李杰

摘要：在目前長(zhǎng)輸管道施工中，很多工序仍舊沿用傳統(tǒng)的施工方法，機(jī)械化程度不高，施工效率低;同時(shí)受各種新材料、新工藝和特殊環(huán)境的影響，傳統(tǒng)施工方法無(wú)法滿足施工技術(shù)要求，因此需要采用先進(jìn)的管道機(jī)械化施工技術(shù)和裝備，以提高施工效率和降低施工成本。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道;機(jī)械化設(shè)備;應(yīng)用

引言

隨著我國(guó)管道建設(shè)的發(fā)展，大口徑、高鋼級(jí)管材需求量日益增加，利用機(jī)械化施工模式是保證施工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的必要條件。其中施工機(jī)械是實(shí)現(xiàn)油氣長(zhǎng)輸管道施工機(jī)械化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化大流水施工中必不可少的裝備。充分做好機(jī)械設(shè)備狀況的分析，不斷引進(jìn)和研發(fā)新的裝備投入到長(zhǎng)輸管道施工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)，綜合全面地做好機(jī)械設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化，是要解決的首要問(wèn)題。

1 管道施工現(xiàn)狀

在目前長(zhǎng)輸管道施工中，很多工序仍舊沿用傳統(tǒng)的施工方法，機(jī)械化程度不高，施工效率低，經(jīng)常造成各工序銜接時(shí)間不緊湊，嚴(yán)重影響了整個(gè)施工效率和施工成本。同時(shí)受各種新材料、新工藝和特殊環(huán)境的影響，傳統(tǒng)施工方法無(wú)法滿足施工技術(shù)要求，因此需要采用先進(jìn)高效的管道機(jī)械化施工技術(shù)和裝備，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

2 管道機(jī)械化施工建議

2.1 管溝開挖機(jī)械化施工

開溝機(jī)是一種用于土方施工中的開溝機(jī)械，與挖掘機(jī)的功能具有許多相似之處，二者均具有入土（土壤或巖石）、碎土和取土功能，不同之處在于開溝機(jī)可連續(xù)作業(yè)，施工效率高，地表破壞小，特別適合鋪設(shè)管道，即使在巖石等堅(jiān)硬的地質(zhì)條件下，開溝機(jī)也能開挖出形狀規(guī)則的溝槽。美國(guó)威猛公司開溝機(jī)主要用于鋪設(shè)大型管道，最新開溝機(jī)產(chǎn)品為T-1255Commander，功率441kW，主要特點(diǎn)是雙馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、配備恒溫控制液壓油散熱器，以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，即基于微處理器的電子控制系統(tǒng)，駕駛員扳動(dòng)開關(guān)就能自動(dòng)進(jìn)刀，避免或減少了手動(dòng)調(diào)整、開溝刀鏈?zhǔn)俸桶l(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載。許多大型開溝機(jī)可以配置不同的工作裝置，可根據(jù)施工需要選配不同種類的開溝機(jī)，如巖石輪、振動(dòng)犁、開溝精度和恒深控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。大型開溝機(jī)的工作效率更是挖掘機(jī)的3倍，而且開溝深度可達(dá)7.6m，地表破壞小。開溝機(jī)用于管溝開挖機(jī)械化流水作業(yè)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.2 管道預(yù)熱機(jī)械化施工

在低溫環(huán)境下，管材預(yù)熱升溫速度慢，直接影響到焊接機(jī)組的施工速度。如何能在短時(shí)間內(nèi)將低溫管材預(yù)熱到工藝規(guī)定的溫度，且在管端建立足夠的儲(chǔ)熱段，降低焊道的冷卻速度，進(jìn)而保證焊口的總體力學(xué)性能，是管道施工遇到的瓶頸問(wèn)題。人工預(yù)熱已經(jīng)不能滿足管道焊接日益發(fā)展的需求和工藝要求，管道預(yù)熱機(jī)械化是發(fā)展的必然趨勢(shì)。耐低溫焊接預(yù)熱裝置是一種采用感應(yīng)效應(yīng)對(duì)焊前管道進(jìn)行預(yù)熱的裝置，主要采用大功率柴油機(jī)為動(dòng)力源，由與之相連的主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生中頻交流電，并將中頻交流電直接輸入感應(yīng)加熱線圈，加熱焊口，通過(guò)自帶預(yù)熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)，滿足焊接機(jī)組在低溫環(huán)境下施工的要求，在-30℃的環(huán)境溫度下，裝置預(yù)熱時(shí)間≤20min，并在5min內(nèi)成功啟動(dòng)。使用該裝置對(duì)D813mm×14mm的管端400mm寬的范圍進(jìn)行加熱時(shí)，管材升溫速度≥40℃/min。耐低溫焊接預(yù)熱裝置的預(yù)熱時(shí)間比常規(guī)逆變中頻機(jī)組的預(yù)熱時(shí)間短，這種快速預(yù)熱和全自動(dòng)的高效施工相匹配，可充分發(fā)揮全自動(dòng)焊接施工優(yōu)勢(shì)，徹底解決焊前預(yù)熱這一瓶頸問(wèn)題，綜合效益可觀。

