技術開發項目報告

時間：2024-05-12 13:51:57

技術開發項目報告

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技術開發項目報告

　　項目名稱：全位置自動焊外焊施工技術推廣應用

　　一、國內外現狀、發展趨勢及開題意義

　　(一)國外相關產業和技術現狀、發展趨勢

　　20世紀60年代，國際上就開始在管道工程中應用自動焊技術，自動焊技術適用于大口徑、大壁厚管道，大機組流水作業，焊接質量穩定，操作簡便，焊縫外觀成型美觀。

　　國際上大直徑管道施工以自動焊接為主，其代表性的管道自動焊設備及工藝，當屬美國CRC-EVANS。根焊依然是根本問題，據了解，當前配合自動焊的根焊方法主要有兩種，一是內焊接機，二是帶銅墊對口器外焊根焊成型。

　　意大利PWT-NRT設備，是最近兩年才開發的設備，僅應用在法國兩條管道上。

　　(二)國內相關產業和技術現狀、發展趨勢

　　20世紀70年代及以前，管道建設中焊接以傳統手工焊方法施工，改焊接方法由于焊接速度慢，焊接質量低已不再適宜在管道建設中應用。

　　20世紀80年代初，管道局引進了美歐的手工下向焊工藝，并逐步推廣到大部分施工企業，質量上了一臺階。當時按焊縫延長米統計質量，X射線一次合格率達95%以上。該焊接方法已取代了傳統手工焊方法。

　　目前，全自動焊接工藝在國內中石油管道公司長輸管道的應用中較多，且發展趨勢越來越廣泛。自動焊技術在國內大規模應用是在西氣東輸管道工程中。

　　(三)與中國石化主業發展的關聯度

　　中國石油化工股份有限公司是一家上中下游一體化、石油石化主業突出、擁有比較完備銷售網絡、境內外上市的股份制企業;是中國最大的一體化能源化工公司。天然氣勘探開發、開采、銷售及后續深加工是中石化重要主要業務之一，在中石化能源發展道路上起著至關重要的作用。中國石化油氣資源大部分分布在東北和西北地區，而消費市場絕大部分在東南沿海和中南部的大中城市等人口密集區，這種產銷市場的嚴重分離使油氣產品的輸送成為油氣資源開發和利用的最大障礙，管道輸送是突破這一障礙的最佳手段。為中國石化在日益激烈的市場競爭中奠定了堅實的基礎。

　　(四)項目的創新性

　　隨著管道建設行業技術的不斷提高，焊接方法逐步由手工上向焊、手動下向焊向半自動焊和全自動焊方向發展。而全自動焊技術在國內的發展還處于起步階段。在西氣東輸等工程中各個管道建設單位都投入了大量的資金引進國內外的全自動焊機在工程中進行探索和應用。瞻望中國管道建設的前景，除去已開工的西氣東輸工程外，中俄管道、陜京管道、西部成品油管道、西南成品油管道、LNG管道、煤漿管道等都已指日可待。加入WTO后，隨著國外隊伍的介入，國內市場勢必競爭更加激烈。由于管道用鋼向著高強度發展，需要有許多新的焊接技術支持，以提高競爭能力。面對日趨激烈的國際市場競爭，要想在管道焊接市場中占據一席之地，必須提高施工裝備和技術水平，因此，研究管道全位置自動焊接裝置對提高我國的管道施工水平具有十分重要的現實意義。

　　自動焊適用于大口徑、大壁厚管道，大機組流水作業，焊接質量穩定，操作簡便，焊縫外觀成型美觀內在質量狀況穩定，這些都是手工焊、半自動焊無法比擬的優點。目前世界上長輸管道施工自動焊焊接工藝發展迅速，已投入多個工程實際應用。尤其在長輸管道的施工過程中，一個8臺焊機的外焊接工藝全自動焊機組(STT根焊、全自動填充蓋面)每天可完成40道焊口的焊接量，不僅提高了工作效率，而且減小了勞動強度。

　　二、目標、內容、技術方法和路線、技術經濟指標

　　(一)技術目標

　　1、推廣全自動焊技術在大口徑長輸管道中的應用。

　　2、提高管道焊口一次合格率，提高焊接速度，降低勞動強度。

　　(二)技術內容和技術關鍵

　　由我公司中標的中衛-貴陽聯絡線工程第1標段全長約146.5Km，管材材質為X80，直徑為Φ1016mm，壁厚15.3mm，坡口形式為復合坡口、“V”型坡口，管道施工地段較為平坦，部分地段可以展開全自動焊接的工作形式，焊接設備采用RMS外焊機，總結出一套管道自動焊焊接工藝參數。

　　焊接工藝參數

　　焊道

　　根焊熱焊填充焊蓋面焊

　　焊絲型號

　　焊絲規格

　　電壓(v)

　　行走速度

　　送絲速度

　　停留時間(s)

　　擺幅(mm)

