隧道内管道焊接方法与流程

本发明涉及一种管道焊接方法，具体涉及一种隧道内管道焊接方法，属于管道施工。

背景技术：

1、目前管道焊接用的隧道空间狭小。大型施工设备无法进入隧道内施工，机械化以及自动化程度低，所以施工劳动强度大、效率低、难度大、成本高。国内石油天然气等管道施工，逐步转向山地等地形。于是隧道内管道焊接施工越来越多，目前的施工方法需要大量的前期准备工作，需求人员多，所以提高隧道内施工的效率，降低成本就十分重要。

2、现有技术隧道空间中管道运输及焊接的技术方案如下：

3、1、运管

4、当隧道里没有预设的支墩时，使用改装的运载车拉着子管往隧道内倒车，缓慢抵达预定地点,使用装有起吊设备的龙门架(如图3所示)将管道吊起,放在临时支墩上,开始焊接。如图1-1所示，当隧道内的坡度太大时，则需要通过枕木15架设轨道17，上坡时主力卷扬机13通过牵引绳16在隧道14中拉动载有管道18的托架小车上坡，与此同时制动卷扬机20通过牵引绳牵引托架小车。如图2所示，运管小车包括枕块21、架体22和钢轮23。当运管小车抵达预定地点时，使用装有起吊设备的龙门架将管道吊起,放在临时支墩上。如图3所示，龙门架包括起吊装置10，架体11和万向轮12。当下坡时，依旧在坡道顶端设置卷扬机，通过卷扬机往坡道下慢慢放送运管小车。

5、如图1-2和1-3所示，当隧道里有预设支墩24时，需在预设支墩24上铺设轻轨25；在隧道两端分别架设主力卷扬机13和制动卷扬机20，主力卷扬机13通过牵引绳16与载有管道18的托架小车26连接，制动卷扬机20通过牵引绳16与载有管道18的托架小车26连接，当托架小车26到达预定位置后用龙门架将管道18吊起来，拆除预设支墩24上的轻轨25，将管道18放在预设支墩24上。

6、2、对口

7、到位置后用龙门架将管子吊起来，拆除支墩上的轨道，由工人推着龙门架吊着子管往母管上对口，使用外对口器进行对口，效率低下。

8、3.打底焊

9、对口检查完成后，使用半自动焊进行手工打底焊，或者使用氩弧焊进行手工打底焊，焊接速度低。

10、4.填充焊接

11、打底焊完成后，使用半自动进行人工填充焊接，或者使用单枪自动焊进行填充焊接。

12、5.在打底焊完成后，第一遍填充焊接即热焊完成，就可以用与上述第一项相同方法开始运输下一根管子。

13、整套工艺中布管的效率低下，并且受后面的填充焊接的焊接速度影响，对口和打底焊即根焊的速度不能太快，必须与后面填充焊接速度相协调，所以整体焊接速度就更低。

14、现有技术的缺陷在于：使用改装车辆运输,则其倒车运输管节,速度较慢,并且对于上坡、下坡等路况安全风险较高；在有坡度的地方施工前准备工作复杂，需要架设轨道，特别是在有预设支墩的情况下，在支墩上架设轻轨，重心高，有安全隐患。同一工程不同隧道段需因地制宜采用不同的施工方案，设备的投入成本高。另外工序方法复杂，施工流畅性差、各工序衔接性差，施工效率低。在对口时，靠人推着吊架进行对口，对口效率低，人员劳动强度大。

技术实现思路

1、本发明提供一种隧道内管道焊接方法，提高隧道内的管道焊接施工的自动化程度，降低人的劳动强度，使得工程能够快速、高效完成；使用一套设备适应多种工况，降低了设备的投入成本；简化施工流程，减少前期准备工作，提高子管的运输效率；运管设备也是对口设备，提高了设备利用率，同时使得对口更便捷，提高对口效率；多个工序可以有序交替推进，使得焊接形成流水作业，提高了焊接效率。

2、为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

3、(1)一种隧道内管道焊接方法，包括以下步骤：

4、a.布管：使用隧道运管车将所需焊接的管道运输至隧道内进行布管；

5、b.对口：使用隧道运管车将子管与母管从管道外部进行对口，同时使用内焊机从管道内部进行对口；

6、c.内焊：完成对口步骤后，使用内焊机从管道内部对接口进行焊接；

7、d.填充焊接：从管道外部对接口进行填充焊接。

8、(2)根据(1)所述的隧道内管道焊接方法，所述步骤a将管道运输到隧道后使用支撑架将管道支撑起来，将管道运输到隧道后立即开始对口或者将所有管道运输到隧道后再进行对口。

