（正式版）DB1310∕T 287-2022 《长输油气钢质管道自动焊装备通 用技术要求》

ICS75.180CCSE981310求IDB1310/T287—2022本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中国石油天然气管道科学研究院有限公司提出。本文件起草单位：中国石油天然气管道科学研究院有限公司、国家管网集团工程技术创新有限公司。本文件主要起草人：尹铁、张毅、闫洁、刘晓文、张倩、周伦、王新升、杨琦、张锋、于金柱、张倩、刘建涛、武涛、李阳、张建平、马志锋、牛连山、鲍峰、张宝强、姜艳朋、郭奇超、贾超、蒋庆梅、王长江。DB1310/T287—20221长输油气钢质管道自动焊装备通用技术要求本文件规定了长输油气钢质管道自动焊装备（包含管道坡口机、管道内环缝自动焊机、管道全位置自动外焊机）的技术要求。本文件适用于长输油气钢质管道自动焊装备的设计、制造、调试和出厂。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求GB/T4210电工术语电子设备用机电元件GB/T4588.3印制板的设计和使用GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T9061金属切削机床通用技术条件GB15760金属切削机床安全防护通用技术条件GB/T23570金属切削机床焊接件通用技术条件GB/T25373金属切削机床装配通用技术条件JB/T9872金属切削机床机械加工件通用技术条件JB/T9877金属切削机床清洁度的测定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。管道坡口机pipefacingmachine具有仿形切削功能，用于管端坡口加工的专用设备。管道内环缝自动焊机pipeinternalautomaticweldingmachine具有管口快速组对和自动内根焊功能的专用焊接设备。管道全位置自动外焊机pipeexternalautomaticweldingmachine具有沿钢管周向移动和自动外焊功能的专用设备。2对钢管进行定位和涨紧的组合部件，分为前后两排涨紧器提供送丝动力、控制送丝速度、调整焊炬二维空间姿态的组合部件，包括送丝机构、焊炬位置调节机构、气电混合块、气电缆等。3在焊接过程中，保证焊枪运动精度的一种跟踪与控制技术。分为左右跟踪与上下跟踪。左右跟踪技术保证焊枪、电弧、熔池的中心位置，与接缝的中心位置相吻合。上下跟踪使焊枪与母材准确保持在预定距离。4.1一般要求4.1.1直径610mm及以上管道坡口机宜采用连杆-涨靴涨紧式结构，直径323mm及以上，直径610mm以下的管道坡口机宜采用斜块顶推式涨紧结构。4.2使用条件a)环境湿度：≤90%;4e)切削盘旋转速度：25r/min～50r/min;f)坡口平面度误差：±0.1mm;g)刀盘径向跳动误差：±0.1mm,刀盘端面摆动误差：±0.1mm;i)坡口表面粗糙度：≤Ra12.5。4.4.1机械系统661-前防护机构；2-涨紧机构；3-中防护机构；5-主传动机构；5液压动力系统组成可参见图2。65.1一般要求a)环境湿度：≤90%;b)环境温度：-40℃~+75℃;g)组对间隙：0mm～0.5mm;7管径Φ559~Φ813Φ813~Φ1016Φ1016~Φ14225.4.4焊接单元8DB1310/T287—20225.4.4.2每个焊接单元应布置在焊接驱动旋转盘上，数量应根据管径大小而定，Φ559~Φ813宜为4个，Φ914~Φ1016宜为6个，Φ1219~Φ1422宜为8个。5.4.4.3焊接单元宜利于拆装，便于维护和更换焊丝。5.4.4.4焊接单元应能调整焊炬位置对中，左右调整量±2.5mm。