技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目報(bào)告
技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目報(bào)告
項(xiàng)目名稱(chēng)：全位置自動(dòng)焊外焊施工技術(shù)推廣應(yīng)用
一、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及開(kāi)題意義
(一)國(guó)外相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)60年代，國(guó)際上就開(kāi)始在管道工程中應(yīng)用自動(dòng)焊技術(shù)，自動(dòng)焊技術(shù)適用于大口徑、大壁厚管道，大機(jī)組流水作業(yè)，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，焊縫外觀成型美觀。
國(guó)際上大直徑管道施工以自動(dòng)焊接為主，其代表性的管道自動(dòng)焊設(shè)備及工藝，當(dāng)屬美國(guó)CRC-EVANS。根焊依然是根本問(wèn)題，據(jù)了解，當(dāng)前配合自動(dòng)焊的根焊方法主要有兩種，一是內(nèi)焊接機(jī)，二是帶銅墊對(duì)口器外焊根焊成型。
意大利PWT-NRT設(shè)備，是最近兩年才開(kāi)發(fā)的設(shè)備，僅應(yīng)用在法國(guó)兩條管道上。
(二)國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)70年代及以前，管道建設(shè)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(zhì)量低已不再適宜在管道建設(shè)中應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代初，管道局引進(jìn)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(zhì)量上了一臺(tái)階。當(dāng)時(shí)按焊縫延長(zhǎng)米統(tǒng)計(jì)質(zhì)量，X射線一次合格率達(dá)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(dòng)焊接工藝在國(guó)內(nèi)中石油管道公司長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用中較多，且發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越廣泛。自動(dòng)焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用是在西氣東輸管道工程中。
(三)與中國(guó)石化主業(yè)發(fā)展的關(guān)聯(lián)度
中國(guó)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(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)、境內(nèi)外上市的股份制企業(yè);是中國(guó)最大的一體化能源化工公司。天然氣勘探開(kāi)發(fā)、開(kāi)采、銷(xiāo)售及后續(xù)深加工是中石化重要主要業(yè)務(wù)之一，在中石化能源發(fā)展道路上起著至關(guān)重要的作用。中國(guó)石化油氣資源大部分分布在東北和西北地區(qū)，而消費(fèi)市場(chǎng)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(xiāo)市場(chǎng)的嚴(yán)重分離使油氣產(chǎn)品的輸送成為油氣資源開(kāi)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(guó)石化在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(四)項(xiàng)目的創(chuàng)新性
隨著管道建設(shè)行業(yè)技術(shù)的不斷提高，焊接方法逐步由手工上向焊、手動(dòng)下向焊向半自動(dòng)焊和全自動(dòng)焊方向發(fā)展。而全自動(dòng)焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展還處于起步階段。在西氣東輸?shù)裙こ讨懈鱾�(gè)管道建設(shè)單位都投入了大量的資金引進(jìn)國(guó)內(nèi)外的全自動(dòng)焊機(jī)在工程中進(jìn)行探索和應(yīng)用。瞻望中國(guó)管道建設(shè)的前景，除去已開(kāi)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(guó)外隊(duì)伍的介入，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)勢(shì)必競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。由于管道用鋼向著高強(qiáng)度發(fā)展，需要有許多新的焊接技術(shù)支持，以提高競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)日趨激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要想在管道焊接市場(chǎng)中占據(jù)一席之地，必須提高施工裝備和技術(shù)水平，因此，研究管道全位置自動(dòng)焊接裝置對(duì)提高我國(guó)的管道施工水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
