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磨砺"金刚钻" 干好"瓷器活"
中国石油天然气管道局中俄东线科技创新助力智能化管道建设
  新闻来源:石油商报 2018-10-22 11:15  

  中俄东线天然气管道工程是我国首条第三代大输量管道,是管径最大、压力最高、材质等级最高且单管输送量最大的跨境长输天然气管道工程。在极寒环境与最大管径的复合条件下,施工技术难度极大、设备冬防级别高,是中国石油集团公司智能化管道建设的样板工程。为此,中国石油天然气管道局加大关键技术研发力度,并把互联网、大数据等最新科技融入管道建设中,自主研发的CPP900自动焊机、机械化补口装备、AUT检测技术、大型设备远程监控系统、机组通等新装备、新工艺、新技术全部应用于管道施工的各环节,形成了涵盖吊装、运布管、焊接、检测、防腐等各个工序的系列科技成果41项,企业核心竞争力不断增强,助力了智能化管道建设。

  山地布管机在坡度地段实现了机械化流水作业。
  施工人员掌握了一套适用于低温严寒的D1422焊接技术。

  新工艺--国内首开先河

  D1422长输管道施工在国内尚属首次,未有任何相关施工经验可借鉴,从人员数量、设备规格型号配置方面的相关工序未有可参考资料。谁来做“第一个吃螃蟹的人”?作为管道建设行业的主力军——中国石油天然气管道局责无旁贷。

  2016年10月初,中俄东线试验段一期工程开工建设。试验段位于高寒地区,线路长度6.955公里,管道局承担了全部施工试验任务。这副担子着实不轻。因为试验段需要根据编制的施工试验方案,通过现场试验验证各工序的资源配置、施工方法、质量安全保障措施,并形成试验成果,为后续干线施工提供技术及经济支持。

  管道局开始了艰难的“破冰之旅”,在零下40摄氏度的低温条件下,不断尝试、磨合,最终掌握了一套适用于低温严寒的D1422焊接技术参数,并对低温下设备运行进行了有效的技术验证。针对现场各工序共编制了施工、试验及验证方案30项,形成技术试验成果23项。管道局总结并掌握一整套的“大口径+国产全自动焊+寒冷地区”项目施工的过程管理经验和成果,为全线正式施工提供了有力的技术支持。

  2017年,管道局参与试验段二期工程建设,试验段二期主要是验证雨季施工的试验方案。管道局依据工序流程,分别对相关的方案进行编制并会审,重点关注沼泽地内施工便道修筑、沉管下沟施工、河流定向钻及大开挖穿越、自动焊接流水作业、机械化防腐补口等方案的编制及成果总结。

  管道局通过在中俄东线试验段一、二期的试验验证,共形成了38项试验成果。目前验证成果在干线北段得到了良好运用和全面推广,并且由业主牵头制定了10项《施工作业统一管理规定》。管道局项目管理和施工组织的设计科学性和规范标准可行性得到了验证。

  新装备--全线大显身手

  中俄东线的智能化以及高难度、高强度施工实践引发了工程建设者的创新热潮,管道局研制出的不少新装备在全线大显神通。

  中俄东线目前使用的自动焊接设备和机械化防腐补口设备是管道局研发的自主品牌。通过对CPP900全自动焊接设备和防腐补口设备以及多项现场创新成果的普及性应用,不断优化装备性能,为国产化全自动焊机推广积累了丰富经验,进一步增强了管道局的行业竞争力。

  CPP900通过中俄东线试验段一期、二期试验及验证,在零下40摄氏度以上的环境中可正常作业。通过在东北极寒气候下两个冬季期的验证,采取相应的冬防措施后,设备性能和焊接质量稳定,焊接工效满足设计预期,工效受低温影响较小。随后在干线进行了成功应用。

  D1422自动喷砂设备及中频设备也通过了试验段一期的“考验”。管道局首次也是首家开创性地探索出了D1422管道自动焊接施工的资源合理化配置、极寒低温环境下施工技术要点及相关设备冬防改造措施,有效提高了施工工效,降低了施工成本。