5.4.4.5焊接单元应能自动实现焊炬升降和复位。5.4.5焊接单元驱动机构5.4.5.1焊接单元驱动机构应能调整旋转驱动速度。5.4.5.2焊接单元驱动机构应具有野外防尘保护装置。5.4.6导向柔性机构5.4.6.1导向机构与中机架应采用柔性连接结构。5.4.6.2具有整机柔性机构的管道内环缝自动焊机在吊装、定位、行走、焊接时，应能实现导向机构和中机架之间的刚柔转换。5.4.7行走和刹车机构5.4.7.1行走和刹车机构与管壁相接触的外层均应使用耐压、抗磨材料制成。5.4.7.2行走驱动系统应具有独立流量调节阀，应能满足不同工况条件的行走速度和驱动扭矩调节。5.4.7.3刹车机构支撑缸系统应具备压力可调功能，应能满足不同工况条件的刹车力调节。5.4.7.4制动用刹车装置周围应设计有安全保护机构。控制系统5.5.1控制系统设计应符合下列要求：a)电子元器件选用应符合GB/T4210规定；b)电路板设计应符合GB/T4588.3规定；c)应具有送丝电机过流保护功能。5.5.2应具有送气、起弧和收弧等焊接动作指令及焊接参数调节功能。5.5.3涨紧机构与定位机构之间、焊接系统与行走、行走与刹车机构之间应具备互锁功能。5.5.4应支持模拟量通讯接口或工业总线协议。5.5.5应具有电压显示和调节功能。焊接电源5.6.1应满足焊接工艺要求的输出特性。5.6.2应与内焊机焊接单元送丝机构有效配合，达到起收弧效果。5.6.3供电电源技术要求可参见5.2d）。95.7气动系统6.1一般要求b)环境温度：-40℃~+55℃;d)供电电源技术要求应参见5.2d)。a)管径：Φ257~Φ1422;b)摆动方式：平摆或角摆；e)送丝速度：0mm/min～15000mm/min;f)焊缝跟踪精度：≤0.2mm;把线B控制线气管+控制线控制箱-右电源箱-右电源控制线B焊接小车右电源控制线A控制箱-左电源箱-左手持盒B控制线控制线焊接小车右手持盒A控制线控制线控制线焊枪手持盒A6.4.1.3焊接小车应设计焊炬调整机构，宜分为垂直调整机构和水平调整机构，应能实现焊接过程中焊炬实时姿态的调整，调整量应符合下列技术要求：a)垂直调整机构的调整量应≥35mm;c)摆幅调整步长宜为0.2mm/次；控制系统应包括核心控制单元、上位机、数据处理单元、焊接参数数据库、数据通讯单元及通讯接DB1310/T287—2022a)0V～10V模拟量接口；b)RS232/485标准串行接口；c)工业总线。6.4.2.2控制系统应采用安全电压。6.4.2.3遥控盒宜具有以下操作功能：a)焊接前的操作功能：1)焊层选择；2)焊炬上下左右位置调整；3)焊接小车手动前进或后退；4)点动送丝；5)点动试气。b)焊接中的操作功能：1)起、熄弧；2)焊炬位置调整；3)焊炬摆幅调整；4)焊接速度调整。6.4.2.4控制系统可根据管材、焊材、坡口形式、壁厚等参数，调用数据库中的焊接工艺参数。6.4.3送丝机构6.4.3.1单/双焊炬送丝系统宜具有以下结构：a)单焊炬宜采用拉丝结构；b)双焊炬宜采用推丝结构。6.4.3.2送丝机构应满足Φ0.9mm~Φ1.6mm焊丝的平稳送进要求。6.4.4焊接电源6.4.4.1焊接电源应具有脉冲输出、直流输出的电源特性。6.4.4.2焊接电源应具有外控启停、电压调节、电流调节、起收弧控制功能。6.4.4.3供电电源技术要求应参见5.2d）。6.4.4.4焊接电源应至少具有下列通用工业标准的数据交互接口之一：a)0V～10V模拟量接口；b)RS232/485标准串行接口；c)工业总线。7加工制造与装配管道坡口机7.1.1加工制造7.1.1.3直径610mm以下的管道坡口机，前、后锥法兰套的斜槽角度、宽度应与相应的涨紧块匹配。7.1.1.5切削刀盘支撑主轴的毛坯应进行锻造和调质处理，主轴外表面应进行表面淬火处理，粗磨、精磨至装配尺寸。