自動(dòng)焊適用于大口徑、大壁厚管道，大機(jī)組流水作業(yè)，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，焊縫外觀成型美觀內(nèi)在質(zhì)量狀況穩(wěn)定，這些都是手工焊、半自動(dòng)焊無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前世界上長(zhǎng)輸管道施工自動(dòng)焊焊接工藝發(fā)展迅速，已投入多個(gè)工程實(shí)際應(yīng)用。尤其在長(zhǎng)輸管道的施工過(guò)程中，一個(gè)8臺(tái)焊機(jī)的外焊接工藝全自動(dòng)焊機(jī)組(STT根焊、全自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度。
二、目標(biāo)、內(nèi)容、技術(shù)方法和路線、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
(一)技術(shù)目標(biāo)
1、推廣全自動(dòng)焊技術(shù)在大口徑長(zhǎng)輸管道中的應(yīng)用。
2、提高管道焊口一次合格率，提高焊接速度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
(二)技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵
由我公司中標(biāo)的中衛(wèi)-貴陽(yáng)聯(lián)絡(luò)線工程第1標(biāo)段全長(zhǎng)約146.5Km，管材材質(zhì)為X80，直徑為Φ1016mm，壁厚15.3mm，坡口形式為復(fù)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(kāi)全自動(dòng)焊接的工作形式，焊接設(shè)備采用RMS外焊機(jī)，總結(jié)出一套管道自動(dòng)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(hào)
焊絲規(guī)格
電壓(v)
行走速度
送絲速度
停留時(shí)間(s)
擺幅(mm)
擺動(dòng)頻率(次/min)
氣體類(lèi)型
氣體比例
氣體流量(L/min)
(三)技術(shù)方法、路線及其可行性分析
管道全自動(dòng)焊接技術(shù)在我公司施工的西氣東輸甘肅段中成功應(yīng)用，在φ1016×17.5mm管道焊接中平均每天能到達(dá)30道,焊接一次合格率達(dá)到97%。
為備戰(zhàn)中衛(wèi)-貴陽(yáng)聯(lián)絡(luò)線第一標(biāo)段管道工程，在勝利油建培訓(xùn)學(xué)校組成了一支由高級(jí)電焊技師為首的技術(shù)攻關(guān)小組，挑選了16名焊工進(jìn)行了為期3個(gè)月的焊接技術(shù)培訓(xùn)。摸索出產(chǎn)生焊接缺陷的原因及制定改進(jìn)措施，初步掌握了該項(xiàng)焊接工藝技術(shù)。
(四)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1、全自動(dòng)焊接工藝管道焊接一次合格率達(dá)到97%以上。
2、直徑為Φ1016mm，壁厚15.3mm管線焊接，每日焊口達(dá)到40道以上。
三、知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況
(一)已有知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況(專(zhuān)利號(hào)、專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)�、申�?qǐng)人、專(zhuān)利名稱(chēng))
(二)相關(guān)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利檢索結(jié)果(檢索主題詞、檢索數(shù)據(jù)庫(kù)名稱(chēng)、相關(guān)專(zhuān)利號(hào)、專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)�、申�?qǐng)人、專(zhuān)利名稱(chēng))
(三)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)查詢(xún)結(jié)果(文獻(xiàn)名稱(chēng)、來(lái)源、發(fā)表人)
1、文獻(xiàn)名稱(chēng)：STT半自動(dòng)焊+RMS外焊全自動(dòng)焊接工藝在西氣東輸管道工程中的應(yīng)用，來(lái)源：江漢科技，發(fā)表人：鄭明高。
(四)中國(guó)授權(quán)或公開(kāi)的相關(guān)專(zhuān)利分析(給出本研究目前是否和國(guó)內(nèi)已公開(kāi)專(zhuān)利相沖突的分析結(jié)論，對(duì)有相沖突可能的專(zhuān)利，給出專(zhuān)利號(hào)、專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)�、申�?qǐng)人、專(zhuān)利名稱(chēng)，法律狀態(tài)、專(zhuān)利權(quán)利要求，提出的創(chuàng)新或規(guī)避對(duì)策)
(五)國(guó)外公開(kāi)文獻(xiàn)和未在中國(guó)申請(qǐng)的相關(guān)國(guó)外專(zhuān)利分析(概述這些文獻(xiàn)和專(zhuān)利的創(chuàng)新和效果，提出本課題予以借鑒、利用的設(shè)想)
四、市場(chǎng)前景分析
(一)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)狀和需求分析
