最大化管道焊接效率.pptx

1、管道焊接（图1）行业竞争很大，承包商们需要进行激烈的投标。然而，一旦中标，承包商们就得在极短的时间和较低的预算内，承受各个方面的压力,启动和完成工作。为了满足时间和预算的限制，管道承包商必须考虑一个重要的衡量标准：工作效率。图1工人正在调节管道位置。手工焊和自动化焊,操作之前，管道正确装配至关重要。管道焊接效率焊接专业人员最常遇到的问题就是如何提高工作效率。当比较不同的焊接工艺时，工作效率是最终的,决定因素。效率可以简单地定义为在某一给定时间内完成的工作量，以此来推算总的焊接时间。焊接效率通常是指每小时熔敷金属的磅数，也叫做熔敷,率。当一种焊接工艺与另一种焊接工艺相比较时，这种测量方法非常有用

2、。熔敷率是指整个接头焊缝金属量所占消耗焊条总量的比值。例如，埋弧焊（,SAW）的焊接效率较高，而气保护焊（SMAW）的焊接效率较低。电效率为了完成给定焊缝所消耗电力的多少也值得关注。这些效率问题,在制造车间很容易计算，但是，如何将它们应用到焊接管道效率的计算上呢？管道焊接中，效率可简单地看做：“每天能完成多少条合格焊接接头”。,这句话中的关键词是“合格焊接接头。”所有的焊接应用场合都有严格的焊接标准和规范，因此，不仅要在规定时间内焊完一定数量的焊缝，而且焊缝,质量必须满足要求。因此，当问到效率的问题时，必须考虑两个条件。首先，要尽快的焊完焊缝。其次，每一条焊缝必须是高质量的。如果这两个条件,都

3、能满足，那么工作效率就会很高。快速焊接世界各地都使用埋弧焊工艺焊接管道。这项焊接工艺不仅被焊工熟悉，对许多非焊接人士也熟知。埋弧焊,的许多规范都需预先进行工艺评定。工艺评定是指事先找到合格焊缝的焊接工艺参数，然后再根据这些工艺参数进行实际焊接。对管道焊接来说，通常,使用下坡焊。对操作焊工进行培训，使之掌握具体的操作技巧和方法。简易的焊接小册子提供了一些管道下坡焊的基本焊接工艺。根部焊道通常采用直,径为5/32英寸（4.0毫米）的纤维素型焊条施焊。一个经验是，当采用5/32英寸焊条施焊时，每分钟所焊焊缝的长度应与焊条消耗的长度大,致相同。假设SMAW时正常焊条残头的损失，最终的焊接速度约为12英

4、寸/分钟。当然，这个速度对焊缝装配和接头准备来说还不够精确，但我们,将使用12英寸/分的焊接速度进行比较。根部焊道的焊接表面通常有凸起，为了消除下一层焊道的夹渣，必须对凸起削平。下层焊道，也就是热焊道,焊接也使用同样的焊条。其余的焊道，填充和盖面焊，通常都使用3/16英寸（5.0毫米）直径的焊条施焊。假设我们要焊接24英寸的XHY管,，该管的标准壁厚是1/2英寸，由于壁厚较厚，通常需要7层焊道才能完全填充和加强焊接接头。当管道直径为24英寸，周向焊缝长约为75.4,英寸。为了焊接该焊缝，通常在管道的两侧都安排一个焊工，这样就可以把焊缝长度减少一半。我们还能进一步推断，随着焊缝接头宽度的增加，接

5、头,的准备时间也相应增加，而焊接速度就必须减校对我们所关心的效率来说，在根部焊道和热焊道焊接之后，后续每个焊道的焊接速度要减少10%。附,表中，案例所示，使用SMAW下坡焊焊接7层焊道的总的电弧时间是28分钟多。这是实际的电弧时间，不包括打磨焊缝每个面的时间,这项操作,是确保熔渣被完全清除。此外，时间计算中也不包括焊工更换焊条的时间。现在让我们考虑采用另一种方法焊接此焊缝，这种方法采用林肯电气有限公,司的组合焊接技术。根部焊道采用表面张力过渡（STT）工艺的半自动化技术施焊，此外，使用机械化的气体保护药芯焊丝电弧焊（FCAW-G）,对焊缝进行填充和盖面焊。无论采用SMAW还是半自动化焊焊接根部

6、焊缝，根焊都极为重要，它决定着整个焊缝接头的完整性。由于管道安装过程中,要按要求速度手动连接管道，因此，每个焊缝的装配是不连续的。考虑这一实际，建议焊缝采用半自动手工焊。采用手工焊时，训练有素、经验丰富,、手眼协调能力强的焊工往往是焊接成功的关键。然而，由于STT工艺具有更高的熔敷率，手工焊常见的根焊和热焊组合焊道就减少成一个单一焊缝,，其厚度明显大于根焊/热焊组合焊道。坚厚的根部焊道允许采用机械化运动控制FCAW-G焊接工艺。采用轨道固定牵引系统，下个焊道能够连续,的采用上坡焊从管道底部焊接到管道上部。来自Bug-O系统PiperBug和PiperPlus系统装置能够连续控制和移动。安装这些

