移动式管道机械预制氩弧焊生产线施工工法.doc

移动式管道机械化预制生产线氩弧焊施工工法1、前言随着现代化工建立规模的不断扩大，以及化工建立中工艺管道的设计压力、设计温度的逐渐提高，建立施工中管道的口径及厚度也越来越大，导致施工现场的焊接量和施工作业难度增加现场焊接施工的机械化、自动化程度的提高，有效解决这一问题它不仅节约人工本钱、缩短工期，并且能够保证较高的焊接合格率，为企业创造良好的经济效益和社会效益2021年我公司成功引进移动式管道机械化预制生产线，并就此生产线的氩弧焊施工成功应用于现场施工我公司承建的****实联化工工程，**庆华煤制天然气一期工程和沙特九期都遇到了大口径、超壁厚的管道焊接工作一拖二〞式管道预制生产线是移动式管道机械化预制生产线的一种形式，它是由高速机械切割坡口工作站、多功能组对工作站、悬臂式自动焊接工作站〔短管/中长管自动焊接工作站〕、压臂式自动焊接工作站〔弯管/中长管自动焊接工作站〕、物流输送小车等局部构成适用管子直径范围：DN50-DN600，适应壁厚：5-60mm的管道切割、坡口加工、组对、焊接工作图1：移动式“一拖二〞管道机械化预制生产线总体布置图注：1#工作站-高速机械切割坡口工作站； 2#工作站-悬臂式自动焊接工作站； 3#工作站-压臂式自动焊接工作站； 4#工作站-多功能组对工作站； 5#工作站-法兰组对工作站；2、工法特点2.1 场地要求低，占地面积小。

本预制生产线主要由以上5个工作站、物流转运小车、移动轻钢轨道模块及固定轻钢轨道等组成，总体布置图见上图1所示2.2 实现管道切割、坡口加工、组对、焊接机械化流水线作业2.3 一台切割坡口机就能够对碳钢、合金钢、不锈钢等多种金属管道进展切割和坡口加工，而且能实现管端V型、双V型、U型和内坡口的高速加工2.4 适用管道的规格范围广能够对管径DN50-DN600〔设备改良后最大能满足DN800〕的厚壁碳钢、合金钢、不锈钢有色金属等管道进展切割、坡口加工、自动焊接的管道预制2.5 对焊工技能要求低只要会机械操作的焊工，就能焊接各种金属管道2.6加工精度高、焊接质量高〔一次性合格率可达98%以上〕2.7能够节省砂轮片、氧气、乙炔气等辅材，并减小了主材的损耗2.8 机械化操作能够减少大量技工人数，节省人工费3、适用范围本生产线适用于管径DN50-DN600〔设备改良后最大能满足DN800〕的不锈钢、碳钢、合金钢等有色金属管道进展切割、坡口加工、自动焊接的管道预制，管道厚度不限制；预制件重量不超过2吨4、工艺原理4.1“一拖二〞式管道预制生产线各部位组成4.1.1高速机械切割坡口工作站内置高速带锯切断工位和高速坡口工位〔为碳钢、不锈钢两用工作站〕，主要完成管道切割下料和坡口加工。

4.1.2多功能组对工作站用来对管子与弯头、法兰、三通的快速机械化组对，组对精度由设备精度决定，从而最大限度的提高组对精度和速度，例如：DN400管道与弯头组对，仅需四分钟即可完成本工作站由一台多功能组对机、一台法兰组对机、一台双头组对物流转运小车、移动轻钢轨道模块及固定轻钢轨道组成4.1.3两台焊接工作站分别由一台多功能焊接机、焊接变位机、管子升降支撑、外延焊接轨道模块、触摸屏数控系统及电气控制系统组成可分别采用变位机卡爪抓紧管子的方式和快速装卡的自压紧方式，能有效防止了焊接过程中管子轴向窜动，保证良好的焊接效果主要完成管件+管件、直管+管件对接焊缝的自动打底、填充盖面工作并可满足管道预热需要4.2 “一拖二〞式管道预制生产线的各种功能说明4.2.1 切割：采用起吊设备将管道吊至切割坡口工作站进展切割，切割完成后，利用送料架送至升降回转轨道小车 坡口加工：利用升降回转轨道小车将材料送至坡口机按工艺要求进展坡口加工；假设另一头也需要坡口加工，则将材料通过半圆支撑旋转180°后再通过升降回转轨道小车送至坡口机加工组对：坡口加工完成后，利用轨道小车送至组对料架，再根据材料组对需要分别送至法兰与直管组对站或弯头与直管组对站，分别进展组对，手工焊点口。

焊接：组对完成后利用管道支撑料架分别送至法兰与直管焊接工作站或弯头与直管焊接工作站 存放：焊接完成的管段通过管道支撑料架送至管道存放区5、施工工艺流程及施工要点5.1施工工艺流程设备安装调试管道进场验收确定预制段尺寸及精度使用组对工作站进展管道组对、人工点焊使用焊接工作站进展管道焊接使用坡口站进展管道下料、坡口加工使用机械将管道送上坡口站使用物流输送小车将管段送上组对工作站使用物流输送小车将组对好的管段送上焊接工作站使用物流输送小车将焊接完成的管段送至管段存放区5.2施工前的准备 根据实际情况选好自动焊工作站的工作场地，四周搭设可靠封闭的防风沙围栏，以确保工作站净洁的工作环境5.2.2 各工作站在设备厂家的指导下已安装调完毕，并确定责任人5.2.3施工图纸齐全，现场主要设备已经定位，能够准确测量待预制管道尺寸5.2.4确定预制管段，尽可能加深预制以充分利用自动焊接工作站，保证尺寸精度，以利于现场安装5.2.5管道设备材料进场验收合格5.2.6自动焊接设备各工作站的操作人员已具备操作证，且已对全体施工人员进展技术培训及交底5.3 施工程序与方法使用高速机械切割坡口站进展管道下料、坡口加工。

