长输管道半自动焊接设备国产化简介
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J-2 0 0 7 年第1 1 期 总第5 9 期8现代焊接专题综述T o p i c S u mma r y作者简介:肖介光(1 9 5 1-),男,从1 9 8 3 年以来长期从事逆变焊机的研究、开发、推广应用、技术管理工作,是我国第一代逆变焊机的研究开发者之一,主持了我国第一代逆变T I G焊机、逆变C O焊机、锅炉集箱焊接机器人等研究项目,是我国第一部逆变焊机标准J B T7 8 2 4-9 5 逆变式弧焊整流器技术条件起草人之一;从1 9 8 5 年开始从事逆变焊机的推广应用工作,为逆变焊机在我国大面积推广应用作出了卓越的贡献;从1 9 9 2 年4 月至今出任成都熊谷电器工业有限公司总工程师。21焊接设备国产化背景焊接设备是石油天然气管道建设的主要施工机具之一(包括手工下向焊、管道半自动焊、管道自动焊设备等),其中管道半自动焊机是重要的焊接设备之一。成都熊谷电器工业有限公司肖介光熊刚长输管道半自动焊接设备国产化简介由于在技术上存在一定难度,2 0 0 0年以前此类焊机全部依赖进口,存在价格高、供货周期长、售后服务不及时等问题。中国石油天然气集团公司要求加快研制管道施工机具,尽快实现国产化。1 9 9 9 年1 2 月中国石油工程协会在成都召开的焊接研讨会上,与会领导和专家都希望国内焊机生产企业能尽快生产出适合于野外管道施工的焊接设备。会议结束后,相关领导还专门到成都熊谷电器工业有限公司访问座谈(图1),殷切希望熊谷公司能充分发挥企业的技术和管理优势,为我国民族焊接工业的发展做出新贡献。熊谷公司的管理和科研人员深受鼓舞,公司决定加大人力和物力的投入,利用多年在半自动焊机研制方面的技术优势和生产经验,将产品研制的目标确定为野外长输管道焊接药芯自保护半自动焊机。2.1 环境适应性问题管道建设既要在东北、西北冬季的严寒条件下(2 0 左右)施工(见图3),又要在夏季沙漠地带的酷热(地表温度高达5 0 7 0)环境中施工(见图4);既要在西北多风沙的黄土高原地带施工,又要在西南、东南潮湿的环境中施工。2 焊接设备国产化过程中遇到的问题Ab r i e f i n t r o d u c t i o nt ot h el o c a l i z a t i o no fs e mi-a u t o ma t i cwe l d i n ge q u i p me n t o f l o n gp i p e l i n e焊接设备是石油天然气管道建设的主要施工机具之一。由于在技术上存在一定难度,中国石油天然气集团公司要求加快研制管道施工机具,尽快实现国产化。熊谷公司利用多年在半自动焊机研制方面的技术优势和生产经验,将产品研制的目标确定为野外长输管道焊接药芯自保护半自动焊机。现代焊接2 0 0 7 年第1 1 期 总第5 9 期 J-9专题综述T o p i c S u mma r y2.2 一机多用的问题长输管道对不同管径、不同壁厚、不同施工单位和不同的技术能力,有不同的要求。一台焊机要能够满足多种焊接方法需要:手工T I G 焊、纤维素焊条焊接、低氢焊条焊接和半自动自保护焊的焊接,同一台设备要能满足多重输出特性的兼容(图5)。2.3 施工单位对国产设备的认同问题2.3.1 艰难第一次批量使用2 0 0 1 年6 月,四川石油局在给油建公司西气东输项目配备自保护半自动焊机时,在是否批量采购国产的D 7 系列药芯自保护半自动多功能焊机的问题上意见分歧很大,反对方认为国内的焊接设备不可靠,主要是靠关系进行销售。于是决定对熊谷的产品进行“背靠背”试验,即焊机生产厂家与焊机使用人员不准见面,经过一段时间的使用后,由几个不同的使用者写出书面评价报告(见图6、图7)。试验的最终结果证明,熊谷D 7-5 0 0 药芯自保护半自动多功能焊机的综合性能不比进口焊机差。2.3.2 焊工的操作习惯差异国产焊机成熟之前,施工单位普遍使用的是进口焊机,进口焊机的电弧特性成为了焊工认同的电弧焊标准,因而对国产设备普遍不习惯。2.3.3 用户对产品可靠性的高要求长输管道施工的焊接设备既要能够适应高温严寒,又要适应西北的风沙和西南、东南的潮湿环境;防护等级要求达到I E C 6 0 9 7 4(I P 2 3),才能满足防护要求。野外施工通常连续施工期达6 1 0个月,每天的施工时间长达1 0 1 2 个小时,要求焊接设备必须适应连续工作的施工环境。