9、(3)根据(1)或(2)所述的隧道内管道焊接方法，所述步骤b中使用两台隧道运管车进行对口，使用其中一台隧道运管车吊起母管，使用另一台隧道运管车吊起子管，将子管靠近母管，调整子管与母管的姿态，从外部完成对口；或者所述步骤b中使用一台隧道运管车进行对口，隧道运管车吊起子管，将子管靠近母管，调整子管的姿态，从外部完成对口。

10、(4)根据(1)-(3)任一项所述的隧道内管道焊接方法，完成步骤c内焊工作后，隧道运管车移动到下一个工位进行作业。

11、(5)根据(1)-(4)任一项所述的隧道内管道焊接方法，在两台隧道运管车同时作业的工况下，两台隧道运管车同时移动到一下工位进行作业；或者原吊起子管的隧道运管车位置不变，原吊起母管的隧道运管车移动到下一子管附近并将子管吊起进行对管。

12、(6)根据(1)-(5)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述步骤d中使用外焊站从管道外部对接口进行填充焊接，使用一台外焊站进行焊接；或者使用至少两台外焊站进行焊接。

13、(7)根据(1)-(6)任一项所述的隧道内管道焊接方法，使用至少两台外焊站进行焊接时，每台外焊站仅对一个接口进行焊接，完全焊接完成后，外焊站移动到一下工位进行焊接；或者对焊道进行分层填充焊接，每台外焊站只焊接本外焊站在该焊道上应该填充的焊层，本外焊站所负责的焊层焊接完成后，进入下一道焊缝进行填充焊接，后续的外焊站接替本外焊站继续完成本道焊缝的填充。

14、(8)根据(1)-(7)任一项所述的隧道内管道焊接方法，循环步骤a至步骤b，提前将管道布置好后再进行对口或在将管道运输至隧道的同时就进行对口；对口后进行内焊；在填充焊接步骤中采取一个外焊站单独完成所有焊接或采取分层流水焊接，下一轮的对口操作无需等填充焊接全部结束；在填充焊接步骤中采用双枪全自动外焊，使得填充焊接的速度与对口和内焊的速度相互匹配，形成循环流水作业。

15、(9)根据(1)-(8)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述隧道运管车，包括车架、驱动及回转单元、移动提升单元和车体动力单元，所述驱动及回转单元、移动提升单元和车体动力单元设置于车架上；在所述移动提升单元上设有管道固定装置。

16、(10)根据(1)-(9)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述车架包括车架梁、平台、横梁和纵梁；所述横梁设置于平台两侧，所述横梁与纵梁连接。

17、(11)根据(1)-(10)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述车架还包括加强梁，通过加强梁将平台与车架梁连接。

18、(12)根据(1)-(11)任一项所述的隧道内管道焊接方法，车架为可拆卸结构；通过紧固件将横梁连接于平台的两侧。

19、(13)根据(1)-(12)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述隧道运管车还包括支撑单元，所述支撑单元设置于车架上；所述支撑单元包括支腿架、液压缸组件和支腿；所述腿架与纵梁连接；所述液压缸组件与支腿架连接；液压缸组件与支腿连接。

20、(14)根据(1)-(13)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述支腿与支座连接；支腿与支腿套滑动连接，支腿套连接于支腿架上。

21、(15)根据(1)-(14)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述支腿架与纵梁通过螺栓紧固连接；液压缸组件与支腿架通过球形铰铰接；液压缸组件与支腿通过球形铰铰接；支腿与支座通过球形铰铰接。

22、(16)根据(1)-(15)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述驱动及回转单元包括回转减速机、驱动轮架和驱动轮；所述回转减速机与纵梁连接；所述驱动轮架与回转减速机连接，所述驱动轮设置在所述驱动轮架上。

23、(17)根据(1)-(16)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述驱动及回转单元还包括电机、减速机、连接座；所述电机与减速机连接，所述减速机与回转减速机连接；所述回转减速机通过连接座与驱动轮架连接；在所述驱动轮架上设有液压马达，所述液压马达与驱动轮连接。