  管道局自主研发的新型内焊机有效地提高了大口径管线的焊接效率,其技术为国际首创,已申请国家专利。

  黑龙江盾构在竖井内弯管吊装就位后,与隧道内管道进行组对焊接时,采用了管道局最新研制的电液内对口器,实现了管道内90°垂直行走进行管口组对,完美解决“S型”管道竖井内对口难题。D1420管道内对口器为管道局专利产品,这次为世界首次应用。

  管道三公司研制的智能化管道感应加热设备,实现了“一键式”智能化操作,可大幅度降低现场人工劳动强度,具备温控自锁功能,有效地保障了管口焊接预热质量。

  在中俄东线整个施工过程中,管道局的现场革新创造比比皆是。

  管道穿越公路时,管道设计院提出了钢筋混凝土盖板涵,以代替开挖+套管穿越方式,同时又不留连头,保证了流水线快速作业。

  管道二公司发明的“焊道打磨护板”,解决了管口打磨中砂轮易伤及母材、影响质量也影响施工效率的问题,业主给予通报表扬,并要求在全线进行推广应用。

  管道四公司设计开发的“山地综合运管车”“山地布管机”等一系列用于山区陡坡段的施工装备,在坡度30°左右地段,实现了机械化流水作业。

  此外,管道一公司的坡口机、自动焊内焊机等多项成果在现场发挥了良好作用;管道三公司发明的扁口导电嘴加工车床、内焊机涨靴垫片等,显著提高了工程质量,降低了成本。

  管道局这些提效“神器”,正成为加速推进工程进度的助推器。

  新技术--融入智能科技

  管道局焊接技术上的一大亮点,便是采用弹性敷设施工技术。

  在中俄东线试验段二期施工中,由管道局首次针对设计转角、穿越公路、穿越沟渠等特殊点采取弹性敷设施工技术。管道局根据管材最小屈服强度及最小强度极限等参数,在地形平坦地区试验验证了弹性敷设技术的可行性。自动焊设备不再受制于冷弯管、公路、沟渠等特殊地形限制,顺利实现了自动化流水作业,有效控制了留头数量。

  这个技术的创新应用,保证了自动焊流水化作业,节约了施工成本;从源头上减少了质量隐患,提高了施工效率。自动焊流水化作业的实现,减少了设备频繁转场带来的时效损失,同时减少自动焊设备因搬运造成的性能不稳定性。

  管道局还对机械化防腐技术进行了创新。通过现场试验验证,采用中频加热设备替换了以前的红外回火设备,取得了良好效果。中频加热设备效率高,每道口节约了回火时间;中频设备性能稳定,利用率高,节约了施工成本,提高了施工效率,保证了防腐施工的连续性和有效性。管道局不断对中频加热设备进行“升级”改造,将设备功率提至150千瓦,加热耗时控制到了约5分钟,有效地提高了施工效率。

  管道局的新技术融入了最新科技,管道设计院从初步设计到施工图设计全部采用了数字化设计手段,为实现智能管道建设目标,该院在中俄东线施工现场搭建数字化设计平台,以集成设计与施工数据,实现动态更新,自动生成竣工图;管道局中俄东线项目部借助工程项目管理平台,全方位整合施工现场远程监控及工况采集等系统,充分应用智能管理项目建设过程,有效提升工程项目管理水平。

  管道局利用“机组通”进行现场施工数据采集。通过数据仓库及云平台实现数据交互与共享,提升工程数字化交付能力,并形成从工程数据采集、移交、统计分析到应用的完整数据管理链条,促进管道系统的大数据应用。

  管道局树立了“互联网+机组”的“智能工地”的建设标杆。施工机组现场实现了全作业面WiFi覆盖、全工位视频监控、全工序施工数据采集移交和全工序工况参数采集传输,规范了现场施工作业,提升了项目QHSE管控水平,确保了管道局在智能化建设方面的优势地位,突显了管道局的专业化管理优势,全面提升了企业竞争力。

 
  【作者: 何志丹 王新建 关闭窗口
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