技術開發(fā)項目報告

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技術開發(fā)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(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及開題意義

　　(一)國外相關產(chǎn)業(yè)和技術現(xiàn)狀、發(fā)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(yè)，焊接質量穩(wěn)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(jù)了解，當前配合自動焊的根焊方法主要有兩種，一是內(nèi)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(fā)的設備，僅應用在法國兩條管道上。

　　(二)國內(nèi)相關產(chǎn)業(yè)和技術現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢

　　20世紀70年代及以前，管道建設中焊接以傳統(tǒng)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(yè)，質量上了一臺階。當時按焊縫延長米統(tǒng)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(tǒng)手工焊方法。

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

　　(三)與中國石化主業(yè)發(fā)展的關聯(lián)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(yè)突出、擁有比較完備銷售網(wǎng)絡、境內(nèi)外上市的股份制企業(yè);是中國最大的一體化能源化工公司。天然氣勘探開發(fā)、開采、銷售及后續(xù)深加工是中石化重要主要業(yè)務之一，在中石化能源發(fā)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(qū)，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(qū)，這種產(chǎn)銷市場的嚴重分離使油氣產(chǎn)品的輸送成為油氣資源開發(fā)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(chuàng)新性

　　隨著管道建設行業(yè)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(fā)展。而全自動焊技術在國內(nèi)的發(fā)展還處于起步階段。在西氣東輸?shù)裙こ讨懈鱾�管道建設單位都投入了大量的資金引進國內(nèi)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(nèi)市場勢必競爭更加激烈。由于管道用鋼向著高強度發(fā)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(jù)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(xiàn)實意義。

　　自動焊適用于大口徑、大壁厚管道，大機組流水作業(yè)，焊接質量穩(wěn)定，操作簡便，焊縫外觀成型美觀內(nèi)在質量狀況穩(wěn)定，這些都是手工焊、半自動焊無法比擬的優(yōu)點。目前世界上長輸管道施工自動焊焊接工藝發(fā)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(nèi)容、技術方法和路線、技術經(jīng)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(nèi)容和技術關鍵

　　由我公司中標的中衛(wèi)-貴陽聯(lián)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(shù)。

　　焊接工藝參數(shù)

　　焊道

　　根焊 熱焊 填充焊 蓋面焊

　　焊絲型號

　　焊絲規(guī)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(zhàn)中衛(wèi)-貴陽聯(lián)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)權狀況

　　(一)已有知識產(chǎn)權情況(專利號、專利申請?zhí)�、申請人、專利名稱)

　　(二)相關國內(nèi)外專利檢索結果(檢索主題詞、檢索數(shù)據(jù)庫名稱、相關專利號、專利申請?zhí)枴⑸暾埲�、專利名稱)

　　(三)國內(nèi)外文獻查詢結果(文獻名稱、來源、發(fā)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(fā)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(nèi)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?zhí)�、申請人、專利名稱，法律狀態(tài)、專利權利要求，提出的創(chuàng)新或規(guī)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(chuàng)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(nèi)外市場現(xiàn)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(tǒng)計，可以達到95%以上。其優(yōu)點是連續(xù)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。

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

　　中國石化油氣資源大部分分布在東北和西北地區(qū)，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(qū)，這種產(chǎn)銷市場的嚴重分離使油氣產(chǎn)品的輸送成為油氣資源開發(fā)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(nèi)，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(jīng)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(chǎn)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(jié)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(fā)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(yè)的總體技術水平，實現(xiàn)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(zhàn)中衛(wèi)-貴陽聯(lián)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(chǎn)，底盤部分為德國生產(chǎn)的阿克塔克移動電站。根據(jù)該管道焊接工藝規(guī)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(chǎn)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(yè) 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(jīng)理

　　石油化工 主持項目的研發(fā)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(yè) 主持項目的研發(fā)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(jīng)理 石油化工 指導項目的研發(fā)