7、系统,中的任何一个只需花费几分钟的时间。它们重量轻，携带方便，一个人就能够很容易提起和操作。一旦将它吊运到焊接轨道上，安装好并开始焊接，系,统会连续进行焊接直到整条焊道完成。如附表所示，案例中，实际每个焊道的焊接速度要比案例I中使用手工焊下坡焊对应焊道的焊接速度慢很多。,然而，由于案例中焊接工艺的熔敷率非常高，因此所需的焊道减少。假设随着焊缝接头宽度的增加，焊接速度相应减小是有效的，那么结果就是焊接,熔敷率增加后，采用机械方式焊完焊缝的时间是22.21分钟。这个结果约节省了5分钟。然而在案例中，这个时间仅仅是燃弧和填充焊缝的时间,。既然所需焊道更少，则打磨每道焊缝去除焊渣的总时间也会相应减少。

8、制造高质量焊缝有各种各样的方法用来提高焊接质量。一个常见做法是提供更,有效的焊工培训。然而，成功有效的焊工培训非常依赖于允许的培训时间量和焊工个人的天分，所以，这种做法实行起来并不容易。另一种方式是将焊,接过程机械化，这样焊枪和电流都使用计算机控制，确保可以采用同样的焊接工艺规范焊接其它焊缝。焊接规范由项目的焊接检验员、客户或主管方共,同评定。如果高品质的焊缝能够不断复制，焊完一条焊缝又一条焊缝，且焊缝具有更少的焊接缺陷，需要更少的切口和事后维修，那么管道建造速度就,相应加快，从而节省时间和金钱。例如，切除、维修或更换一根24英寸管道的劣质焊缝，平均要花费一个美国承包商5000美元。此外，还需

9、要数,个小时和另外两个工人进行这项工作。如果一个大型的野外管道上有很多这样劣质焊缝需要维修，很明显因修复而失去的时间如何满足有限的工程期限,就是一个大问题。然而，承包商不仅要担心维修所耗费的工时，还要考虑这类维修带来的成本增加。由于每个焊缝接头都必须符合相应的管道焊接规范,和标准，当应用SMA工艺到管道上时,需要训练有素、能胜任的焊工进行施焊。即使这样，缺陷仍能从焊工更换焊条时大量的熄弧和引弧过程产生，,或是从焊工重新定位继续焊接和减轻局促焊接位置导致的身体不舒服的移动放松中产生。大多数管道焊工中途停止焊接,然后重新启动继续焊接时没有,问题，但是这些焊接操作起停位置焊接缺陷的可能性增加了。每个

10、这样的位置，都可能存在夹渣和其它质量缺陷，增加日后维修的风险。机械化焊接系,统可以消除这些起停位置，从根本上消除这类缺陷的影响。机械化管道焊接系统将焊工放置在一个观察者和质量控制者的位置，如图2、图3所示。虽,然焊工仍需要到一些局促或不舒服的位置进行焊接作业，但他们的角色变成了检测和调节焊缝。实际焊接操作是通过系统小车的运动控制和导向直线摆,动的自动化高度控制实现的。焊工的工作就是引导焊接电弧，向左或向右，同时自动高度传感器保持适当高度，维持恰当的电弧伸长量。焊工可以完全,控制整个系统，最大限度地提高焊接速度和焊缝质量。合格的焊工监测和控制焊接工艺，根据训练指示进行相应调节。以这种方式，所有焊

11、缝都根据项,目协议最有效率的制造，满足事先的工艺评定规范，从而达到最好的焊接质量。管道焊接效率和质量的提高简单地讲，机械化系统利用一组夹持在管道,上的导轨进行引导，一个计算机自动化焊接小车沿着轨道移动，对焊缝进行填充和盖面焊。PiperBug和PiperPlus系统具有一个送丝,机和一个LincolnElectricWave电源，该电源能产生不同类型的波形。该系统为焊接工艺提供了精确、可重复的运动和路径控制，,通过工艺检测系统进行监控，完全控制焊接工艺的各个方面。这种控制方式有效提高了焊接效率和每条焊缝的质量。无论采用何种焊接工艺，都需要在,实际作业前对焊接工艺进行评定，这对所有类型的自动化和机械化系统都是必须的。即使推荐的焊接工艺也要进行全面焊接工艺评定，对焊接试验进行,检验和批准。当改进焊缝时，所有的焊接参数，比如送丝速度、焊接速度、摆动形式等都要记录在控制盒中。一旦获得批准，所有开发和保存的焊接参,数就可以存贮在控制盒本身或标准USB存储设备上。这些数据还要存储在个人电脑上进行永久保存