7.2.1加工制造7.2.1.2机架、入管导向机构、轮架等重要焊接部件的承载焊缝质量，应符合GB/T23570的规定，焊缝应连续无间断。且应在加工后进行热处理，以消除应力。7.2.2.3组装后的机头柔性偏转机构应转动灵活，其上安装的弹簧应既有一定的刚性，同时也能确保机头绕万向节中心柔性转动。7.2.2.4应按JB/T9877检查清洁度。气动系统的可进行抽检，管路、管接头、分气块等通道必须清洁干净，不应有任何异物(如毛刺、铁削、氧化皮等)存在。其它部件的清洁度可用目测、手感法检验，不应有脏污。DB1310/T287—20227.3.1加工制造7.3.1.1零部件应按设计图纸要求进行加工制造，应符合GB/T9061、JB/T9872的规定。7.3.1.2焊接小车零部件表面处理应符合下列规定：a)外部裸露钢件应进行镀铬处理；b)铝件应进行表面硬质氧化处理；c)易磨损件宜采用耐磨材料或进行相应调质或淬火处理。7.3.1.3焊接小车驱动轮或驱动齿表面宜采用渗碳处理，渗碳层厚度不小于0.3mm，驱动齿轮表面硬度宜为HRC58～HRC62。7.3.1.4焊接小车夹紧轮表面硬度宜为HRC48～HRC52。7.3.1.5导向轨道制造要求：a)导向轨道材料宜采用柔性钢带，表面应进行调质处理，表面硬度为HB480～HB510；b)轨道可采用时效或振动法消除应力。7.3.2装配7.3.2.1焊接小车及导向轨道7.3.2.1.1零部件装配质量应符合GB/T25373的规定。7.3.2.1.2焊接小车的焊炬摆动机构和焊炬姿态调整机构运行应灵活，不应出现卡滞现象。7.3.2.1.3焊接小车行走轮、夹紧轮应与焊接轨道良好啮合。7.3.2.2控制及数据处理系统7.3.2.2.1装配前应对所有元器件进行指标测试，按设计布局进行模块化安装。7.3.2.2.2电路板及接头线的焊接应防止虚焊、假焊，焊接点应接触良好。7.3.2.2.3接线端子应连接牢固。8试验测试设备功能检查8.1.1管道坡口机应按附录A的要求检查并记录。8.1.2管道内环缝自动焊机应按附录B的要求检查并记录。8.1.3钢管道全位置自动外焊机应按附录C的要求检验并记录。设备空载检验8.2.1管道坡口机应按附录A的要求检验并记录。8.2.2管道内环缝自动焊机应按附录B的要求检验并记录。表2轴承(负荷)温度表温度℃9.3.3管道全位置自动外焊机包装宜分为三层：外层采用专用仪表箱，中层采用发泡塑料或聚氨酯发泡塑料减震，内层采用塑料薄膜防潮包裹。DB1310/T287—2022b)产品使用说明书；c)随机配件；d)易损件清单；e)选配随机工具。DB1310/T287—2022（规范性）管道坡口机检验表A.1管道坡口机检验记录表序号1查看是否设有起吊孔，并查看是否设有防护栏、防进行导向机构空转，检验查看是否设有涨紧机构）；验涨杆是否顺利伸出、缩查看是否设有切削机构查看是否设有进给、后退机构操作，是否能控制切控制切削盘前后运2起吊整机进出入管内，重防护罩应起到防护进行涨紧机构的涨杆伸涨紧机构动作应流序号与刀盘最大直径圆柱面接触，测杆穿过芯轴轴线并与轴线垂直，且有1圈-2圈压缩量。切削刀盘旋转值与最小值之差即为所测平面上的径向圆跳动误差。测量位置大于或等于三个，取其最大值为刀盘与刀座安装端面接触，测转至少5周，读取百分表最大值与最小值之差即为所测直径上的端面圆摆动误差。测量位置大于或等于三个，取其最大值为刀（1）切削盘旋转平差应小于或等于0.1（2）切削盘旋转平差应小于或等于0.1（1）使用百分表测量刀盘径向跳（2）使用百分表测量刀盘端面摆切削盘前进、后退动作往复次数应大于或等于20试r/min)、中(30r/min～35r/min)速运转，对有级变速的机构，从最低速度起依次进行。各级速度下运转，启动、运转、停止动各级转速间切换灵高速运动状态下序号作测试，连续操作应大于时间应大于或等于2min。