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摘 要：由于长输管道的施工环境复杂、施工现场不固定、焊接的种类多,因此管道焊接施工用焊接设备的选型尤为重要.本文首先对长输管道对焊接设备应用的影响进行了简单的分析,然后对长输管道对焊接设备应用的要求以及应用的情况进行了阐述,最后对焊接设备未来的发展进行了展望,希望能对我国长输管道建设提供一些帮助.
关 键 词：焊接设备；长输管道；应用
现如今我国的管道建设处于高峰期,作为运输行业中一个重要的组成部分,管道一旦开始投产、建设就是连续的,不能停止.由于长输管道是深埋于地下的,对地面上的建筑物和其它运输管道会造成巨大的威胁,尤其是是一些输送易燃品的管道,如果出现意外后果是不堪设想的,因此必须要保证管道建设的质量.
1.长输管道对焊接设备应用的影响
其一,在长输管道的建设过程中,不仅会遭受到气候、地形的影响,还会受到人文环境的影响,也就说焊接设备也会受到各类气候和地质条件的考核.
其二,由于钢管是水平固定的,长输管道的焊接施工是全位置的操作,因此这就对焊接的材料、设备以及施工工艺的要求更高.
其三,管道建设工作处于室外,是沿着管道不断改变的,所以焊接设备是依照施工位置的不断调整而改变的,这对焊接设备的各个方面也就有着极高的要求,例如设备的质量、体积等.
其四,通常情况下为了缩短建设管道的时间,会在进行根部焊接的同时进行下一道焊口的关口组队,这就会产生附加应力,所以焊接设备和工艺要尽量实现单面焊双面成型.
其五,对于不同气候、地形、管径、施工技术的焊接工艺,其形式是多种多样的,目前广泛采用的焊接工艺分为二氧化碳保护半自动焊或自动焊、纤维素型焊条下向电弧焊等四种,焊接设备要至少能够适应一种焊接工艺.
2.长输管道对焊接设备应用的要求
2.1工艺适应性强
对于长输管道建设中常见的三种工艺,焊接设备必须要具备工艺适应性,保证电弧燃烧均衡,有较大的焊接调整范围.对于二氧化碳气保护焊用焊接设备来讲,要使每台焊接电源的外特性曲线保持统一,能够快捷的修改焊接规范；对于自保护药芯焊丝用焊接设备来讲,要保证送丝的平稳性；对于纤维素焊条用焊接设备来讲,要保证具有较大的电弧推力.
2.2操作简单、调节方便
长输管道焊接施工既有大、小机组流水作业,也有单兵作业,这些作业方式的焊接操作也都不同,有的要完成焊口到根焊到盖面的全部焊接,有的只需完成一层焊接,这对于技术人员来讲工作量很大,因此焊接设备要具备操作简单、调节方便的特点.
2.3适应力和可靠性强
冬寒夏热的我国西部地区,主要以隔壁和荒漠为主,具有昼夜温差大和风沙大的典型环境特征,以高原和丘陵为主的西北部,空气密度小,大气压力低,而以山脉、黄土和山间平原为主的中部地区则主要以陡峭的山势,弯曲的河谷,起伏的地形为主要特征,在气候上,东、南部地区以高温、多雨、潮湿的气候条件为主.基于以上的气候分析,焊接设备的环境适应性应主要表现在抗严寒、耐高温,抗颠簸,防潮,耐风沙,耐高原缺氧等几个方面上.在一般的野外施工中,平均的焊接时间往往都在11小时左右,若焊接设备在工作过程中出现问题或故障,将对施工成本造成不小的影响,对于那些以流水作业方式施工的施工团队而言,极有可能出现大面积的窝工现象.综上所述,功能简单、可靠性高的专机类设备更受到管道现场焊接施工的青睐,将其通过组合成为一套的施工设备和机具为最佳选择.
3.长输管道中焊接设备应用的情况
3.1二氧化碳气保护焊用焊接设备
二氧化碳气保护半自动焊主要是用来实现焊口根部的单面焊双面成形,自动焊则用来实现从根焊到盖面的全部焊接过程.在半自动焊的情况下,具有脉冲功能的焊接电源匹配送丝平稳的送丝机构,能够更好的实现全位置的焊接操作和焊缝成型.在自动焊时,还要求焊接电源的外特性曲线能够与控制系统的控制特性相协调.
3.2自保护药芯焊丝用焊接设备
自保护药芯焊丝的电压通常在17-21伏特,电流通常在150-260安培,相比看来电压较小、电流较大,在焊接时对送丝的速度有很高的要求.在长输管道建筑中常见的焊接设备有直流电源匹配S-32P送丝机、直流电源匹配LN-2送丝机等.
3.3纤维素焊条用焊接设备
纤维素焊条的焊接电压通常在30-35伏特,电流通常在60-120安培,焊接设备为直流焊机,当电流较小时,容易产生粘条、断弧等问题的出现.现如今针对这种焊条研究出的焊接电源分为很多种,可是在长输管道建设中却没有被大范围的应用,常见的焊接电源有奥太接团的ZX7-400ST和林肯公司的DC-400.
3.4低氢型焊条用焊接设备
同上述三种焊接设备相比较,低氢型焊条采用直流弧焊设备就可以,也就是说对弧焊设备的需要不高.在建设长输管道的过程中,通常情况下采用同纤维素焊条焊接相同的焊接电源即可.
4.焊接设备的发展
其一,在我国长输管道建设中,最常见的两种焊接设备为自保护药芯焊丝用焊接设备和纤维素焊条用焊接设备,虽然这两种工艺的焊接设备同国外相比还算完善,但是在可靠性和工艺适应性还是有很大的进步空间.
其二,目前根焊已经逐步采用低氢型焊接材料,另外还要保证焊接的质量和速度,所以半自动焊的以及同自动焊设备向匹配的根焊焊接专机有非常大的提升空间.
其三,随着长输管道建设速度越来越快,未来的发展形势将成为原油、天然气的建设,因此同焊接工艺相对应的半自动焊机、交流电源等必须要不断的进步.
5.总结
综上所述,在长输管道的建设中,焊接设备的应用是非常重要的一个环节,一方面关系到长输管道能否顺利运行,另一方面也关系到人民的生命财产安全,因此必须要提高焊接设备的可靠性和工艺适应性,不断汲取国外的先进焊接技术,更好的建设长输管道.