此工作站配置有6m特制集装箱，其内设置高速带锯切断工位和高速坡口工位，为碳钢、不锈钢、合金钢用工作站，管子与设备接触局部均有防渗碳措施其采用物流式的模块化设计思路，方便了设备使用，图-1 高速机械切割坡口站实物图与内部布置图图-12 高速机械切割坡口站处理完成的坡口图可实现管子在地面物流上回转调头工作，有效的提高了设备的利用率，提供了效率和质量的保障1〕、切割坡口质量应符合以下规定：〔1〕切口外表应平整，尺寸应正确，并应无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口等现象；〔2〕管子切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，且不得大于3mm2〕、假设因机械操作问题导致切割坡口不符合规定，则应重新加工，或局部进展人工处理3〕、此步骤需注意的事项在于切割加工不同材质、大小的管道时带锯条各种参数的选用，推荐选用如下： 表-1：在切割管件时，带锯条齿数〔TPI〕选型表通径mm壁厚mm15以下15-2020-2525-3535-6060-100100-150150-300300以上1-314/1810/1410/1410/148/128/126/106/105/83-510/1410/148/128/126/106/105/85/84/65-10——8/126/106/105/84/64/64/610-15———6/105/84/64/64/63/415-20————4/64/64/63/43/420-25—————4/63/43/42/325-35——————3/42/32/335-50——————2/32/31/250-75及以上———————1/21/24〕、加工坡口时，切割速度参数推荐表如下：表-2：管道切割速度参数推荐表材质管径mm碳钢不锈钢转速每转切削量转速每转切削量50-100600.15400.05100-200600.1400.05200-300480.08320.05300-400300.08200.05400-500250.08160.05500-600200.06130.05600以上180.06100.055〕、加工坡口时，坡口形式选择推荐如下：表-3：管道加工坡口形式选择推荐表材质厚度a(mm)坡口名称间隙c(mm)钝边b(mm)坡口角度α(β)(°)备注碳钢、合金钢3-9V形坡口0-20-260-659-260-30-355-6020-60双V形坡口0-31-365-75〔10-15〕h=8-1220-60U形坡口0-31-3(8-12)R=5-6不锈钢≤8V形坡口2-370-80＞82-365-75≥17双V形坡口2-31-270-80〔25-27.5〕h=T/3≥17U形坡口1-2(15-20)R=5-66〕、工艺特点此步骤工艺特点是采用机械进展施工，能够保证较高的加工精度和外表质量。

相对于手工操作，对于碳钢、合金钢管道，能够节省氧气、乙炔气、砂轮片等辅助材料的消耗特别是对于厚壁的不锈钢管道，手工下料、加工坡口及打磨非常的费时费力，采用机械切割加工能够大大提高生产效率，节约时间本钱及人工本钱例如：规格为φ508*50mm，材质为A312 TP321的不锈钢管道进展坡口加工时，主要操作要点如下：〔1〕、在触摸屏上设定以下参数：a、坡口形式：双“V〞形；b、厚度a：50mm；c、管径：506mm；d、材质：不锈钢图-2 坡口加工操作界面参数设定完成后，坡口站工作系统会自动设定标准坡口角度、刀口总进给量、进给速度以及回转速度当然，也可根据实际经历及操作情况进展具体设置2)、手动方式将主机移动使刀头距管端2-3mm3)、手动调节使刀头上下移动，保证进刀深度为4~6mm此处进刀深度设定不宜过深，否则切削时刀头阻力过大易损坏刀头及主机4)、第一刀在完成后会自动退刀，按上述步骤开场进第二刀，在刀头接近终进给量时刀头阻力明显增加，产生较大的噪声，甚至主机开场抖动，此刻要及时停刀、退刀，继续第三刀的进给，以此类推，直至完成最后的进给使用组对工作站进展管道组对本工作站用来对管子与弯头、法兰、三通的快速机械化组对。

工作站与AUTO MPWT630-A/B型移动式焊接工作站共用同一个特制6m集装箱，由一台多功能组对机、一台法兰组对机、一台双头组对物流转运小车、移动轻钢轨道模块及固定轻钢轨道图-1 组对工作站1)、钢管组对内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm；假设超过以上规定或外壁错边量大于3mm，则需按照相关标准进展修整2)、组对完成人工点焊后，应根据管道单线图标明焊口的管道编号、管段编号、材质、焊接接头号，待焊接完成后标明焊工号及焊接日期等信息使用悬臂式自动焊接工作站〔法兰/短管与中长管自动焊接工作站〕或压臂式自动焊接工作站〔弯管与中长管自动焊接工作站〕进展管道焊接工作悬臂式自动焊接工作站配置有6m定制加高集装箱，其内由一台多功能焊接机、焊接变位机、管子升降支撑、外延焊接轨道模块、触摸屏数控系统及电气控制系统组成主要完成管件+管件、直管+管件对接焊缝的自动打底、填充盖面工作采用变位机卡爪抓紧管子的方式，有效防止了焊接过程中管子轴向窜动，保证良好的焊接效果并可满足管道预热需要图-1自动焊接工作站布置图图-2 自动焊接工作站详图不同管道焊接可实现的焊接工艺及。