机动焊在石油化工装置施工过程中的集成化应用

机动焊在石油化工装置施工过程中的集成化应用

刘松

中石化第十建设有限公司 山东青岛 266555

1.摘要：

本文以我公司承建的国内多套大型石油化工装置为例，阐述了施工过程中在管道预制厂内以及施工现场根据管道的参数特性选择合适的机动焊接设备，将各类型机动焊机集成化应用，在保证工程质量、安全的前提下，极大的提高了施工效率，降低了施工成本。

2.前言：

随着我国经济的发展，大型石油化工装置建设已实现规模化和产业化，多套百万吨级乙烯装置，千万吨级炼油装置，大型煤化工及配套装置陆续开工，同时对现场施工的技术、质量、安全和环境等方面的要求越来越高，管道施工是石油化工装置建设的重点和难点之一，而近年来劳动力资源紧张，企业人工成本持续上涨，传统的施工模式已不能满足行业发展的需求。在此背景下，我公司在多工况条件下将各类型机动焊机集成化应用，2017年至2021年先后在我公司承建多个工程项目进行了应用，并取得了良好的效果，得到了监理单位和业主单位的认可与好评。

关键词：集成化；机动焊；质量；安全；效益

3.机动焊集成化应用的特点：

3.1机动焊集成化应用是以机动焊接为核心，在管道预制厂内以及施工现场根据管道的参数特性选择合适的机动焊接设备，将各类型机动焊机集成化应用并通过科学有效的流程化管理结合先进的机动焊焊接技术形成综合配套的施工方法，在保证工程质量、安全和环保的前提下，极大的提高了施工效率，降低了施工成本。

3.2在质量方面，外观成型好，焊接缺陷易于控制，无损检测一次焊接合格率保证在98%以上。

3.3在安全环保方面，项目前期大量的焊接工作在厂房内进行，二次组对焊接工作在预制厂或者管廊框架下进行，有效减少了高空作业工程量，减少了安全隐患。自动化焊接代替纯手工焊接，减少了劳动强度。改善了劳动环境，同时有利于文明施工和环境保护。

3.4在效能方面，通过综合对比评价，对于一般高压管道，埋弧机动焊、全位置机动焊、半机动气保焊焊接工效分别是手工电弧焊的5倍、1.5倍、2.2倍，对于一般中低压管道，埋弧机动焊、全位置机动焊、半机动气保焊焊接工效分别是手工电弧焊的3.6倍、1.1倍、1.7倍。

4. 机动焊集成化应用的适用范围

4.1适用于大型石油化工、煤化工、油气储运、锅炉、电站等装置的工艺管道及地下管网焊缝焊接。

4.2 装置泵房、框架、管廊、附塔管线、炉本体等部位的管道及地下管网、长输管线一次预制，和二次加深预制，现场水平固定位置（5G）焊缝焊接。

4.3 对所有类型机动焊而言，管壁越厚经济条件越佳。

5. 机动焊集成化应用的工艺原理及过程关键

5.1工艺原理

在不同的工况下通过有效管理和科学组织，将各类型焊接设备集成化应用，工况及对应的设备类主要包含以下几种，首先在预制厂内使用金属带锯机、坡口机、切坡一体机、钻床等设备进行管道下料、坡口加工和开孔工作。然后在预制厂车间内使用悬臂/压臂埋弧机动焊（SAW）进行管道一次预制，口径较大管道在车间外使用滚胎式埋弧机动焊（SAW）进行管道一次预制，在施工现场管廊下、框架下等合适位置选用集装箱式机动焊（SAW）进行管道一次预制。在预制厂车间内、车间外、施工现场等工况下对一次预制完成的管段进行二次加深预制。在现场安装工况下使用全位置机动焊机（GMAW）焊接5G位置固定焊缝，也可用于管道预制。小口径管道采用卡钳式TIG机动焊进行预制，如分气缸、分支管等可进行批量焊接。

