炼化工程焊接：自动化智能化是方向 - 广州国际工业自动化技术及装备展

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　　近日，在“双碳”目标下石化行业高质量发展高峰论坛——创新工程建设模式推进转型发展分论坛上，全国劳动模范、中石化四建公司焊接技术高级专家、现代焊接研究所主任李雪梅分享了近10年来四建公司在工程建设焊接机械化、自动化、智能化领域的研究成果，并指明了该领域存在的问题及未来研发方向。

　　管道自动焊技术多点开花

　　李雪梅介绍，管道埋弧自动焊技术可以覆盖到碳钢、铬钼钢和不锈钢等材质，焊接生产效率是手工焊的4~6倍。该工艺技术具有熔敷效率高、行走速度快、焊接质量稳定、焊接烟尘小、电弧光可见度最小化的优势，且由于其稳定的可操作性，迅速被行业认可并得到普及，是目前工艺管道预制口最优的焊接方法。对于管径范围为DN150~DN1200的管道，该技术主要用于管道预制口的依次组对；对于直径大于1200毫米的大口径管，采用滚动胎加平角埋伏焊机进行焊接;对于管径小于DN50的小管，采用全氩弧自动焊技术更为合适，但相对埋弧焊来说，氩弧焊的效率较低，因此工件夹紧装置采用管钳式，可实现焊接管道规格为DN50、DN80及DN100的小口径管道全氩弧焊接。

　　李雪梅表示，虽然以上3种方法几乎覆盖所有管径，但为进一步提高功效，四建公司又开发了管道窄坡口埋弧自动焊技术，坡口形式为“双V型”，通过改进焊枪、缩小坡口角度，使效率提高30%。2021年，他们开发的双工位埋弧自动焊技术，实现焊接立柱及升降压臂180°旋转、电气及控制系统的转换，减少自动焊接的闲置时间，效率提高20%。针对碳钢运用手工氩弧焊打底效率较低的情况，该公司开发引进了STT焊接技术，其焊接效率是手工氩弧焊的1.5~2倍。针对其他材质的管道，该公司还开发了半自动震动热丝氩弧焊焊接技术，其关键核心是动态振动自动送丝系统。该系统振动搅拌功能不仅能细化晶粒，还大幅度提高了熔敷效率和熔池的冶金性能，且焊接效率是手工氩弧焊的1.5~2倍，焊缝成形美观、焊接质量好。

　　李雪梅说，以上方法是针对管道预制口进行的开发，但40%~50%甚至更高比例的管道都是固定口的安装焊口，较难实现机械化。四建公司从2016年着手开发国内首家管道全位置机动焊技术，适用于管径范围DN300~DN1200、壁厚在15~75毫米的管道。

　　LNG纵缝自动焊降低劳动强度

　　李雪梅对目前国内原油储罐中缝、环缝等的机械化焊接的情况以及液化天然气(LNG)储罐的焊接技术进行了介绍。

　　李雪梅认为，目前我国原油储罐中缝一直以来采用气电立焊技术进行焊接，并且该方法目前无法被其他方法替代。这是因为该技术可以实现24毫米一次单道焊成型，即使是机器人也无法比拟。

　　“原油储罐环缝采用埋弧焊技术，罐底中幅板采用高效的碎丝埋弧焊接技术。这是业内一直在使用的方法。”李雪梅介绍，国内大型LNG储罐壁板环缝埋弧自动焊焊接工艺已非常成熟，但纵缝一直采用手工焊条电弧焊，且手工焊接生产效率低、劳动强度大，为此四建公司自2010年起致力于开发纵缝自动焊技术，并于今年成功应用，极大降低了焊工的劳动强度。

　　同时，四建公司还引进了高清熔池监控系统、焊接数据管理系统等，焊接过程中的电流、电压、摆动速度、停留的时间等数据，都被记录在遥控器内，并可以进行选择性导出或上传云平台，进而实现企业对焊接参数的智能化管理。

　　尚存在诸多问题亟待解决

　　“我国炼化工程焊接领域取得技术进步的同时还存在诸多问题亟待解决。”李雪梅指出，一是炼化工程施焊环境复杂且结构设备种类多，特别是工艺管道管径规格多，难以实现重复作业；二是机械化、自动化焊接技术对工艺管道坡口要求高，且对原材料制造精度、现场装配精度等都有一定要求；三是管道全位置自动焊设备具有局限性，难以对所有安装口实施自动焊；四是焊接设备并非全部为智能化设备，焊接过程中仍需操作人员进行手动微调；五是焊接设备与数字管理软件不能进行有效结合。

　　针对以上问题，李雪梅提出3点建议：一是实现设备焊缝和熔池的自动识别、焊枪姿态和轨迹的实时自动调整、焊接参数的自动调整，提高自动焊适应能力；二是增加自动化加工设备数量，提升组对质量，以提高焊接质量；三是加强对智能化焊接数据数字管理软件的应用，强化焊接过程管理。与此同时，企业还应充分利用物联网平台提供的安全可靠的设备连接通信能力，实现焊接设备数据采集，以及实现远程焊接监控、焊接数据智能化管理。

文章来源：百家号

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