20世紀(jì)90年代初，管道局從美國(guó)引進(jìn)了自動(dòng)保護(hù)半自動(dòng)焊接設(shè)備和工藝。其焊接合格率按焊縫口統(tǒng)計(jì)，可以達(dá)到95%以上。其優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)送絲、不用氣體保護(hù)、抗風(fēng)性能較強(qiáng)4、5級(jí)風(fēng)以下、焊工易操作等。其缺點(diǎn)首先是不能進(jìn)行根焊，需要采用其他的焊接方法進(jìn)行根焊。
目前，全自動(dòng)焊接工藝在國(guó)內(nèi)中石油管道公司長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用中較多，且發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越廣泛。自動(dòng)焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用是在西氣東輸管道工程中。
中國(guó)石化油氣資源大部分分布在東北和西北地區(qū)，而消費(fèi)市場(chǎng)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(xiāo)市場(chǎng)的嚴(yán)重分離使油氣產(chǎn)品的輸送成為油氣資源開(kāi)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(lái)10年內(nèi)，我國(guó)的天然氣管道建設(shè)將占第一位，將逐步形成“兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫(kù)”的油氣管道輸送新格局，我國(guó)已迎來(lái)油氣管道建設(shè)的高峰期。
(二)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益預(yù)測(cè)
利用本項(xiàng)目所研究和推廣的各項(xiàng)技術(shù)，是對(duì)不同類(lèi)型管道從設(shè)計(jì)到施工全過(guò)程的施工技術(shù)研究和推廣，最終形成成熟的自動(dòng)化焊接施工技術(shù)，將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，有效地達(dá)到工期、質(zhì)量與成本的各項(xiàng)控制要求。通過(guò)對(duì)自動(dòng)焊各項(xiàng)技術(shù)的研究、推廣和應(yīng)用，最終形成標(biāo)準(zhǔn)化的施工技術(shù)，在將來(lái)大口徑長(zhǎng)輸管道的建造中具有重要的指導(dǎo)作用，在施工技術(shù)支持的基礎(chǔ)上還可以節(jié)約工程成本，具有很高的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)，自動(dòng)焊技術(shù)的推廣及應(yīng)用進(jìn)一步提高我公司長(zhǎng)輸管道工程施工能力，拓寬了公司長(zhǎng)輸管道領(lǐng)域的市場(chǎng)范圍，提高了公司在長(zhǎng)輸管道施工領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)能力。隨著綜合技術(shù)的發(fā)展和提高，長(zhǎng)輸管道自動(dòng)焊技術(shù)的應(yīng)用必將曰益普及。這對(duì)于提高我國(guó)管道施工企業(yè)的總體技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)與世界管道建設(shè)的接軌，參與國(guó)際管道建設(shè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)有著十分重要的積極作用。
五、開(kāi)題條件
(一)技術(shù)準(zhǔn)備
2010年底，為備戰(zhàn)中衛(wèi)-貴陽(yáng)聯(lián)絡(luò)線第一標(biāo)段管道工程，公司購(gòu)置了一批STT半自動(dòng)焊機(jī)和RMS自動(dòng)外焊機(jī)，該外焊機(jī)為加拿大生產(chǎn)，底盤(pán)部分為德國(guó)生產(chǎn)的阿克塔克移動(dòng)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(shù)攻關(guān)小組，挑選了16名焊工進(jìn)行了為期3個(gè)月的上崗培訓(xùn)。對(duì)STT半自動(dòng)焊機(jī)和RMS自動(dòng)外焊機(jī)技術(shù)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)收關(guān)。對(duì)焊工進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)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(xiàng)焊接工藝技術(shù)。
(二)人員情況
1、人員表
職責(zé) 姓 名 單 位 性別 年齡 職務(wù)
職稱(chēng) 從事
專(zhuān)業(yè) 承擔(dān)的主要研究任務(wù)
負(fù)責(zé)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(xiàng)目的研發(fā)及方案論證
技術(shù)
首席 劉明 勝利油建公司 男 電焊高級(jí)技師 焊接專(zhuān)業(yè) 主持項(xiàng)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(dǎo)項(xiàng)目的研發(fā)
方案制定與實(shí)施
王強(qiáng) 勝利油建公司 男 35 分公司副經(jīng)理 石油化工 指導(dǎo)項(xiàng)目的研發(fā)
