ICS75.180CCSE981310求IDB1310/T287—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由中國石油天然氣管道科學研究院有限公司提出。本文件起草單位：中國石油天然氣管道科學研究院有限公司、國家管網集團工程技術創新有限公司。本文件主要起草人：尹鐵、張毅、閆潔、劉曉文、張倩、周倫、王新升、楊琦、張鋒、于金柱、張倩、劉建濤、武濤、李陽、張建平、馬志鋒、牛連山、鮑峰、張寶強、姜艷朋、郭奇超、賈超、蔣慶梅、王長江。DB1310/T287—20221長輸油氣鋼質管道自動焊裝備通用技術要求本文件規定了長輸油氣鋼質管道自動焊裝備（包含管道坡口機、管道內環縫自動焊機、管道全位置自動外焊機）的技術要求。本文件適用于長輸油氣鋼質管道自動焊裝備的設計、制造、調試和出廠。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T150.4壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收GB/T3766液壓傳動系統及其元件的通用規則和安全要求GB/T4210電工術語電子設備用機電元件GB/T4588.3印制板的設計和使用GB/T7932氣動對系統及其元件的一般規則和安全要求GB/T9061金屬切削機床通用技術條件GB15760金屬切削機床安全防護通用技術條件GB/T23570金屬切削機床焊接件通用技術條件GB/T25373金屬切削機床裝配通用技術條件JB/T9872金屬切削機床機械加工件通用技術條件JB/T9877金屬切削機床清潔度的測定3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。管道坡口機pipefacingmachine具有仿形切削功能，用于管端坡口加工的專用設備。管道內環縫自動焊機pipeinternalautomaticweldingmachine具有管口快速組對和自動內根焊功能的專用焊接設備。管道全位置自動外焊機pipeexternalautomaticweldingmachine具有沿鋼管周向移動和自動外焊功能的專用設備。2對鋼管進行定位和漲緊的組合部件，分為前后兩排漲緊器，主要包括漲緊缸、漲焊炬weldingtorch焊炬同步定位機構positioningandCenteringofWeldingTorch34.1.1直徑610mm及以上管道坡口機宜采用連桿-漲靴漲緊式結構，直徑323mm及以上，直徑610mm4.1.4切削機構應可以沿管端周向旋a)環境濕度：≤90%;b)環境溫度：-40℃~+75℃。a)管徑：Φ323~Φ559、Φ610~Φ813、Φ914~Φ1016、Φ1219~Φ1422;4d)進給速度：0.1mm/r～0.4mm/r;e)切削盤旋轉速度：25r/min～50r/min;f)坡口平面度誤差：±0.1mm;g)刀盤徑向跳動誤差：±0.1mm,刀盤端面擺動誤差：±0.1mm;i)坡口表面粗糙度：≤Ra12.5。4.4設備組成管道坡口機應由坡口主機與液壓動力系統組成。4.4.1機械系統管道坡口機-坡口主機由安全防護機構、漲緊機構和切削機構等組成。坡口機-主機構成可參見圖1。圖1管道坡口機-坡口主機標引序號說明：1-前防護機構；2-漲緊機構；3-中防護機構；4-切削機構；5-主傳動機構；6-漲緊機構；7-底座。4.4.1.1安全防護機構4.4.1.1.1應設置防鐵屑飛濺護罩。4.4.1.1.2液壓動力系統應設置防護欄。4.4.1.2漲緊機構4.4.1.2.1漲緊缸內表面粗糙度要求等級應達到Ra0.8;4.4.1.2.2漲緊機構在管內漲緊后，刀盤與管軸線的平面度誤差應不大于0.5mm;54.4.1.3漲桿壓塊應設計有連接油管管端坡口機4.4.3.1液壓動力系統設計應符合GB/T3766中的規定。