管道工厂化预制方法前景

管道工厂化预制及发展趋势1前言长期以来，我国管线制作工作主要以现场为主，其对管件的所有处理工作，诸如划线、切割、坡口加工、组对、焊接等，都是在安装现场完成的；在一些地方或单位，也有一些作坊似的集中组件场所，但其与前者并没有本质的区别，只是简单地将现场的某几个工序集中于一个特定的地方统一进行，其工艺方法、工艺设备、产品质量以及生产效率，都没有发生根本的改变。一般来讲，工程安装的现场，其条件往往是十分恶劣的，无论是生产设备，还是工人的工作条件，都是非常简单原始的，而这其中的任何一个环节，都有可能导致致命性管线质量问题的产生。因此，传统的管线现场制作的方法，由于受现场条件的限制，存在着质量难以控制的致命弱点（其直接的结果便是生产事故的发生）。同时，它还存在生产效率底、劳动强度大的缺点。随着我国加入WTO，各方面都逐步与国际接轨，行业竞争也日趋激烈；同时业主为了保证工期、缩短建设周期和保障管道装置的质量，纷纷要求建设单位对管道进行工厂化预制。因此采用什么样的方式达到既经济、高效又能保证质量进行工厂化预制的方案已成为各个行业单位的热门话题。为了适应生产发展的需要，解决传统管线制作中存在的问题，提高管线制作质量，保证安全生产，人们提出了管道预制化的思想。即建立工厂化的管道制作场所，实现管道制作的机械化、自动化、流水线化。以保证质量；对管道工程中的管件，只要现场安装允许，都先进行工厂化组接。再进行现场的安装，例如：管对管、管对法兰、管对弯管、管对支管；只有不得不在现场操作的部分，才在现场进行。如今，这一思想已经为世界许多国家所接受并付诸实施，现己成为一项非常成熟的技术。为了最大限度保证管道的施工质量、安全，确保工程的如期完工，各国都对管线工程中预制管道的比例予以了法定的规定。我国的界定标准是不低于70％。随着这一规定的颁布与实施，我国的管线制作工艺必将发生质的变化，管道预制必将成为管线工程的核心工作。2工艺管道工厂化预制的可行性众所周知，不论工艺管道有多大的不同，它们都是由标准化或规范化的零件组成，如：支管（管段）、弯头（焊接弯头）、锥形过度段、偏心过度段、法兰、三通、椭圆塞头、马鞍连接段等。而工艺管线的安装正是先由个别零件焊接成管道元件，再由各个管道元件联接而成。工艺管道工厂化预制的根本宗旨就是如何将各种需要焊接的管件在工厂内最大程度地预制成带有管件的管段，最大限度地减少现场工作量。3工艺管道工厂化预制生产线的实施既然有了可实施工厂化预制的基础平台，剩下就是设法在工厂内把各项工作（切割、坡口、组对、焊接）有机合理地组织起来了。我们的设想是通过设计卓越、畅通的物流和先进的自动控制系统，并且引用先进的机械化组对设备和高效、稳定的自动焊焊机来提高生产效率和保证焊接质量。其中最为关键的在于畅通物流的使用。如仅采用专用设备不辅助畅通物流设备，虽然看上去在一定程度上固然提高了生产效率，实则却不然。我们曾做过详细的分析比较，例如对Φ426，δ=12mm的管子进行切断和开30度标准V型坡口，如采用物流设备，每5分钟就会有一根加工完的管子下线（两端开好坡口），日加工平均能力为96根管段，计3000寸径/日；如仅采用专划分原则是以管段长度为唯一标准，以方便输送辊道的自动分拣；然后为各工作区的组对与焊接再兼顾不同的接头形式、厚薄与其它特殊情况。各个工作区相互独立、互补。3.3.1工区的划分和功能1）短管与管件组焊区：主要完成端部带弯头的短弯管；端部带法兰、支管、附件的短管；端部带法兰，中部带支管、附件的连接管的组对与焊接。2）多功能组焊区：主要完成短管焊接、管管接长与长管焊接等混合管的组焊，可以通过人工干预完成其它工位超量的短管或长管的组焊。3）带偏心管件组焊区：主要完成弯头、三通、偏心大小头等偏心管件与长管的组焊。4）非偏心管道组焊区：主要完成非偏心对称管件与长直管的组焊。3.3.2组对与焊接设备为适应管道工厂化预制的要求，预制生产线可采用专业的机械化组对机具和自动化焊接设备。用于提高生产效率和保证焊接质量。1）组对机具：将头尾架、弯管专用卡具、主动轮、可升降支撑等设备按需要灵活组合，实现机械化组对为后续的自动化焊接作好准备。2）自动焊装备：包括短管焊接机、长管焊接机、偏心焊接机、全位置焊接机等3.3.3焊接材料选用实芯或药芯焊丝3.3.4焊接方法1）打底：手工焊（SMAW）、氩弧焊（TIG）、STT半自动焊相结合。2）填充盖面：自动熔化极气保焊（MAG/MIG）、自动埋弧焊（SAW）。3.3.5配套焊接电源选择由于组对点固焊和打底焊时要求恒流（CC）外特性的焊接电源，而填充盖面气保焊与自动埋弧焊时却要求恒压（CV）外特性的焊接电源。为此，如果要在焊接工位上进行打底焊的话，则要求所配套的焊接电源必须是CC/CV两用的多功能焊接电源，这样投资成本自然就提升了。因此，把打底焊放在组对工位上来进行，并且采用硅整流CC特性的GOLDSTAR402米勒焊接电源，再配上米勒高频发生器HF-251D-1来组合成SMAW与TIG的两用焊机来进行组对点固焊和打底焊；而填充盖面气保焊和埋弧焊则采用多功能恒流/恒压外特性的、同时又经济可靠的DIMENSION812/HDC1500的组合，既可用于气保焊（MAG/MIG），又可用于埋弧焊。4总结2005年我公司在惠州乙烯首次采用大棚内预制，2007年将选择切割机、坡口机、组对机具、电焊机等关键设备置放在集装