　　擺動頻率(次/min)

　　氣體類型

　　氣體比例

　　氣體流量(L/min)

　　(三)技術方法、路線及其可行性分析

　　管道全自動焊接技術在我公司施工的西氣東輸甘肅段中成功應用，在φ1016×17.5mm管道焊接中平均每天能到達30道,焊接一次合格率達到97%。

　　為備戰中衛-貴陽聯絡線第一標段管道工程，在勝利油建培訓學校組成了一支由高級電焊技師為首的技術攻關小組，挑選了16名焊工進行了為期3個月的焊接技術培訓。摸索出產生焊接缺陷的原因及制定改進措施，初步掌握了該項焊接工藝技術。

　　(四)技術經濟指標

　　1、全自動焊接工藝管道焊接一次合格率達到97%以上。

　　2、直徑為Φ1016mm，壁厚15.3mm管線焊接，每日焊口達到40道以上。

　　三、知識產權狀況

　　(一)已有知識產權情況(專利號、專利申請號、申請人、專利名稱)

　　(二)相關國內外專利檢索結果(檢索主題詞、檢索數據庫名稱、相關專利號、專利申請號、申請人、專利名稱)

　　(三)國內外文獻查詢結果(文獻名稱、來源、發表人)

　　1、文獻名稱：STT半自動焊+RMS外焊全自動焊接工藝在西氣東輸管道工程中的應用，來源：江漢科技，發表人：鄭明高。

　　(四)中國授權或公開的相關專利分析(給出本研究目前是否和國內已公開專利相沖突的分析結論，對有相沖突可能的專利，給出專利號、專利申請號、申請人、專利名稱，法律狀態、專利權利要求，提出的創新或規避對策)

　　(五)國外公開文獻和未在中國申請的相關國外專利分析(概述這些文獻和專利的創新和效果，提出本課題予以借鑒、利用的設想)

　　四、市場前景分析

　　(一)國內外市場現狀和需求分析

　　20世紀90年代初，管道局從美國引進了自動保護半自動焊接設備和工藝。其焊接合格率按焊縫口統計，可以達到95%以上。其優點是連續送絲、不用氣體保護、抗風性能較強4、5級風以下、焊工易操作等。其缺點首先是不能進行根焊，需要采用其他的焊接方法進行根焊。

　　中國石化油氣資源大部分分布在東北和西北地區，而消費市場絕大部分在東南沿海和中南部的大中城市等人口密集區，這種產銷市場的嚴重分離使油氣產品的輸送成為油氣資源開發和利用的最大障礙，管道輸送是突破這一障礙的最佳手段。未來10年內，我國的天然氣管道建設將占第一位，將逐步形成“兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫”的油氣管道輸送新格局，我國已迎來油氣管道建設的高峰期。

　　(二)經濟效益和社會效益預測

　　利用本項目所研究和推廣的各項技術，是對不同類型管道從設計到施工全過程的施工技術研究和推廣，最終形成成熟的自動化焊接施工技術，將技術轉化為生產力，有效地達到工期、質量與成本的各項控制要求。通過對自動焊各項技術的研究、推廣和應用，最終形成標準化的施工技術，在將來大口徑長輸管道的建造中具有重要的指導作用，在施工技術支持的基礎上還可以節約工程成本，具有很高的實用價值。同時，自動焊技術的推廣及應用進一步提高我公司長輸管道工程施工能力，拓寬了公司長輸管道領域的市場范圍，提高了公司在長輸管道施工領域的競爭能力。隨著綜合技術的發展和提高，長輸管道自動焊技術的應用必將曰益普及。這對于提高我國管道施工企業的總體技術水平，實現與世界管道建設的接軌，參與國際管道建設市場的競爭有著十分重要的積極作用。

　　五、開題條件

　　(一)技術準備

　　2010年底，為備戰中衛-貴陽聯絡線第一標段管道工程，公司購置了一批STT半自動焊機和RMS自動外焊機，該外焊機為加拿大生產，底盤部分為德國生產的阿克塔克移動電站。根據該管道焊接工藝規程的要求，組建了焊接技術攻關小組，挑選了16名焊工進行了為期3個月的上崗培訓。對STT半自動焊機和RMS自動外焊機技術進行反復試驗收關。對焊工進行強化訓練，找到了產生焊接缺陷的原因及防止辦法，初步掌握了該項焊接工藝技術。

　　(二)人員情況

　　1、人員表

　　職責姓名單位性別年齡職務

　　職稱從事

　　專業承擔的主要研究任務

　　負責人張朝輝勝利油建公司男 37 分公司經理

　　石油化工主持項目的研發及方案論證

　　技術

　　首席劉明勝利油建公司男電焊高級技師焊接專業主持項目的研發及方案論證

　　主要研究人員

　　種記周勝利油建公司男 40 分公司副經理石油化工指導項目的研發

　　方案制定與實施