试采用贴应变片的方法检验与理论计算值进行紧力应不低于设计将应变片贴在涨靴上，接线固定据试按设计规定的最大参数连主传动系统无丢转DB1310/T287—2022（规范性）管道内环缝自动焊机检验表B.1管道内环缝自动焊机检验记录表序号果1构查看入管处是否设有导向防护查看是否设有焊炬同步定位机构；用塞尺检验定位面与基准定位面与基准面的间隙应小于或等于0.05构查看是否设有行走机构；对行走机构进行动平衡试验，检验构查看是否设有涨紧机构（涨紧杆和涨紧块）；检验涨杆是否构查看是否设有刹车机构，刹车查看是否设有远端操作面板；接通电源，控制各按键测试各作控制应精确且灵敏构查看是否设有焊接单元，检查焊接单元是否同步运动，动作2验试对管壁进行定位，连续操作应大于或等于定位面与管壁的间隙应小于或等于0.05mm。序号果进行涨紧机构的涨杆往复次数应大于或等复应无卡滞和偏磨现象，且伸出/缩回动作对行走驱动机构进行正反转试验，一次连续正转时间应大于或等于5min，连续反转时间应大于或等于22验试对刹车制动气缸进行往复次数应大于或等刹车制动气缸应伸缩接通旋转电机测试旋转盘的正反转运动状态。给电机输入不同电机在输入电压相同（应达到设计规定的送丝测试，手动测试焊接单元送丝机构送丝能力，计时6s测量送丝长度，试验次数且送丝长度应均匀一试焊炬起降的灵敏性，应大于或等于10序号果实施模拟焊接应大于停气/停止旋转焊接焊接过程控制逻辑顺试空气打入管道内环缝自动焊机气罐内，在额定压力下，观察系或等于20%。气路系统在钢管内进行整机水平行走前进、后退、刹车制动机构的制动试验次数应大于或等在15°~25°坡度范围内，进行整机在钢管内的行走、刹车制动操作，试验次数应在15°~25°坡度范平稳，刹车应制动可试在40D～5D弯管范围内，进行整机行走过弯能力测试、刹车制动能力测试，试验次2验试试采用贴应变片的方法检验涨紧机构涨紧力与理论计算值进行比应不低于设计值的量序号果涨紧组对后，分别用塞尺、焊接检验尺测在坡口加工精度和钢管椭圆度满足焊接工宽度及错边量应满足接通电源，进行实际焊接试验。试验次数量实际焊接速度，送丝速度，焊接电压及流的波动率应不超过表观察根焊过程稳定3观察焊缝表面成形及焊缝宽度及搭接长焊接质量满足批复的尺连续大于或等于5道口数量的焊口焊接，按照对应的焊接工艺无损检测、力（规范性）管道全位置自动外焊机检验表C.1管道全位置自动外焊机检验记录表序号果1查看设备是否具有行走驱动机构，是否和轨道良好啮合，驱动电机能够进行设备沿轨道应能进将小车装卡在轨使用手持盒进行查看是否设有焊炬上下、焊炬应具有上下、左右、摆幅调整功使用手持盒进行示接通电源，查看上位机显应能直观显示全中进行焊接参数的修改、存储和传输相关等功能操作应具有焊接参数的修改、存储和传输在上位机屏幕上的相关位置处进行参数修改、传跟踪（多焊炬偏离坡口，抬高或降低焊炬高度，启动控制系统，观察焊炬是否自动对应具有上下左右电打开电弧跟踪选抬高或降低焊炬是否自动对中焊2验空载测试外部送丝、焊炬姿态调整等各个运动机构做连续空载运转测试。连续测试时各驱动电机的温度应不超过各部件产品样本所规定的最使用激光测温枪对运动机构和电序号果2验空载测试试累计空载运转时间应大于或等于480min；累次测试测试次数应大于或等于2送丝机构进行手动和自动实际测量值与设定值偏差不应超过设控制箱设定参数行自动和手动送行走机构进行手动和自动mm/min、400mm/min、800mm/min、1200mm/min的速实际测量值与设定值偏差应不超过设在控制箱设定行摆动机构进行自动检测。应分别按2mm、6mm、10mm的摆宽进行摆动测试，测摆动宽度实际值与设定值的偏差不应在控制箱设定摆焊炬姿态调整机构进行行程手动检测,连续操作大焊炬姿态最大调整行程应大于或等于35mm，调整过程应使用手持盒进行相应动作运动测检测控制系统的焊道选择、程序执行以及