24、(18)根据(1)-(17)任一项所述的隧道内管道焊接方法，移动提升单元包括滑动支座、提升液压缸和横移液压缸；滑动支座设置于横梁上，沿着横梁滑动；提升液压缸设置于滑动支座上；横移液压缸与滑动支座连接。

25、(19)根据(1)-(18)任一项所述的隧道内管道焊接方法，移动提升单元包括滑动支座、电葫芦和电机丝杠；滑动支座设置于横梁上，沿着横梁滑动；电葫芦设置于滑动支座上；电机丝杠与滑动支座连接。

26、(20)根据(1)-(19)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述移动提升单元还包括铰支座，所述铰支座设置于横梁上，所述铰支座与横移液压缸连接。

27、(21)根据(1)-(20)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述滑动支座为滑动球支座。

28、(22)根据(1)-(21)任一项所述的隧道内管道焊接方法，在所述提升液压缸上设有管道固定装置，管道固定装置包括挂钩和吊带。

29、(23)根据(1)-(22)任一项所述的隧道内管道焊接方法，管道固定装置用于固定管道，通过横移液压缸使管道固定装置左右移动，通过提升液压缸使管道固定装置上下移动，从而实现管道对口功能。

30、(24)根据(1)-(23)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述车体动力单元包括发电机和冷却扇，所述发电机和冷却扇设置于机架的平台上。

31、(25)根据(1)-(24)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述车体动力单元还包括动力部分、液压油箱和燃油箱，所述动力部分、液压油箱和燃油箱均设置于机架的平台上；所述车体动力单元为整车提供液压动力和电力，同时对系统发热进行散热处理。

32、(26)根据(1)-(25)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述内焊机包括对口器，从管道内进行对口。

33、(27)根据(1)-(26)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述外焊站包括外焊小车、外焊轨道、焊接单元、送丝箱、散热水箱、中控箱；所述外焊小车、外焊轨道、焊接单元、送丝箱、散热水箱和中控箱设置于防风棚内。所述外焊小车设置于外焊轨道上。

34、(28)根据(1)-(27)任一项所述的隧道内管道焊接方法，所述外焊小车分别与中控箱和送丝箱连接，所述送丝箱与中控箱和外焊小车的焊枪连接；焊接单元与送丝箱连接；所述中控箱控制送丝箱的送丝速度以及外焊小车沿外焊轨道的行驶速度；所述散热水箱为外焊小车的焊枪散热。

35、本发明提供的隧道内管道焊接方法，可以使布管、对口、内焊、填充焊接工序循环连续进行，形成流水作业，提高焊接效率，具有以下有益技术效果：

36、(1)本发明提供的隧道运管车既可以实现运管功能，又可以实现管道对口功能。

37、(2)适应性强，使用一种设备以适应整个施工工况，减少施工的设备成本；使得隧道内焊接可以形成流水作业，缩短了施工辅助时间，提高了施工效率；提高了隧道施工的自动化程度，减少了人的劳动强度。

38、(3)本发明使用发动机作为整车的动力源，使用起来更加便捷，无需与现有技术一样，外接供电拖着长电缆行驶。

39、(4)本发明通过移动提升单元可以使管道左右移动，同时也可以使管道上下移动，从而实现对口功能。

40、(5)可以使用隧道运管车提前进行布管，完成布管工作后再开始后续的工序，减少前期准备工作，提高子管的运输效率。

41、(6)对口过程由人在一旁操纵设备完成，极大的提高了隧道施工的自动化程度，减少了人的劳动强度。

42、本发明中，相关术语含义如下：

43、母管：是指经过焊接施工，已经连成一体的管线。

44、子管：是指准备焊接到母管上的单个管道。

45、布管：是指在对口、焊接之前，先将计划焊接的子管，依次沿着管线提前摆放到预定的位置。

46、对口：是指将子管管口对口母管管口，使之同轴并严丝合缝。

47、根焊(又称打底焊)：是指子管与母管对口后的焊接，可以是内焊、也可以是氩弧焊的焊接。

48、热焊：是指根焊完成后的第一遍填充焊接。

49、填充焊接：指的是从管道外面对焊口进行填充焊接，包括热焊、填充、盖面等。