缩略图

石油化工工程自动化焊接技术的应用研究

作者

王旭 伊松涛 毛晓军

海洋石油工程股份有限公司 天津市滨海新区 300456

在现代化工工程的建设以及发展进程当中,焊接作业身为关键环节,对于工程的质量、安全性能以及耐久性发挥着决定性的作用,随着化工行业朝着大型化、复杂化的方向不断迈进,传统的手工焊接在面对大规模、高精度的焊接任务之时,越发显得难以胜任,自动化焊接技术凭借其先进的控制手段以及稳定的焊接性能,逐渐变成石油工程焊接的全新选择。然而该技术的应用过程并非毫无妨碍,文章将对自动化焊接技术在化工工程里的应用状况展开详细探讨,希望可为该技术的应用给予有益的参考。

一、自动化焊接技术在石油化工工程中的应用优势

1.显著提升焊接质量稳定性

在石油化工工程项目里,焊接质量对于整个工程的安全程度以及可靠性能有着关键影响,自动化焊接技术依靠精准的程序控制以及稳定的运行机制,可保证焊接过程中各项参数的精确程度,它可以对焊接电流、电压以及焊接速度等关键参数实施精确调控,让焊接过程一直维持在最佳状态,防止了人工操作因为疲劳、情绪等因素致使的参数波动[1]。这样的稳定性可切实减少焊接缺陷的出现,像气孔、夹渣、未焊透等,保证焊接接头有均匀一致的性能,提高整体结构的强度以及耐久性。

2.大幅提高焊接生产效率

化工工程大多时候涉及数量众多的焊接工作量,传统的手工焊接方式速度较为缓慢,效率也比较低下,很难契合工程进度方面的要求,与之不同的是,自动化焊接技术可达成不间断的焊接作业,其运行速度一般远远高于人工操作,自动化焊接设备可同时对多个部位开展焊接工作,或者在较短的时间之内完成长焊缝的焊接,切实有效地缩短了焊接所需的时间。

二、自动化焊接技术在石油化工工程中的应用现状

1.应用范围逐步扩大但仍有局限

在化工工程领域,自动化焊接技术的应用范围正在不断拓展,当前它已被应用于一些基础性且工作量较大的焊接工作当中,像大型管道的对接焊接以及储罐的主体结构焊接等,不过其应用依然存在一定的局限性,在某些结构复杂、空间狭窄或者形状不规则的部位,自动化焊接设备难以发挥功效,仍然需要依赖手工焊接[2]。针对一些特殊材料以及有着特殊工艺要求的焊接任务,自动化焊接技术的覆盖程度还不够理想,这使得它在整个化工工程焊接工作中的占比虽处于上升趋势,但尚未达到全面普及的状态。

2.设备与技术水平参差不齐

随着自动化焊接技术于化工工程里应用数量的不断增加,相关的设备以及技术水平呈现出了参差不齐的态势,部分大型企业或者重点项目,有充足的资金以及技术实力来引入先进的自动化焊接设备以及高端技术,可达成较为高效且精准的焊接作业,这些设备的自动化程度以及智能化程度相对较高。然而在一些小型企业或者规模较小的项目之中,因为资金以及技术受到限制,所选用的自动化焊接设备显得相对陈旧、落后,技术能力也比较有限,自动化程度并不高,在焊接质量与效率方面和先进水平相比有着十分突出的差距。

三、石油化工工程自动化焊接技术应用的优化策略

1.设备升级与智能管理

先进设备可提高焊接精度和效率,智能管理能保证设备稳定运行,以大型石油化工企业的管道焊接为例,企业要淘汰老旧的半自动焊接设备,引入有自适应控制功能的全自动化焊接机器人,这种机器人可依据管道的材质、管径以及焊接位置,自动调节焊接电流、电压和焊接速度等参数,保证焊接质量的一致性[3]。同时构建基于物联网技术的设备智能管理平台,把焊接设备和传感器连接,实时收集设备的运行数据,像温度、压力、运行时长等,当设备出现异常数据时,管理平台能及时发出预警,提示维护人员进行检查和维修,借助定期分析设备运行数据,还可以预测设备的潜在故障,提前制定维护计划,防止因设备故障造成工程延误。

2.工艺创新与参数优化

在石油化工工程领域,新材料与新结构持续涌现,传统焊接工艺以及固定参数已无法契合实际需求,故而要持续推进工艺创新并精确优化参数[4]。以石油化工工程里特种合金材料的焊接工作为例,首先需大力开展工艺创新,探索开发适配特种合金材料的自动化焊接新工艺,像是把激光焊接和电弧焊接结合起来的复合焊接工艺,这个复合工艺能充分呈现激光能量集中以及电弧加热范围大的长处,切实解决特种合金材料焊接时容易出现的裂纹、气孔等问题,在参数优化层面,依据特种合金材料的特性,精准调节激光功率、电弧电流、焊接速度、保护气体流量等参数,借助大量试验与数据分析,构建特种合金材料焊接参数数据库,在实际焊接作业时,依据具体材料与焊接要求,从数据库中挑选最优参数,以此保障焊接质量。

3.人才培养与团队建设

自动化焊接技术整合了焊接工艺、自动化控制以及计算机技术等多个领域的知识,这就使得它对人才的综合素质有着较高的要求,只有有高素质的专业人才以及高效协作的团队,才可将自动化焊接技术的优势充分发挥出来,保障工程顺利推进,比如说石油化工企业可和当地的职业院校以及高校开展深入合作,在职业院校这一块,开设“自动化焊接技术”定向培养班,依据企业实际需求来制定课程体系,除了传统的焊接技术课程之外,增添自动化控制、机器人编程以及焊接设备维护等相关课程,安排企业技术骨干定期授课,给学生传授实践经验,在与高校的合作方面,构建产学研合作基地,共同开展自动化焊接技术的科研项目,吸引高校优秀毕业生到企业实习并就业。

4.安全管理与质量监督

石油化工工程有特殊性,存在易燃易爆等危险因素,焊接过程安全隐患大,且对焊接质量要求极高,任何质量缺陷都可能引发严重后果,要强化安全管理与质量监督[5]。比如在石油化工工程的储罐焊接项目中,安全管理上,要在焊接作业区域设置明显警示标识,划分出严格的安全作业范围,禁止无关人员进入,为焊接操作人员配备齐全且符合标准的个人防护装备,像防火服、防护面罩、防烫手套等,还要定期对焊接设备进行安全检查,囊括电气线路、接地装置、气体管路等,保证设备安全运行,质量监督方面,要建立严格的质量检验制度,从焊接材料入场检验开始,对焊接工艺参数执行、焊接过程质量检验以及焊接完成后的无损检测等环节全程监控。

结语

随着石油化工工程持续向前发展,对于焊接技术的要求也在持续不断地提高,自动化焊接技术依靠着诸多方面的优势在石油化工工程领域占据了十分关键的位置,它的应用使得焊接质量得到了提升,同时也提高了焊接效率,推动了整个行业的技术取得进步,然而在目前的实际应用过程当中,依然存在着设备成本比较高以及技术人才短缺等一系列问题。在未来,需要不断推进设备进行升级,开展工艺创新工作,加强对专业人才的培养力度,完善安全管理以及质量监督体系,经过持续不断地优化改进,自动化焊接技术必然会在石油化工工程当中发挥出更为关键的作用,帮整个行业迈向更高的发展水平。

参考文献

[1]薄鲁平.石油化工工程自动化焊接技术的应用研究[J].石油石化物资采购,2024(9):76-78.

[2]李辉.石油化工工程自动化焊接技术的应用现状和发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量,2024,44(21):193-195.