管道工厂化预制焊接技术的应用研究

机械化工 管道工厂化预制焊接技术的应用研究
周 健
（安徽盈创石化检修安装有限责任公司，安徽 安庆 246002）
摘要：在石油化工装置中，工业管道是非常复杂的，分布密集，施工量大，管道的介质也十分复杂，对施工工艺有极高的要求。

本文将从BIM建模技术、预制技术、焊接技术三个方面探究管道工厂化预制焊接技术的应用。

关键词：管道工厂化预制技术；焊接技术；应用方法
随着我国经济的发展和市场需求的变化，石油化工装置变得越来越复杂，越来越大型化。

建设大型化的石油化工管道必须采用更好的材料和更先进的技术。

管道的预制深度对管道的安装有重要的影响，在这个过程中需要进行高质量的管道预制焊接，保证管道施工工作的质量。

1 建立BIM管道数据库
1.1 图纸二次设计
图纸二次设计是以原始矢量单线图为基础，根据具体的管道情况设计更便于施工的单线图。

二次设计的内容包括：对现场安装焊口和预制焊口的划分、预算下料长度、对焊口和管段进行编号、以及预算提取材料量。

在二次设计中，要预留一些现场焊口，避免在安装的过程中出现问题。

二次设计图和管段图在管道施工中有重要的作用，能够为后续的施工工作提供数据基础，减轻了人工计算的工作压力，也在一定程度上避免了计算错误而造成的材料浪费现象。

另外，二次设计图也能够为管道的安装和焊口编号以及管段的预制提供依据。

1.2 BIM建模技术
石油工业管道系统非常复杂，种类繁多，对工艺的要求也很高。

如果直接按照设计师所给出的平面图和单线图进行施工的话，在现场安装的过程中可能会出现管线之间或者管线与设备及厂房等设施之间发生碰撞的问题，使管道工厂化预制技术的作用降低。

应用BIM 软件技术建立管道三维模型，从而确定工程的参数，能够对施工过程中可能遇到的暗线冲突等问题进行预测，根据相关参数，对设计方案进行修正，提高管线布置和分段的合理性，从而保证管道预制的正确率。

