材料影响因素
        结合油气长输管道的施工特点，施工材料作为项目施工中十分重要的组成，若在实际施工中，缺少对施工材料的控制，会面临以下影响因素：第一，结合实际工程情况，油气长输管道工程中的材料费支出占总工程投资的60%，在实际施工中，受到施工环境的限制，会影响实际工程的质量控制效果；第二，在长输管道的施工质量控制中，经常遇到施工管理工序不科学的问题，增加了材料管理控制的难度。因此，在当前长输管道施工中，为了保证施工质量，长输管道施工单位需要通过对材料质量的控制，优化材料选择方案，以便提高管道施工的整体效果，避免长输管道使用不合理问题的出现。
        （二）人为因素的影响
        油气长输管道施工中，为了提高工程施工整体质量，需要提高施工人员选择标准，以满足各项施工工序的稳步发展需求。但是，在油气长输管道的实际施工中，经常遇到施工人员能力不足以及人员管理机制不完善的问题，这些现象不仅会影响油气长输管道的施工效果，同时也降低工程项目的施工管理效果。而且，在实际长输管道施工中，缺少科学化的项目管理方案以及定期组织机制，导致各项培训工作流于形式，无法提高长输管道的施工效果，为油气输送效率的提升带来限制[2]。
        （三）机械设备的影响
        在油气长输管道施工中，机械设备的科学选择是保证全位置焊接及药芯焊丝自动焊接技术的使用核心，但是，由于技术的限制，存在着机械设备选择不合理的问题，这种问题不仅增加长输管道的施工管理难度，同时也增加工程项目的管理隐患，无法提高长输管道的施工效果。而且，在具体的长输管道施工中，也会受到环境影因素的影响，导致设备的使用技术、工程管理技术流于形式，无法提高机械设备的使用效果，增加长输管道的施工管理难度，无法满足油气产业的可持续发展需求。
        三、油气长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接方案
        （一）焊接原理
        通过对油气长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接技术的分析，焊接原理如下：第一，将药芯焊丝转载在焊接小车系统中，小车装卡需要固定在等待焊管焊接的轨道位置，在自动化控制系统以及预设系统完善中，需要将工艺参数的调整、焊接速度的控制以及焊接电压的控制作为重点，根据工程项目的实际需求确定具体的自动焊接方案，以便全面提升油气长输管道全位置焊接效率；第二，在实际焊接中，需要将焊接小车在不受干扰的情况下，将焊接弧度控制在最小的状态，以保证焊接规程的合理性，结合规范性的施工管理工艺，会使整个自动焊接系统按照热焊、填充焊以及盖面焊的流程进行，完善清渣处理方案，展现药芯焊丝自动焊接的工艺使用价值[3]。
        （二）机械组成
        油气长输管道全位置焊接中，为提高自动焊接技术的使用效率，施工单位需要将焊接小车以及驱动级组成作为重点，并根据以往的施工经验，确定长输管道工程项目的施工原理：第一，焊接小车。在焊接小车中，需要在焊炬角摆机构与焊炬十字调整作为重点，当焊炬为最佳摆动频率时，可以避免焊接过程的缺陷问题。而且，在焊炬十字调整中，可以针对长输管道的施工状况，对焊缝的宽度及位置进行调整，有效提高焊接小车的自动处理效果。第二，驱动系统。对于油气长输管道全位置焊接中的驱动机构，主要是保证自动焊接系统稳定运行的核心，设备通过焊接小车以及导向轨道的组成，完善具体的管道施工工艺。如在导向轨道结构的原理设定中，驱动电机驱动大带轮，之后通过轮轴的动力传递以及小带轮的调整，提高齿轮轴的旋转效果，展现油气长输管道全位置焊接以及药芯焊丝自动焊接的技术优势。
        （三）控制系统调节工艺
        在药芯焊丝自动焊接中，需要将逻辑控制器作为核心，通过数据计算以及动作控制系统的调整，优化控制系统的工艺调节方案。第一，在自动焊接工艺选择中，通过药芯焊丝自动焊接方法的选择，需要利用焊接小车带动焊炬，并在旱道两侧独立完成半圈管道的施工工艺，以便全面提升焊接工艺的参数调整状态，为自动焊接工艺的优化以及工艺调整提供技术支持。第二，自动焊接控制系统的工艺调整中，通过手持控制器的使用，可以在焊接工艺以及焊接按钮控制中，对总线系统进行协调，并在焊接参数调整、编程器使用中，对信号传输方案进行处理，以增强PLC技术的使用效率，充分满足药芯焊丝自动控制技术的使用需求。第三，在可编程PLC技术使用中，通过数据运算、控制以及协调方案的调整，对控制系统发出指令，以便及时完成控制系统的调节工艺。
        四、长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接工艺
        （一）坡口确定
        在长输管道的坡口确定中，需要明确以下方案：第一，在坡口形式以及参数设定中，具体的工艺结构如图一所示。图一中的（8°）是坡口与圆弧的切角，（37.50°）是内坡口角度。h（高度）的范围在1.25-0.15mm之间，R（圆弧半径）为3.20mm；e（钝角）的范围为在1.5-0.15mm的范围；W是管道无间隙组对坡口上的开口宽度，范围在9.50-0.20mm之间。