2.3 管口測(cè)量機(jī)械化施工

管口組對(duì)前，施工人員一般采用大型游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、量規(guī)等工具手工測(cè)量直徑，采用鋼卷尺測(cè)量管口周長(zhǎng)，以掌握和控制管口的變形量，做好標(biāo)記，及時(shí)對(duì)管材做出調(diào)整。這種做法工效低，精度差，一般只測(cè)量管口某幾個(gè)方向的直徑，而且在測(cè)量大口徑管道周長(zhǎng)時(shí)需要兩人配合。管口參數(shù)測(cè)量?jī)x的研制和投入使用，實(shí)現(xiàn)了管口參數(shù)測(cè)量機(jī)械化。主要工作原理是通過(guò)電子感應(yīng)和數(shù)字顯示模塊，測(cè)量管口周長(zhǎng)，并測(cè)量直徑的最大值、最小值。當(dāng)兩管口周長(zhǎng)一致，直徑的兩個(gè)最值均不超出內(nèi)對(duì)口器的撐脹能力時(shí)，即可進(jìn)行組對(duì)，這樣可以提高管道的組對(duì)精度，進(jìn)而提高整體施工質(zhì)量。該裝置小巧輕便，一人即可完成D1422mm管口組對(duì)參數(shù)的快速測(cè)量，在中俄原油管道二期、中俄原油管道東線試驗(yàn)段應(yīng)用中，通過(guò)焊口記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，錯(cuò)邊量數(shù)值普遍降低30%，機(jī)組焊接合格率提高1.2%，機(jī)組平均每天增效2道口。測(cè)量?jī)x自動(dòng)存儲(chǔ)管口的直徑和周長(zhǎng)信息，為以后管口質(zhì)量分析提供數(shù)據(jù)。從大數(shù)據(jù)中可分析總結(jié)出合格率的趨勢(shì)，為數(shù)字化和智能化管道建設(shè)提供基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)組的提質(zhì)、增效起到了積極的促進(jìn)作用。

2.4 管道防腐機(jī)械化施工

在管道防腐施工中，補(bǔ)口是保證管道防腐完整性的重要工藝，一旦補(bǔ)口失效，極易造成補(bǔ)口部位的腐蝕，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。管道防腐層經(jīng)歷了從瀝青類及冷纏膠帶等防腐層到高科技聚合物防腐層的演變。管道防腐補(bǔ)口大多采用手工和半自動(dòng)化作業(yè)，如何改進(jìn)補(bǔ)口工藝，研制全自動(dòng)化防腐補(bǔ)口施工裝置，提高補(bǔ)口質(zhì)量和效率，是防腐補(bǔ)口研究的重點(diǎn)內(nèi)容。機(jī)械化補(bǔ)口工作站，是管道建設(shè)從人力密集型向技術(shù)創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變的必然選擇，其集管道防腐系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)為一體，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管道防腐補(bǔ)口的全自動(dòng)化，全面提升補(bǔ)口的質(zhì)量和效率。中國(guó)石油在西氣東輸三線開展了機(jī)械噴涂液體聚氨酯補(bǔ)口、中頻加熱輔助熱收縮帶安裝工業(yè)規(guī)模應(yīng)用和BK-1型機(jī)械化補(bǔ)口工作站試驗(yàn)，這些新技術(shù)有效保證了補(bǔ)口防腐層的一致性和可靠性，填補(bǔ)我國(guó)管道建設(shè)在這一領(lǐng)域的空白。隨著科技發(fā)展，管道防腐補(bǔ)口技術(shù)的自動(dòng)化程度將會(huì)越來(lái)越高。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械化施工正走在從引進(jìn)到吸收再到創(chuàng)新的道路上，在今后的施工中，在消化、吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)管道施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，還將不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，探索、綜合考慮施工效率和施工成本，從而研究出一套適應(yīng)國(guó)情的機(jī)械化施工方法、工藝和模式。

參考文獻(xiàn)：

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