技术开发项目开题报告
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项目名称：全位置自动焊外焊施工技术推广应用
一、国内外现状、发展趋势及开题意义
(一)国外相关产业和技术现状、发展趋势
20世纪60年代，国际上就开始在管道工程中应用自动焊技术，自动焊技术适用于大口径、大壁厚管道，大机组流水作业，焊接质量稳定，操作简便，焊缝外观成型美观。
国际上大直径管道施工以自动焊接为主，其代表性的管道自动焊设备及工艺，当属美国CRC-EVANS。根焊依然是根本问题，据了解，当前配合自动焊的根焊方法主要有两种，一是内焊接机，二是带铜垫对口器外焊根焊成型。
意大利PWT-NRT设备，是最近两年才开发的设备，仅应用在法国两条管道上。
(二)国内相关产业和技术现状、发展趋势
20世纪70年代及以前，管道建设中焊接以传统手工焊方法施工，改焊接方法由于焊接速度慢，焊接质量低已不再适宜在管道建设中应用。
20世纪80年代初，管道局引进了美欧的手工下向焊工艺，并逐步推广到大部分施工企业，质量上了一台阶。当时按焊缝延长米统计质量，X射线一次合格率达95%以上。该焊接方法已取代了传统手工焊方法。
目前，全自动焊接工艺在国内中石油管道公司长输管道的应用中较多，且发展趋势越来越广泛。自动焊技术在国内大规模应用是在西气东输管道工程中。
(三)与中国石化主业发展的关联度
中国石油化工股份有限公司是一家上中下游一体化、石油石化主业突出、拥有比较完备销售网络、境内外上市的股份制企业;是中国最大的一体化能源化工公司。天然气勘探开发、开采、销售及后续深加工是中石化重要主要业务之一，在中石化能源发展道路上起着至关重要的作用。中国石化油气资源大部分分布在东北和西北地区，而消费市场绝大部分在东南沿海和中南部的大中城市等人口密集区，这种产销市场的严重分离使油气产品的输送成为油气资源开发和利用的最大障碍，管道输送是突破这一障碍的最佳手段。为中国石化在日益激烈的市场竞争中奠定了坚实的基础。
(四)项目的创新性
随着管道建设行业技术的不断提高，焊接方法逐步由手工上向焊、手动下向焊向半自动焊和全自动焊方向发展。而全自动焊技术在国内的发展还处于起步阶段。在西气东输等工程中各个管道建设单位都投入了大量的资金引进国内外的全自动焊机在工程中进行探索和应用。瞻望中国管道建设的前景，除去已开工的西气东输工程外，中俄管道、陕京管道、西部成品油管道、西南成品油管道、LNG管道、煤浆管道等都已指日可待。加入WTO后，随着国外队伍的介入，国内市场势必竞争更加激烈。由于管道用钢向着高强度发展，需要有许多新的焊接技术支持，以提高竞争能力。面对日趋激烈的国际市场竞争，要想在管道焊接市场中占据一席之地，必须提高施工装备和技术水平，因此，研究管道全位置自动焊接装置对提高我国的管道施工水平具有十分重要的现实意义。
自动焊适用于大口径、大壁厚管道，大机组流水作业，焊接质量稳定，操作简便，焊缝外观成型美观内在质量状况稳定，这些都是手工焊、半自动焊无法比拟的优点。目前世界上长输管道施工自动焊焊接工艺发展迅速，已投入多个工程实际应用。尤其在长输管道的施工过程中，一个8台焊机的外焊接工艺全自动焊机组(STT根焊、全自动填充盖面)每天可完成40道焊口的焊接量，不仅提高了工作效率，而且减小了劳动强度。
二、目标、内容、技术方法和路线、技术经济指标
(一)技术目标
1、推广全自动焊技术在大口径长输管道中的应用。
2、提高管道焊口一次合格率，提高焊接速度，降低劳动强度。
(二)技术内容和技术关键
由我公司中标的'中卫-贵阳联络线工程第1标段全长约146.5Km，管材材质为X80，直径为Φ1016mm，壁厚15.3mm，坡口形式为复合坡口、“V”型坡口，管道施工地段较为平坦，部分地段可以展开全自动焊接的工作形式，焊接设备采用RMS外焊机，总结出一套管道自动焊焊接工艺参数。
焊接工艺参数
焊道