        图一 U形坡口结构
        （二）坡口参数
        在药芯焊丝自动焊接工艺中，为了提高长输管道自动焊接的工艺效果，在具体的施工中，需要明确以下施工工艺方案：第一，在 =6°、W=8.5mm的状态下，坡口相对较窄，在实际施工中需要采用热焊以及填充焊接的方法，并利用直拉排焊的工艺形式，完善药芯焊丝自动焊接工艺的选择方式，但是，在该种情况下，需要掌握以下问题：①上述焊接方法不利于熔池铁水翻渣，且容易引发夹渣问题；②当利用焊丝进行焊接时，会使焊接过程出现不稳定的状态。第二，在 =8°、W=9.5mm的状态下，坡口宽度呈现出适中的状态，针对这种情况，应该选择热焊、填充焊的工艺形式，以避免夹渣问题的出现，全面提升自动焊接工艺的使用需求。
        （三）焊丝选择方法
        焊丝选择的过程中，需要将焊接实验数据以及焊接力学等作为重点，结合长输管道的实际施工状况，确定具体的自动化焊接工艺结果，以便有效提高药芯焊丝自动焊接的效率，充分满足电弧稳定性以及焊接成型脱渣的工艺需求。
        （四）焊接参数的设定
        在不同焊接工艺参数调整中，对不同焊接形式的参数设定进行分析，结果如表一所示。首先，在焊接设备选择中，为提高药芯焊丝自动焊接的整体效率，在焊接工艺完善以及焊接设备调整中，需要选择一台内焊机、一套全位置焊接及药芯焊丝自动焊接系统。其次，在焊接参数设定中，施工单位应该将热焊、填充焊以及盖面焊作为重点，明确以下参数调节方案：第一，在0-2点的焊接段，需要采用平焊的方法，使整个焊接过程在电压高以及电流大的情况下稳步进行；第二，在2-4点焊接段中，需要采用立焊的工艺形式，有效避免熔池不稳定问题的出现，有效增强长输管道自动焊接工艺的使用效果；第三，在4-6点的焊接段，应该使用仰焊的工艺形式，整个焊接过程中的电压较低，而且电流较小，需要减缓焊接速度，以便提高长输管道自动焊接的有效性。
        表一药芯焊丝自动焊接参数

        （五）油气长输管道自动焊接的质量控制策略
        在油气长输管道自动焊接中，为了提高药芯焊丝自动焊接的工艺效果，在具体的质量控制中需要做到：一，建立完善性的规章管理制度。通过对长输管道施工状况的分析，为了保证油气长输管道的施工效果，在现场焊接质量控制中，施工单位需要结合以往经验，建立完善性的焊接质量控制方案，并保证各项规章制度的稳步落实。对于一些特殊性的长输管道，应该在焊接工艺完善的同时，制定科学化的焊接指导方案，以保证焊接作业的稳步进行。第二推行先进工艺形式。在药芯焊丝自动焊接工艺中，为了推动技术的创新，需要将新技术的使用作为重点，通过新工艺方案的调整以及新工艺技术的创新，保证药芯焊丝自动焊接工艺的规范性，全面提高长输管道的工程项目施工效果；三，加强焊工资质审查机制。结合长输管道的施工状况，在焊工管理中，资质审核方法的落实是十分重要的。对于焊工而言，需要有专业资格证书，如在施工开始之前，施工单位要对施工人员的资质及能力进行核查，并将各项核查工作责任到人，保证焊接工作的规范性；四，长输管道的原材料检查中，施工单位应该将原材料的选择作为重点，通过管材、焊材的高质量应用，严格材料审查机制，以保证各项材料自治的合格性，并要求人员按照材料规格、型号以及数量等，完善原材料检查方案；五，长输管道的焊接质量控制中，焊工需要结合工程项目的特点，按照焊接规范进行施工，避免私自改变焊接参数问题的出现，按照自动化焊接系统调整方案，细化专业性的焊接操作流程，以展现长输管道全方位焊接及药芯焊丝自动焊接的优势，为油田企业的高质量发展提供保障。
        结束语：
        总而言之，在长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接工艺优化调整中，为更好的提高长输管道的使用效果，施工单位需要结合以往的管道施工经验，确定自动化的参数调整方案，以便有效提高长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接工艺的使用效果，为油田长输管道施工质量的提升提供支持。通常情况下，在长输管道全位置焊接及药芯焊丝自动焊接中，可以提高自动焊接的整体性、稳定性，而且，在管道自动焊接系统的优化调整中，可以提升焊接工艺的整体质量，降低长输管道焊接中的劳动强度。因此，在当前长输管道的焊接工艺调整中，通过全位置焊接及药芯焊丝自动焊接方法的选择，可以根据实际工程情况，制定合理性的焊接工艺方案，以降低焊接成本，为行业的高质量发展提供参考。
        参考文献：
        [1]周杰.基于计算机控制的自动焊接系统在长距离油气管道焊接中的应用[J].电焊机,2016,46(4):45-48.
        [2]金剑,朱学山,刘艳阳, 等.油气长输管道大数据整合技术方法研究[J].油气田地面工程,2020,39(2):77-81.
        [3]李文洋,甘芳吉,周永杰, 等.基于多向交流电位降技术的管道裂纹腐蚀检测方法[J].工程科学与技术,2019,51(5):165-169.