由于施工地处偏僻,交通不便,对焊机的可靠性要求极为严格,一旦发生故障,将会因为维修不便造成施工单位的损失。特别在可靠性的设计中,必须考虑到每一颗螺钉的使用,因为在管道施工现场,往往为一颗螺钉需要驱车几百公里。熊谷公司在几年时间中,产品实现三次换代(N B-5 0 0 A D 7-5 0 0 M P S-5 0 0);产品综合性能超过进口焊机;产品已被中石油、中石化和中海洋的管道施工单位普遍采用;已有超过3 0 0 0台的熊谷长输管道焊接设备在中国石油天然气管道建设中使用,仅从采购资金方面就给管线建设单位节约资金8 0 0 0 万元左右(与2 0 0 1 年的进口设备价格相比),同时更重要的是为施工企业减少了大量的设备使用维修成本(见图8 图1 1)。同时,产品在西气东输、忠武线、陕京二线、西部管道、甬沪宁管道等3 经验总结图5图6图7J-2 0 0 7 年第1 1 期 总第5 9 期1 0现代焊接专题综述T o p i c S u mma r y工程中得到大量使用,基本实现了对进口焊接设备的替代。所有这些归结于以下三方面:3.1 中石油领导的关心和支持2 0 0 2 年9 月中国石油工程建设协会组织有关知名的焊接专家对熊谷D 7系列药芯自保护多功能焊机进行全面考核认定,并正式向全国石油管道建设单位推荐该产品。2 0 0 4 年1 2 月中国石油工程建设协会第四届理事会第二次会议在成都召开期间,与会领导亲临熊谷公司参观指导,为熊谷公司产品的进一步成熟和推广,起到了非常重要的推动作用(见图1 2)。3.2 施工企业的大力协作国产焊接设备在生产之初,由于技术和经验的欠缺,难免有一些不如人意的问题。但四川油建、大庆油建等很多施工企业给予了我们大力的支持,提供了非常多的宝贵意见,使我们国产的半自动焊机很快走向了成熟。3.3 焊接设备制造企业的大力投入3.3.1 为了尽快研制开发出管道焊接半自动焊机,熊谷公司2 0 0 0 年开始停止生产一些传统产品,集中了公司最优秀的技术人才在该焊机的开发上。同时,加大了研发设备和资金的投入,使该焊机的开发、改进完善速度和效果超出了国内同行,很快得到了管道施工企业在工程上的认可,并且在4 年内对产品进行了3 次升级换代。3.3.2 为了适应石油天然气管道向高强度、大管径方向发展的需要,近年来,熊谷公司加大了在石油管道焊接设备方面的技术开发投入,研发成功了以下产品,如:P C W-5 0 0 精密控制管道M I G/M A G 焊机,这款焊机具备脉 冲 MI G/MA G 等 功 能。D S A-5 0 0 脉冲半自动焊机,该焊机能满足各种金属药芯焊丝对焊接设备的要求,以便对高强度的特种管材进行焊接。4 发展国产管线钢焊材的看法随着石油天然气工业的发展,我国未来的油气长输管线建设即将面临一个前所未有的发展机遇,应大力开发与此相应的管线钢焊接材料,提高我国自主建设高强度油气长输管线能力。关于石油天然气管道工业管线钢焊接材料的发展,提出自己的一些看法:4.1加大开发、研究力量,形成产品系列和规模我国虽然是焊材生产大国,但是不是焊材生产强国,产品品种、质量与国外先进国家相比有很大差距,尤其是高性能、高品位焊材缺乏,造成这种情况的一个主要原因是企业生产规模小,形不成系列和品牌,因而没有好的效益,拿不出大额资金进行科研和技术改造,生产不出一流的产品。我们应针对石油天然气管道工业管线钢焊接材料,加大开发、研究力量,总结已有的成果,开发出不同强度级别的系列焊接材料,形成生产规模,创造出好的经济效益。4.2加强技术合作推动产学研基地的建立加强焊材企业、高校、科研院所单位间的合作,优势互补,推动产学研基地的建立,促进焊材的可持续发展。4.3加大力量开发高强度、高韧性管线钢和耐蚀性的焊接材料随着石油及天然气向海洋、沙漠和寒冷地区的开发以及需求方追求的高效益和酸性环境下输送介质的要求,未来建设的管线要求使用高强度、高韧性管线钢,且要求抗H I C 和耐S S C C。我国目前的高强度、高韧性管线钢及抗H I C 和耐S S C C 的焊接材料种类偏少、质量较低,应大力开展此类焊接材料研制工作。4.4加大力量开发优质、高效、节能的管线钢焊接材料优质、高效、节能的管线钢焊接材料有埋弧烧结焊剂、向下焊纤维素焊条和低氢型焊条、气保实芯焊丝、药芯焊丝,应加大这方面的科研投入,提高我国石油天然气长输管线的制造水平。(上接第J-7 页)
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