　　方案制定與實施

　　王強 勝利油建公司 男 35 分公司副經(jīng)理 石油化工 指導項目的研發(fā)

　　方案制定與實施

　　余波 勝利油建公司 男 28 項目總工

　　助理工程師 石油化工 指導項目的研發(fā)

　　方案制定與實施

　　祖波 勝利油建公司 女 31 主管工程師 石油化工 負責部分技術工藝的制定

　　馮新萍 勝利油建公司 女 39 工程師 石油化工 負責部分技術工藝的制定

　　唐杰 勝利油建公司 男 28 助理工程師 石油化工 負責部分技術工藝的制定

　　賈林虎 勝利油建公司 男 36 電焊技師 焊接專業(yè) 負責部分技術工藝的制定

　　2、負責人主要技術資歷(完成項目、承擔在研項目及獲獎情況等)：

　　項目名稱 建設單位 任職務 完成效果

　　臨濮輸氣管道 管道儲運公司 項目總工程師 優(yōu)良

　　辛三站密閉工程 勝利石油管理局東辛采油廠 施工經(jīng)理 優(yōu)良

　　西氣東輸26標段 中石油西氣東輸分公司 項目副經(jīng)理 優(yōu)良

　　駐馬店-鄭州-洛陽成品油管道項目 中國石化銷售有限公司河南成品油管道項目經(jīng)理部 項目副經(jīng)理 優(yōu)良

　　川氣東送管道工程第七標段 中國石化天然氣分公司 項目總工程師 優(yōu)良

　　中俄原油管道漠河-大慶段11標段 中國石油 項目副經(jīng)理 優(yōu)良

　　(三)現(xiàn)有儀器設備及實驗室條件

　　序號 設備名稱 型號 性能 數(shù)量 來源

　　1 焊接電源 飛馬特 100Kw 20 購買

　　2 焊接小車 12Kw 20 購買

　　3 焊接軌道 8 購買

　　4 控制箱 12 購買

　　5 坡口機 2 購買

　　6 防風棚 自制 5 自制

　　7 吊管機 25t 2 購買

　　8 焊接檢驗尺 KB450 4 購買

　　9 移動電站 Hw600 2 購買

　　10 內(nèi)對口器 DN1000 2 購買

　　11 環(huán)形加熱器 2 購買

　　六、計劃進度和考核目標

　　年 份 序 號 工 作 內(nèi) 容 試驗規(guī)模及應達到的指標 起止時間

　　( 月- 月) 試驗地點 驗收方式* 備注 承擔單位及負責人

　　20XX年 1 總結自動焊接在管道建設過程中的經(jīng)驗教訓，研究完善各項工藝技術 完成經(jīng)驗總結資料編寫，初步制定各項工藝 12月-1月 勝利油建培訓學校 審查 勝利油田勝利石油化工建設有限責任公司 張朝輝

　　20XX年 2 反復試驗，不斷摸索，尋找最佳參數(shù)，通過檢測手段，進行缺陷分析 確定焊接工藝參數(shù)，分析焊接缺陷及預防措施 2月-3月 勝利油建培訓學校 審查、鑒定 勝利油田勝利石油化工建設有限責任公司 劉明

　　20XX年 3 自動焊設備應用于施工現(xiàn)場，電焊工進行實際操作。 焊接一次合格率97%以上，每日平均焊口數(shù)量40道。 4月-10月 試驗現(xiàn)場 審查、鑒定 勝利油田勝利石油化工建設有限責任公司 劉明

　　20XX年 4 對全自動焊技術的應用進行總結完善。 對全自動焊技術應用進行技術總結，并編寫資料 11月-12月 試驗現(xiàn)場 審查 勝利油田勝利石油化工建設有限責任公司 種記周

　　注：1. 驗收方式指鑒定、評議、審查、其他。

　　2.按年度寫出各年度安排, 跨年度的內(nèi)容分年度填寫;負責單位應包括協(xié)作單位。

　　3.除備注外的各欄目應全部填報。

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