根焊 热焊 填充焊 盖面焊
焊丝型号
焊丝规格
电压(v)
行走速度
送丝速度
停留时间(s)
摆幅(mm)
摆动频率(次/min)
气体类型
气体比例
气体流量(L/min)
(三)技术方法、路线及其可行性分析
管道全自动焊接技术在我公司施工的西气东输甘肃段中成功应用，在φ1016×17.5mm管道焊接中平均每天能到达30道,焊接一次合格率达到97%。
为备战中卫-贵阳联络线第一标段管道工程，在胜利油建培训学校组成了一支由高级电焊技师为首的技术攻关小组，挑选了16名焊工进行了为期3个月的焊接技术培训。摸索出产生焊接缺陷的原因及制定改进措施，初步掌握了该项焊接工艺技术。
(四)技术经济指标
1、全自动焊接工艺管道焊接一次合格率达到97%以上。
2、直径为Φ1016mm，壁厚15.3mm管线焊接，每日焊口达到40道以上。
三、知识产权状况
(一)已有知识产权情况(专利号、专利申请号、申请人、专利名称)
(二)相关国内外专利检索结果(检索主题词、检索数据库名称、相关专利号、专利申请号、申请人、专利名称)
(三)国内外文献查询结果(文献名称、来源、发表人)
1、文献名称：STT半自动焊+RMS外焊全自动焊接工艺在西气东输管道工程中的应用，来源：江汉科技，发表人：郑明高。
(四)中国授权或公开的相关专利分析(给出本研究目前是否和国内已公开专利相冲突的分析结论，对有相冲突可能的专利，给出专利号、专利申请号、申请人、专利名称，法律状态、专利权利要求，提出的创新或规避对策)
(五)国外公开文献和未在中国申请的相关国外专利分析(概述这些文献和专利的创新和效果，提出本课题予以借鉴、利用的设想)
四、市场前景分析
(一)国内外市场现状和需求分析
20世纪90年代初，管道局从美国引进了自动保护半自动焊接设备和工艺。其焊接合格率按焊缝口统计，可以达到95%以上。其优点是连续送丝、不用气体保护、抗风性能较强4、5级风以下、焊工易操作等。其缺点首先是不能进行根焊，需要采用其他的焊接方法进行根焊。
目前，全自动焊接工艺在国内中石油管道公司长输管道的应用中较多，且发展趋势越来越广泛。自动焊技术在国内大规模应用是在西气东输管道工程中。
中国石化油气资源大部分分布在东北和西北地区，而消费市场绝大部分在东南沿海和中南部的大中城市等人口密集区，这种产销市场的严重分离使油气产品的输送成为油气资源开发和利用的最大障碍，管道输送是突破这一障碍的最佳手段。未来10年内，我国的天然气管道建设将占第一位，将逐步形成“两纵、两横、四枢纽、五气库”的油气管道输送新格局，我国已迎来油气管道建设的高峰期。
(二)经济效益和社会效益预测
利用本项目所研究和推广的各项技术，是对不同类型管道从设计到施工全过程的施工技术研究和推广，最终形成成熟的自动化焊接施工技术，将技术转化为生产力，有效地达到工期、质量与成本的各项控制要求。通过对自动焊各项技术的研究、推广和应用，最终形成标准化的施工技术，在将来大口径长输管道的建造中具有重要的指导作用，在施工技术支持的基础上还可以节约工程成本，具有很高的实用价值。同时，自动焊技术的推广及应用进一步提高我公司长输管道工程施工能力，拓宽了公司长输管道领域的市场范围，提高了公司在长输管道施工领域的竞争能力。随着综合技术的发展和提高，长输管道自动焊技术的应用必将曰益普及。这对于提高我国管道施工企业的总体技术水平，实现与世界管道建设的接轨，参与国际管道建设市场的竞争有着十分重要的积极作用。
五、开题条件
(一)技术准备
2010年底，为备战中卫-贵阳联络线第一标段管道工程，公司购置了一批STT半自动焊机和RMS自动外焊机，该外焊机为加拿大生产，底盘部分为德国生产的阿克塔克移动电站。根据该管道焊接工艺规程的要求，组建了焊接技术攻关小组，挑选了16名焊工进行了为期3个月的上岗培训。对STT半自动焊机和RMS自动外焊机技术进行反复试验收关。对焊工进行强化训练，找到了产生焊接缺陷的原因及防止办法，初步掌握了该项焊接工艺技术。