可以通过Revit技术将二维图纸转化成三维模型，并使其与建筑的三维模型衔接起来，这样相关工作人员就能够对管线的布局一目了然。

在进行管道建模之前，可以利用材料数据库对管件、管道支架的数量以及规格型号等数据进行计算，并建立一个三维模型库，为以后的参数计算等工作提供方便。

在建模的过程中，管廊的三维建模比较重要，要注意管廊各层管道的先后顺序，采用分图层的建模方式，为尺寸的校对工作提供方便。

建模的过程中要注意以下几个方面：第一，要读取管网数据文件，打开管网数据源，从中获取管网数据集，这样能够便于获得管网要素类集合[1]。

要以管网要素的集合为依据，进行管网层集合的创建。

第三，要对管网数据进行调度和裁剪。

第四，在对三维场景进行渲染和调度的过程中，要以管线的二维属性信息为依据，实现三维关系模型的自动创建。

第五，创建三维管段模型。

第六，根据已经建成的管线和管段模型自动形成管网模型。

对于一些复杂的管网，可以应用虚拟预装配技术，在IBM模型中导入实物尺寸数据或者直接扫描预制好的管段获得数据，从而生成与实物相等比例的BIM模型。

针对该模型可以进行管段虚拟预装配，在预装配过程中如果发现问题可以及时的进行调整，使预制管段能够符合装配的要求。

另外，工厂化预制的预制场有特定的设置方式。

预制场由7个部分组成，包括：预制厂房、办公区、喷砂防腐区、原材料堆放区、热处理区、半成品堆放区以及成品管段区。

在放置材料的过程中要将不锈钢与碳钢分开摆放，无论原材料还是成品都不能放在一起。

2 预制技术
2.1 材料选取
在应用预制技术的过程中，首先要领取材料并下料。

以二次设计图纸为依据，进行材料的领取和下料工作，避免材料的浪费。

领取材料后要进行排版，并集中下料，使材料得到充分的利用，最大限度的降低损耗。

同时要在管段的表面或者内部用记号笔标注材料的图纸号、管段号、炉批号和材料代码，避免在施工过程中出现材料使用错误的状况。

排版之后要用切割片、磁力管道切割机或氧乙块儿割刀等工具对碳钢管材进行切割，对于不锈钢管道要用管道切割机或切片来切割。

在切割完成之后要对管件和管口进行坡口打磨，坡口的角度要保持在30度左右，同时要保证坡面光滑。

管口组对工作要严格的按照图纸来进行。

在组对之前，首先要打磨管口，清理可能影响焊接效果的物质，包括水分、氧化皮、锈斑以及毛刺等。

在组对的过程中，要注意管件方向、支管开孔方向，避免在信息移植的过程中发生错误。

对于一些管线需要进行防腐处理。

在信息移植过程中，要对这些管段进行特殊标记。

2.2 管口焊接
在完成焊口组对之后，检查人员要对管材的型号等相关信息进行确认，在保证没有错误的前提下进行焊接。

针对一些特定的焊口，在焊接之前要进行预热工作。

严格按照相关焊接工艺标准来进行操作，而使焊接质量得到保障。

焊接的过程中，要做好惰性气体保护、防风防潮、焊条保温等方面的工作，保证焊接质量不受到影响。

焊接完成之后，要对焊缝的外观进行成型自检，之后由三级专职焊接质量检查员对接口的外观进行验收检查。

检查合格后，检查人员需要签字确认。

一些不符合标准或外观成型差的焊口要进行返工处理。

3 氩弧焊和电焊的施工技术要点
在焊接的过程中，通常采用氩弧焊内送丝打底+电弧焊盖面的焊接方式。

应用这种方式能使焊丝的端部挂在管道内壁上，有助于管道内壁的焊缝成型，并且提高焊接效率。

3.1 管道点焊
在对管道进行点焊时，首先要做好焊口定位工作，然后依据焊接工艺标准进行操作。

焊口定位与焊接要由同一焊工来完成。

要对焊口的高度长度和点数进行定位。

当管壁厚度小于3mm时，定位焊长度在6～9mm之间，定位焊的高度为2mm，点数为2个。

管壁厚度在3～5mm之间，定位焊长度在9～13mm之间，定位焊高度为2.5mm，点数为2～4个。

管壁厚度在5～12mm之间时，定位焊长度在12～17mm之间，定位焊的高度在3～5mm之间，点数为3～5个。

管壁厚度大于12mm时，定位焊长度为14～20mm，定位焊高度不超过6mm，点数为4～6个。

在应用氩弧焊送丝打底技术的过程中，如果第一道焊缝不合格会对焊接质量产生严重的影响，甚至造成材料作废。

焊接的过程中需要使用摇摆焊手法。

将焊枪喷嘴压在管壁坡口内，然后大幅度的摇摆喷枪，使喷嘴与坡口两侧摩擦，同时缓慢向前移动，利用电弧加热使坡口的钝边融化，并填入焊丝，从而形成焊缝[2]。

3.2 填充焊
在进行填充焊的过程中，大管使用氩电连焊的方式。

小管使用氩弧焊的方式进行焊接。

一边打底，一边填充。

第一，焊口的起点必须在两定位焊的焊肉之间，不能在定位焊处。

第二，禁止在母材上引弧。

应该在引弧板或坡口面内进行引弧，并且在焊接的过程中要注意起弧与收弧工作的质量。

在收弧的过程中，必须将弧坑填满。

第三，在进行多层焊的过程中，要保证每层的焊接头必须相互错开。

同时，在焊接过程中要避免咬边、气孔以及弧口未焊透等现象。

出现上述问题时，需要及时停止焊接，并对瑕疵进行处理。

3.3 盖面焊
小管的盖面焊缝应该保持在2mm左右，焊缝余高需要控制在2到3mm之间。

大管盖面焊缝要在3到5道之间，必须保证表面光滑
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Hydraulic Technology
346《华东科技》
基础上进行页面开发。

该系统主要可以提供现场信息的实时监测以及可视化集成管理，如图2便是建立的实时监测体系的基础上打造的三维网络可视化集成系统，这其中涉及到了工程面模型、机械模型、周边环境模
型、图纸、现场信息三维模型等内容。

图2 可视化体系
结合实际的工作进度，落实好遥感体系的建设，并可以及时的进行施工期间相关数据的采集，落实好沥青混凝土心墙摊铺施工的
控制。

同时也可以检验压实力度，提升整体工程的施工质量。

4 结语
综上所述，针对当前的大型水利工程来讲，沥青混凝土心墙摊铺施工将直接影响整体工程的质量，因此建立在信息技术的基础上，通过硬件设施以及软件系统的开发来实现摊铺厚度以及压实性能的检测，不仅能够提升沥青混凝土心墙堆石坝的施工有效性，也可以进一步提升水利工程施工的智能化和自动化质量，促使工程体系逐步向现代化方向发展。

参考文献：
[1]任少辉.沥青混凝土静三轴试验研究及心墙堆石坝应力应变分析[D].西安:西安理工大学,2008.
[2]侯伟建,朱晟.土石坝沥青混凝土心墙水力劈裂研究[J].中国农村水利水电,2015(11):138-142.
[3]汝乃华,牛运光.土石坝的事故统计和分析[J].大坝与安全,2001(1): 31-37.
（上接第 297 页）
均匀。

