Трубопроводы: автоматизируем сварку

Публикации

Трубопроводы: автоматизируем сварку
Автор: Нина Сагадеева
№ 2 (66) от 26 марта 2009, в рубрике: Промзона

Увеличение количества месторождений углеводородов с трудноизвлекае-мыми запасами и осложнение процесса их транспортировки к конечному потребителю ставит перед производственниками новые задачи при создании трубопроводов. Это и снижение человеческого фактора, и улучшение качества сварочных соединений, и минимизация финансовых и иных рисков. В такой ситуации активное применение автоматизации в сварочных процессах становится насущной необходимостью.

Рис.1. Сварка кольцевых стыковых трубопроводов

Фото компании "ЭСАБ"

Вчера

До недавнего времени при строительстве трубопроводов чаще всего применялась (и применяется) ручная электродуговая сварка (рис. 1). Пока нельзя сказать, что это устаревший прием: ведь качество и возможность непосредственного, объективного и непрерывного контроля этот способ сварки обеспечивает.

Однако трудоемкость процесса, сложность найма и высокая зарплата квалифицированных сварщиков привели к быстрому росту механизации сварки наземных трубопроводов и появлению полуавтоматической сварки.

Развитие шло двумя путями: а) применение подвижных тележек с укрепленными горелками, одиночными и, впоследствии, сдвоенными; б) использование металлических рам, внутри которых монтировались сварочные головки. При строительстве наземных трубопроводов используется, как правило, первый способ, когда в процессе сварки головка перемещается вокруг трубы по направляющему поясу и сваривает трубы электродной проволокой. При сварке применяются как легированные титаном проволоки, так и не содержащие титан. В условиях прокладки трубопроводов в удаленной местности в последнее время начинают эксплуатироваться и самозащитные проволоки, не требующие защитного газа.

Сегодня

Сегодня наиболее привлекаемый и производительный метод – полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов «на спуск» – принцип MIG/MAG сварки. «Объясняется это в первую очередь тем, что процесс полуавтоматической сварки наряду с экономической целесообразностью позволяет добиваться высокого качества сварных соединений и производительности при меньших трудозатратах по сравнению с другими видами сварки, – говорит гл. технолог НПФ «Шторм-ИТС» Андрей Фивейский. – Современный пост для полуавтоматической сварки – это высокоинтеллектуальный комплекс с использованием инверторных источников питания, набора управляющих и контролирующих программ, дополнительных опций для подключения компьютерной техники, встраивания в автоматизированные и роботизированные комплексы. Все это позволяет максимально упростить процесс настройки и управления, а сварщику – полностью сосредоточиться на самом процессе сварки. Дальнейшее же повышение производительности сварочного производства развивается по двум основным тесно связанным направлениям:

• совершенствование (оптимизация) и разработка новых технологий (процессов) полуавтоматической сварки, реализуемых на современном цифровом сварочном оборудовании;

• механизация и автоматизация сварочных процессов (использование средств механизации в составе поста для полуавтоматической сварки, применение современного оборудования в роботизированных комплексах)».

Завтра

Сварочные работы при сооружении трубопроводов являются преобладающими как по стоимости, так и по трудоемкости, которая составляет более 30% общей трудоемкости изготовления трубопровода. При этом узлы имеют в 3–4 раза большую трудоемкость и сложность, чем секции, т.к. содержат значительно большее количество сварных стыков, резов, подгонок и т. д., что затрудняет использование полностью автоматизированного оборудования. Но, несмотря на это, а также и на то, что внедрение автоматизации сварки сдерживается прежде всего экономическими причинами, процесс, по всей видимости, неостановим. «Очевидно, что механизация сварочных процессов будет активно развиваться, – считает менеджер проекта ЭСАБ Групп Дэвид Виджери. – Так, возможно, что следующим шагом в прокладке морских трубопроводов будет замена оборудования полуавтоматической сварки на сравнительно недорогие, доступные системы механизированной сварки, которые, тем не менее, позволят использовать стандартную подготовку торцов труб по API.

Для тех, кто имеет возможность вложить средства в разработку установок, обеспечивающих максимальную скорость сварки и максимальную производительность, процесс сварки плавящимся электродом в среде защитного газа (GMAW) «на спуск», по крайней мере на ближайшие годы, остается наиболее перспективным. Новые системы сварки корневых проходов без применения подкладок могут обеспечить скорость сварки до 1,5 м/мин. Системы, использующие сварку заполняющих и облицовочных швов двойным тандемом (Dual Tandem), могут уменьшить число постов при прокладке трубопровода 048" и с толщиной стенки 19 мм с 14 до 5».

Сварка нитки трубопровода

Все сварочное оборудование вместе с тентом весит всего 500 кг, что позволяет легко перемещать его на следующее место сварки.

ТехДетали
Международная компания по прокладке трубопроводов NACAP B.V., имеющая головную контору в г. Илде (Eelde), Голландия, разработала универсальный метод сварки наземных трубопроводов с помощью двух сварочных тракторов ESAB Railtrac FW 1000, использующих порошковую проволоку OK Tubrod 15.09. Основные достоинства нового метода по сравнению с обычными методами механизированной сварки – малые инвестиционные вложения и меньшие затраты времени на наладку сварочного оборудования. Новый метод был успешно применен для сварки
17 км трубопровода, пересекающего северную часть Голландии. Трубопровод, для которого было разработано новое оборудование, использует трубы диаметром 42″ с толщиной стенки 14 мм из стали марки Х70. Участки трубопровода, проложенные под каналами, выполнялись из труб с толщиной стенки 16,4 и 19,9 мм. Требуемая ударная вязкость наплавленного металла – 40 Дж (при -40°С).

Нина Сагадеева,
snr19@mail.ru