(二)人员情况
1、人员表
职责 姓 名 单 位 性别 年龄 职务
职称 从事
专业 承担的主要研究任务
负责人 张朝辉 胜利油建公司 男 37 分公司经理
石油化工 主持项目的研发及方案论证
技术
首席 刘明 胜利油建公司 男 电焊高级技师 焊接专业 主持项目的研发及方案论证
主要研究人员
种记周 胜利油建公司 男 40 分公司副经理 石油化工 指导项目的研发
方案制定与实施
王强 胜利油建公司 男 35 分公司副经理 石油化工 指导项目的研发
方案制定与实施
余波 胜利油建公司 男 28 项目总工
助理工程师 石油化工 指导项目的研发
方案制定与实施
祖波 胜利油建公司 女 31 主管工程师 石油化工 负责部分技术工艺的制定
冯新萍 胜利油建公司 女 39 工程师 石油化工 负责部分技术工艺的制定
唐杰 胜利油建公司 男 28 助理工程师 石油化工 负责部分技术工艺的制定
贾林虎 胜利油建公司 男 36 电焊技师 焊接专业 负责部分技术工艺的制定
2、负责人主要技术资历(完成项目、承担在研项目及获奖情况等)：
项目名称 建设单位 任职务 完成效果
临濮输气管道 管道储运公司 项目总工程师 优良
辛三站密闭工程 胜利石油管理局东辛采油厂 施工经理 优良
西气东输26标段 中石油西气东输分公司 项目副经理 优良
驻马店-郑州-洛阳成品油管道项目 中国石化销售有限公司河南成品油管道项目经理部 项目副经理 优良
川气东送管道工程第七标段 中国石化天然气分公司 项目总工程师 优良
中俄原油管道漠河-大庆段11标段 中国石油 项目副经理 优良
(三)现有仪器设备及实验室条件
序号 设备名称 型号 性能 数量 来源
1 焊接电源 飞马特 100Kw 20 购买
2 焊接小车 12Kw 20 购买
3 焊接轨道 8 购买
4 控制箱 12 购买
5 坡口机 2 购买
6 防风棚 自制 5 自制
7 吊管机 25t 2 购买
8 焊接检验尺 KB450 4 购买
9 移动电站 Hw600 2 购买
10 内对口器 DN1000 2 购买
11 环形加热器 2 购买
六、计划进度和考核目标
年 份 序 号 工 作 内 容 试验规模及应达到的指标 起止时间
( 月- 月) 试验地点 验收方式* 备注 承担单位及负责人
20XX年 1 总结自动焊接在管道建设过程中的经验教训，研究完善各项工艺技术 完成经验总结资料编写，初步制定各项工艺 12月-1月 胜利油建培训学校 审查 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司 张朝辉
20XX年 2 反复试验，不断摸索，寻找最佳参数，通过检测手段，进行缺陷分析 确定焊接工艺参数，分析焊接缺陷及预防措施 2月-3月 胜利油建培训学校 审查、鉴定 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司 刘明
20XX年 3 自动焊设备应用于施工现场，电焊工进行实际操作。 焊接一次合格率97%以上，每日平均焊口数量40道。 4月-10月 试验现场 审查、鉴定 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司 刘明
20XX年 4 对全自动焊技术的应用进行总结完善。 对全自动焊技术应用进行技术总结，并编写资料 11月-12月 试验现场 审查 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司 种记周
注：1. 验收方式指鉴定、评议、审查、其他。
2.按年度写出各年度安排, 跨年度的内容分年度填写;负责单位应包括协作单位。
3.除备注外的各栏目应全部填报。
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