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《天津大学》 2004年
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管道全位置自动内焊机的总体方案及机械系统研究

刘扬  
【摘要】:管道全位置自动内焊机适用于大口径管道焊接施工过程中组对管口、完成根焊。内焊机的显著特点是根焊速度快、确保焊接质量,是管道施工实施机械化、高效化焊接的关键设备之一。“大口径管道内环缝自动焊机研制”项目是石油天然气集团公司“西气东输”工程重点攻关项目,是中国石油集团公司2003年度十大重点科研课题之一。 目前,国际上能够生产内焊机的只有美国CRC公司、英国NOREAST公司。本课题深入分析了国外的研究水平及研究动态,结合我国的国情,经过多次改进设计,成功地研制开发出PIW3640管道全位置自动内焊机样机,并且进行了内焊工艺试验。该设备主要由涨紧机构、焊接单元、多焊炬同步旋转驱动机构、多焊炬同步自动定位对中机构、整机行走机构、刹车机构、机架、储气罐、气动系统、保护气体供给系统、数字控制系统等部分组成。该设备的主要技术参数为: ①适用管径(mm) 915~1016( 36″~40″) ②适用焊丝直径(mm)Φ0.8、Φ0.9、Φ1.0 ③最大涨紧力(kN) 1400 ④焊接速度(mm/min) 0~1000 ⑤送丝速度(mm/min) 0~16100 ⑥整机行走速度(m/min) 0~42 本课题研制的PIW3640型管道全位置自动内焊机,总体技术方案合理。采用的机械系统、气动系统、控制系统等技术方案,以及所选用的元器件,经现场中试表现出良好性能。适用于长输管线的野外焊接施工。 本研究工作,在内焊机的机械系统中,成功地解决了涨紧机构的设计以及同步焊接驱动的配合; 严格保证了6个焊矩中心的同一平面性; 柔性弹簧的合理布局; 以及焊接单元机构的工作可靠性等技术关键。实现了长输管线施工的机械化水平。 该设备经过两次“西气东输”工程中的现场中试,焊接质量优良。“西气东输”第5标段采用本研究的内焊机进行根焊,配合国产PAW2000全自动外焊机热焊、填充、盖面,创下了日焊接130道口、连续焊接2000道AUT探伤一次合格率100%的优秀成绩。在陕京二线无极标段正式投入生产应用已累计焊接管线六公里,现场反馈良好。
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