方案制定與實(shí)施
余波 勝利油建公司 男 28 項(xiàng)目總工
助理工程師 石油化工 指導(dǎo)項(xiàng)目的研發(fā)
方案制定與實(shí)施
祖波 勝利油建公司 女 31 主管工程師 石油化工 負(fù)責(zé)部分技術(shù)工藝的制定
馮新萍 勝利油建公司 女 39 工程師 石油化工 負(fù)責(zé)部分技術(shù)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(fù)責(zé)部分技術(shù)工藝的制定
賈林虎 勝利油建公司 男 36 電焊技師 焊接專(zhuān)業(yè) 負(fù)責(zé)部分技術(shù)工藝的制定
2、負(fù)責(zé)人主要技術(shù)資歷(完成項(xiàng)目、承擔(dān)在研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況等)：
項(xiàng)目名稱(chēng) 建設(shè)單位 任職務(wù) 完成效果
臨濮輸氣管道 管道儲(chǔ)運(yùn)公司 項(xiàng)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(biāo)段 中石油西氣東輸分公司 項(xiàng)目副經(jīng)理 優(yōu)良
駐馬店-鄭州-洛陽(yáng)成品油管道項(xiàng)目 中國(guó)石化銷(xiāo)售有限公司河南成品油管道項(xiàng)目經(jīng)理部 項(xiàng)目副經(jīng)理 優(yōu)良
川氣東送管道工程第七標(biāo)段 中國(guó)石化天然氣分公司 項(xiàng)目總工程師 優(yōu)良
中俄原油管道漠河-大慶段11標(biāo)段 中國(guó)石油 項(xiàng)目副經(jīng)理 優(yōu)良
(三)現(xiàn)有儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室條件
序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào) 性能 數(shù)量 來(lái)源
1 焊接電源 飛馬特 100Kw 20 購(gòu)買(mǎi)
2 焊接小車(chē) 12Kw 20 購(gòu)買(mǎi)
3 焊接軌道 8 購(gòu)買(mǎi)
4 控制箱 12 購(gòu)買(mǎi)
5 坡口機(jī) 2 購(gòu)買(mǎi)
6 防風(fēng)棚 自制 5 自制
7 吊管機(jī) 25t 2 購(gòu)買(mǎi)
8 焊接檢驗(yàn)尺 KB450 4 購(gòu)買(mǎi)
9 移動(dòng)電站 Hw600 2 購(gòu)買(mǎi)
10 內(nèi)對(duì)口器 DN1000 2 購(gòu)買(mǎi)
11 環(huán)形加熱器 2 購(gòu)買(mǎi)
六、計(jì)劃進(jìn)度和考核目標(biāo)
年 份 序 號(hào) 工 作 內(nèi) 容 試驗(yàn)規(guī)模及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 起止時(shí)間
( 月- 月) 試驗(yàn)地點(diǎn) 驗(yàn)收方式* 備注 承擔(dān)單位及負(fù)責(zé)人
20XX年 1 總結(jié)自動(dòng)焊接在管道建設(shè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，研究完善各項(xiàng)工藝技術(shù) 完成經(jīng)驗(yàn)總結(jié)資料編寫(xiě)，初步制定各項(xiàng)工藝 12月-1月 勝利油建培訓(xùn)學(xué)校 審查 勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司 張朝輝
20XX年 2 反復(fù)試驗(yàn)，不斷摸索，尋找最佳參數(shù)，通過(guò)檢測(cè)手段，進(jìn)行缺陷分析 確定焊接工藝參數(shù)，分析焊接缺陷及預(yù)防措施 2月-3月 勝利油建培訓(xùn)學(xué)校 審查、鑒定 勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司 劉明
20XX年 3 自動(dòng)焊設(shè)備應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)，電焊工進(jìn)行實(shí)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(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 審查、鑒定 勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司 劉明
20XX年 4 對(duì)全自動(dòng)焊技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)完善。 對(duì)全自動(dòng)焊技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，并編寫(xiě)資料 11月-12月 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 審查 勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司 種記周
注：1. 驗(yàn)收方式指鑒定、評(píng)議、審查、其他。
2.按年度寫(xiě)出各年度安排, 跨年度的內(nèi)容分年度填寫(xiě);負(fù)責(zé)單位應(yīng)包括協(xié)作單位。
3.除備注外的各欄目應(yīng)全部填報(bào)。
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