每道焊缝在焊接的过程中，要一次性焊完。

焊缝的宽度要在焊条直径的3倍之内，不能大于10mm。

焊接完成后要进行检查，如果发现余高过高、未焊透、过度氧化、融合内凹等现象要及时的进行处理。

4 结语
综上所述，利用BIM 建模技术，对于管道施工进行预制，对焊接技术进行严格的规范，能够有效的提高焊接的质量，提高管道安装的整体效率，减少施工中不必要的浪费和消耗，降低企业的资金投入。

参考文献：
[1]字文军,普文武,缪文红,等.预制技术在工业管道施工中的应用[J].安装,2020(11):45-47.
[2]王伟.管道工厂化预制技术在JIGCC项目中的应用[J].环球市场, 2020(15):374. 作者简介：
周健（1987-)，男，本科，助理工程师，从事石油化工维修保运工作。

（上接第 303 页）
（6）爆鸣一般易发生在回火生产过程中，回火过程中，烧嘴频繁故障复位，在烧嘴内，随着煤气与空气会不断累加，当达到一定程度再点火造成爆炸。

（7）对于烧嘴发生故障的处理先后顺序为，煤气阀优先关闭，对烧嘴内煤气进行吹扫掉操作，接下来对煤气阀进行开启操作，复位烧嘴。

5 结语
现阶段的烧嘴只能靠人通过观察火焰颜色判断燃烧是否充分，由于每个人的经验不通，调节的结果也不同，所以当前这种判断方法是不准确的。

在考虑成本价格的同时不能忽视技术含量，本文通过对烧嘴损坏原因的分析，更进一步的提高了烧嘴日常维护效率，延长了烧嘴部件的使用周期，降低了烧嘴的故障率，缩减了维护成本及人工费用支出。

参考文献：
[1]邵正伟.国内中厚板热处理工艺与设备发展现状及展望[J].山东冶金,2006(28).
[2]刘春,宋耀华,等.辐射管式热处理炉烧嘴故障分析及燃烧优化途经探讨[J].宽厚板,2009.
（上接第 307 页）
（6）对油箱内部漏点及射油器漏点处理之后，采取以下恢复及保护措施。

1）将外置油罐内的润滑油导回主油箱内，同时将各个轴承座的正式进油滤网更换为油冲洗期间临时进油滤网，且通过外置滤油机进行油循环两小时，将油箱内剩余40cm 油位的润滑油进行油循环，改善因人孔长时间打开和人员进入主油箱检查污染的油质。

2）启机之前更换各个轴承座的进油滤网。

3）汽机3000转之后，在主油泵供油的同时联启润滑油交流油泵，防止油箱内残存较大异物堵塞射油器吸油口，导致主油泵供油不足跳机。

运行期间重点关注主油泵油压。

4 结语
整个机组运行过程时，众多系统及设备中汽机润滑油系统是比较容易出现故障的系统。

当润滑油系统出现故障时，只能通过排除法逐一排除故障的具体原因，再指定相应的处理措施。

因此，对汽机润滑油系统故障的经验总结显得尤为重要，当系统出现故障时，可以通过其他机组润滑油系统相似故障的原因进行逐一排查，进而提高工作效率。

参考文献：
[1]王海笑.汽轮机启动过程中润滑油压低故障分析[J].百科论坛电子杂志,2020(8):1142.
（上接第 313 页）
控制与设备运行紧密结合，提高系统稳定性，不断提高供电效率，从而保障智能电网安全可靠运行。

5 结语
综上所述，我国电网结构稳定运行为人们生产及生活提供了极大便利，同时随着我国科学技术不断进步，电网运行也向着智能化、信息化方向发展。

在智能电网建设过程中，电气工程及其自动化技术的应用发挥出了重要的价值和作用。

但同时我们也要注意到一是维护智能电网稳定性与应对未来的安全性问题以及一旦受到网络攻击应当怎样应对，是需要认真评估的问题。

二是可再生能源发电的装机容量快速增长，但国内对可再生能源发电并网的相关研究和解
决方案相对滞后。

三是智能化用户硬件装置和软件配置使其与电网能够进行互动，仍然需要长时间的研发与实践。

四是除了技术上的困难之外，投资巨大的智能电网，如何从中找到合适的赢利模式，实现电力公司、设备制造商、服务供应商、电力用户多方共赢。

参考文献：
[1]周雄.智能电网建设中电气工程及其自动化技术的探究[J].大科技, 2021(3):89-90.
[2]郗石.关于智能电网建设中电气工程及其自动化技术的探究[J].现代制造技术与装备,2020(4):195-196.
[3]何振华.关于智能电网建设中电气工程及其自动化技术的探究[J].建筑工程技术与设计,2020(33):2091.。