数控管道相贯线切割机在水管线项目中的运用

石油天然 气学报 ( 江汉石油学院学报) 2 0 1 0 年 6 月第 3 2 卷第 3 期 ( 中) J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y( J J P I ) J u n 2 0 1 0 V o 1 3 2 N o 3 数控管道相贯线切 割机 在水管线项 目中的运用 刘 良千 ( 中石化阿尔及 利亚管道项目管理部， 江办扬州2 2 5 0 0 9 ) 摘要C NC G - 1 5 0 0 I V 数控 管道相 贯 线切 割机 是在 中石 化 阿尔及利 亚水 管线项 目中用来 切 割各 式相 贯 线 孔 、相贯线端头 的特 殊施 工设备 ，该 设备 重点解决 了 目前传统 的链轨 式、磁 轮 式、钢带 式普通管道 切 割 机在绕管子 圆周切 割运 动后 回到初 始切 割时轨迹 不重合 而造成修 口难 的工程 实际难题 ，并且 能快速 、批 量完成大 口径管切割 。介 绍了 C N C G - 1 5 0 0 I V数控管道相贯 线切割机 的结构 组成及 技术特 点，并对设 备 的 应 用及 技 术 经 济 效 益 进 行 了分 析 。 关键词输水 管线 ；相 贯线孔 ；切 割机 ；电控机构 ；控 制轴 中图分类号T E 4 5 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 9 7 5 2( 2 0 1 0 )0 3( 中)一 0 l 2 7 0 2 C N C G 数控管道相贯线切 割机是 主要用来切割管道结合相贯线 孔 、相贯线 端头的专用设 备 ，此类加工 大 多采用制作样板、划线、人工放样 、手工切割、人工打磨等落后而且繁琐的方法进行 ，而 C NC G数控管道相 贯线切割机只需输入相互配合的管子半径、相交角度等参数，机器就能 自动切割出管子的相贯线、相贯孔以 及焊接坡 口。在大型管道项 目批量 生产焊接三通 以及连头短节等切割工作 中发挥着重要 作用 。 1 管道切割机的现状以及现场需求 目前 ，国际上有 美 国 DM1 、法 国 P OL YS OUD E等 公 司生产 的小 型管 道多 功能 切割 机 ，但其 产 品维 修 困难且配供货周期长。国内的小型管道切割机具往 往是软轨道、磁性轮或链条轨道 ，驱动轮裸露在 外 ，传动部分磨损严重，整机装拆繁琐且寿命较短。在实际切割中起始点和终止点难 以重合，不仅使修 口的工作 量 大大增 加 ，而且 影 响管 口的精度 ，进 而影 响管 口的焊 接 质量 ，且 这些 切割 机组 一般 只能用 来 切 割齐平 坡 口，对 于 管线上 的相 贯线 孔则 往往 一筹 莫展 。 所承包的阿尔及利亚 因萨拉至塔马哈赛 特供水项 目一 、三标段( L OT3 1 、L O T3 3 )共有 8 7 9 k m 的管线安装工作，管径包括 D N1 4 0 0 、DN1 2 0 0 、DN9 0 0 、DN8 0 0 、D N7 0 0等 5种规格 ，其 中涉及 的各 种规格三通约 5 4 0个 ，计划采用焊接三通 ，对于主管与直管间的相贯线孔要求很高，需要有专门的切割 设备 才能 及时 、高 质量 地完 成此 工作 量 。 2 结构组成及技术特 点 2 1 结构 组成 C NC G - 1 5 0 0 1 V 数控管道相贯线切割机 由托架、摆动机构 、升降机构 传动机构、电控机构 、横梁 、 移 动机构 、底 座 、割 炬 、移动 切割 平 台小车 几部 分组 成 ( 如 图 1 所 示 ) 。 托架 主要由滚轮 、支架 、调节丝杆 、移动座等组成。摆动机构 由 1个联接在摆臂上的小功率交流伺 服 电机通 过减 速器 带 动 出轴 旋转 ，因而 形成 了摆 臂环 绕旋 转 中心 的摆动 升 降机 构 的上下 移 动 由无 级调 收稿 日期2 0 1 00 31 0 作者简介 刘 良千 ( 1 9 8 3一 ) ，男 ，2 0 0 5年江苏工业学院毕业 ，项目部施工技术 部工艺工程师 ，现主要从 事大 口径 长输 管线 施工管 理等方面的工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 ( 江汉 石油学院学报) 2 0 1 0年 6 月 速 电机转 动 丝 杆 进 行 。