5.2过程关键

工艺管道根据二次设计图纸设置一次组对机动焊口，批量下料，在预制厂车间内进行一次组对焊接，采用悬臂/压臂埋弧机动焊（SAW）焊接管径DN＜1000的中低压管道、高压厚壁碳钢、不锈钢、合金钢材质的管道，便于倒运的二次组对管道在车间内采用半机动气保焊焊接（GMAW）。管道预制厂车间外使用滚胎式埋弧机动焊（SAW）焊接管径DN≥1000的管道，部分需要在施工现场预制的管道采用集装箱式机动焊（SAW），同时采用半机动气保焊（GMAW）进行补充二次预制。卡钳式TIG机动焊，适用于小口径、壁薄管道的焊接。全位置机动焊机（GMAW），分为磁吸式和轨道式，适用于二次组对焊接和现场固定口的焊接。地下管道不进厂房焊接，防腐完成后直接到现场，采用埋弧焊配合大型滚胎、全位置机动焊和半自动气保焊的焊接方法。

6.质量控制

6.1质量控制体系和质量目标

为确保“机动焊在石油化工装置施工过程中的集成化应用”的焊接质量，焊接施工时，需要建立一套完整的焊接施工项目质量控制体系，对多类型机动焊实施焊接质量过程控制和管理。机动焊焊接无损检测一次合格率98%以上；焊接过程中不出现裂纹、气孔、未焊透、夹渣等现象。

6.2质量保证措施

设专职管道质量检查员负责管道焊接工程的日常质量监督和检查工作，编制焊接施工技术交底，向施工队所有人员进行技术质量交底，使所有人员熟悉管道的焊接技术质量要求，施工前对各类工机具、施工材料进行检查，管道焊接施工中，应严格进行工序交接制度，坚持自检、专检、共检相结合，确保工序质量，从而保证工程质量。特殊工种（焊工、热处理工、电工等）要取得相应的特殊工种资格证书，熟悉并严格按照专业操作规程执行。严格物资采购和管理制度，施工所用全部主、辅材料均须有质量证明书或合格证，并应保证合格项目齐全、符合设计要求。焊材的烘烤、领用、发放必须符合焊材管理要求。

7.安全控制

通过进一步加强直接作业环节的监管，分析管道机动焊各个工序存在风险，制定对应的防范措施，使作业人员进一步熟悉施工步骤、清楚防范措施、掌握防范技能、落实相应责任，降低职业病危害，避免安全事故的发生。所有机动焊作业人员必须持有效的特种作业操作证上岗，严禁无证作业。自动焊焊工在焊接过程中，应随时检查焊接设备性能是否稳定，出现异常现象应及时找现场专业维修电工进行维修处理；操作悬臂式焊机时，应及时调整机头重心，增加底座配重，防止焊机倾倒造成物体打击事故。滚胎式自动焊滚胎底座垂直度、水平度应在同一作业面上，防止管道重心偏移，造成作业平台倾覆。全位置自动焊机使用时要做好固定措施，防止焊机坠落。

8.效益分析

在多个项目部进行了实际采样，进行统计人工、材料、机械费用统计的形式进行了测算，施工成本综合降低率为6.1%，除了直接的经济效益，机动焊还带了焊接功效提升，焊接作业环境改善，焊接合格率高且稳定等间接效益。

综上所述：在社会经济以及信息技术快速发展的推动下，在石油化工装置建设中传统的施工方式已经不能适应当今社会发展的需求，自动焊接技术也在不断的创新和完善，将不同类型的焊接设备合理应用在不同的工况中进行集成化应用，在保证安全、质量的前提下，提高效率，创造效益，掌握核心竞争力，促进企业可持续发展。

参考文献：

NBT47014-2011《承压设备焊接工艺评定规范》。

SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介质钢制管道施工及验收规范》。

GB50235-2010《工业金属管道工程施工及验收规范》。

SHT3520-2004《石油化工铬钼耐热钢焊接工艺规程》。