传 动 机 构 由车 头 箱 体 、 主轴 、三 爪 卡盘 、数 控交 流伺 服 电机 、 齿 轮箱 等 组 成 ，数 控 交 流伺 服 电机 经 齿 轮 箱 变 速 后 由 1 对齿轮副传动使主轴 作旋转 运 动 ，空 心 主 轴 前 端 装 有 三 爪 卡盘 ，工 作 时 由卡 盘 夹 持 工 件 进 行 切 割 。 电 控 机 构 ， 其 中放 置 于 车 头 箱前 方 的 是 电脑数控控制箱 、由内藏式 工业 控 制器 与 几 组外 置式 控 制器 件 以及 箱 体 组 成 ，放 置 黝 肭 肭雌肭 触 图 1 C N C G - 1 5 0 0 l V 数控管道相贯线切割机外观图 于 车头箱后 侧 的是强 电电气箱 、由 4组驱 动器 以及其 他元器件 和箱 体组 成 。横 梁 由刚性 较好 的薄 钢板焊 接而成，在横梁上安装有导轨 、齿条，方便割炬前后移动。移动机构由数控伺服电机 、齿轮箱、齿轮齿 条以及滚动导轨组成 、数控伺服电机经齿轮箱变速由齿轮齿条副传动后带动移动体通过导轨作纵向运 动。底座由槽钢与薄钢板焊接而成 ，经过精加工保证了机器的精度 。割炬装在可调整转动角度的旋转装 置上 ，并标 以刻度 ，割炬可由手轮带动齿轮进行微调 ，通过气路气体的传送切割工件 。移动切割平台小 车由移动电机减速器与切割平台组成 ，在移动切割平台小车上安装随行控制箱 ，其具有控制割炬升降以 及与电脑控制箱重复的十多项功能 ，当工件切割点远离电脑控制箱时，操作人员仍能方便地操作机器。 2 2技术 特点 C NC G 一 1 5 0 0 1 V 数控管道相贯线切割机具有如下技术特点口 ：切割范围广。可以切割直径范围在 7 O 0 1 5 0 0 ram，壁厚范 围在 2 2 0 mm 内的所有钢管 ，实现一机 多用 ，完全满足该工程 的需求。 控制轴数多。由 4轴控制 ( 3 2 件旋转轴 ，火焰移动轴 ，火焰升降轴 ，火焰摆动轴) ，可以在支管上切 割相贯线以及变角度焊接坡 口，也可在主管上切割相贯线孔以及斜接坡 口。切割时由滚轮式托架带动 工件前 后移 动及旋 转 ，保 证整 个切割 过程平 稳进 行 ，切 割轨迹 圆满 重合 。 电脑软件设 计 了合理 的切割 引人引出线 ，使切割面的质量得到保证 ，且在输入切割参数后 ，切割均 由电脑控制箱进行 自动操作。 每次切割后的参数可保存为文件，供以后相同工件使用，可以保证批量化生产。 3 设备应用及技术经济效益分析 C NC G 一 1 5 0 0 数控 管道相 贯线切 割机 良好 的 性 能是 选 用 这 台设 备 的 主要 因素 ，在 现场 使 用其 他 切 割 工具完 成 一个焊接 三通 的相贯 线孔 制作 至少 需 要 2 h ，而且 切 割 出来 的孔 需 要修 补 的工 作 量很 大 ，而 使用该设备后 ，只需要 2 0 rai n就能制作 出一个 圆滑的相贯线孔 ，即节约 了时间，也保障 了对 口的质量。 同时能够保障相同规格管径 的批量化生产 ，给后续现场大面积连头施工带来很大的便利 。 在国内大部分管道施工单位大步迈 出国门的大前提下 ，提高 自己的施工技术水平 ， 配置先进的大型 设备，是在激烈的市场竞争 中取得领先地位必备的两个大前提，C NC G 一 1 5 0 0 数控管道相贯线切割机 能 够使我 们实现 各类 斜接 弯管 、相 贯线 孔 的工厂化加 工 ，为后续 的市 场扩大 开发 提供 了有力 的支 持。 参 考文献 1 夏水华 ，王晓青 ，雷才洪，等 大直径钢管相贯线数控切割机 E J 3机 电一体化 ，2 0 0 2 ，8 ( 3 ) ：6 0 6 2 E 2 3孙美娜 ，郑永春 数控 大直径管相贯线火焰切割机 的研制 E l 1机械设计与制造 ，