4.4.3.5漲緊液壓系統中應設有蓄能器，蓄能器充壓下降值應不低于預充壓值的10%。4.4.3.6切削控制系統應具有壓力反饋功能，可實現怠速和切削速度控制。6a)環境濕度：≤90%;b)環境溫度：-40℃~+75℃;c)海拔高度：≤5500m;a)管徑：Φ559,Φ610,Φ711,Φ813,Φ914,Φ1016,Φ1219,Φ1422;b)行走速度：0m/min～30m/min;j)焊接電源防護等級：IP23。管道內環縫自動焊機由導向機構、焊炬同步定位機構、漲緊機構、焊接單元、焊接單元驅動機構、7圖3管道內環縫自動焊機標引序號說明：1-導向機構；2-焊炬同步定位機構；3-漲緊機構；4-焊接單元；5-焊接單元驅動機構；6-導向柔性機構；7-行走和剎車機構；8-中機架。5.4.1導向機構導向保護裝置應保障管道內環縫自動焊機順利入管，應能保護其漲靴、氣缸、連桿及各種閥件等免受外力損壞。5.4.2焊炬同步定位機構5.4.2.1宜采用多組定位機構，應使定位面與被焊管的管端截面處于同一平面。5.4.2.2焊炬中心應與管口截面處于同一平面，應使每段焊道首尾相接，且處于同一圓截面。5.4.3漲緊機構5.4.3.1前后漲緊盤應均勻設置多組漲緊壓塊，應保證鋼管管口的同軸組對且應不損傷鋼管內涂層。5.4.3.2漲緊塊數量應宜符合表1要求。表1漲緊塊數量管徑Φ559~Φ813Φ813~Φ1016Φ1016~Φ14225.4.3.3漲靴內側面到坡口中心間距應不大于110mm。5.4.4焊接單元5.4.4.1焊接單元宜采用全密封結構，應在空間上呈獨立分布。8DB1310/T287—20225.4.4.2每個焊接單元應布置在焊接驅動旋轉盤上，數量應根據管徑大小而定，Φ559~Φ813宜為4個，Φ914~Φ1016宜為6個，Φ1219~Φ1422宜為8個。5.4.4.3焊接單元宜利于拆裝，便于維護和更換焊絲。5.4.4.4焊接單元應能調整焊炬位置對中，左右調整量±2.5mm。5.4.4.5焊接單元應能自動實現焊炬升降和復位。5.4.5焊接單元驅動機構5.4.5.1焊接單元驅動機構應能調整旋轉驅動速度。5.4.5.2焊接單元驅動機構應具有野外防塵保護裝置。5.4.6導向柔性機構5.4.6.1導向機構與中機架應采用柔性連接結構。5.4.6.2具有整機柔性機構的管道內環縫自動焊機在吊裝、定位、行走、焊接時，應能實現導向機構和中機架之間的剛柔轉換。5.4.7行走和剎車機構5.4.7.1行走和剎車機構與管壁相接觸的外層均應使用耐壓、抗磨材料制成。5.4.7.2行走驅動系統應具有獨立流量調節閥，應能滿足不同工況條件的行走速度和驅動扭矩調節。5.4.7.3剎車機構支撐缸系統應具備壓力可調功能，應能滿足不同工況條件的剎車力調節。5.4.7.4制動用剎車裝置周圍應設計有安全保護機構。控制系統5.5.1控制系統設計應符合下列要求：a)電子元器件選用應符合GB/T4210規定；b)電路板設計應符合GB/T4588.3規定；c)應具有送絲電機過流保護功能。5.5.2應具有送氣、起弧和收弧等焊接動作指令及焊接參數調節功能。5.5.3漲緊機構與定位機構之間、焊接系統與行走、行走與剎車機構之間應具備互鎖功能。5.5.4應支持模擬量通訊接口或工業總線協議。5.5.5應具有電壓顯示和調節功能。焊接電源5.6.1應滿足焊接工藝要求的輸出特性。5.6.2應與內焊機焊接單元送絲機構有效配合，達到起收弧效果。5.6.3供電電源技術要求可參見5.2d）。9應采用氣體流量計進行流量控制，壓力范圍：0.8MPa～1.3MPa,流量范圍：15L/min～45L/min。6.1.1應具有沿導向軌道圓周運動的能力，并6.1.2應適用于不同壁厚、坡口形式(V型、U型、復合型等)的管道焊接。6.1.5應具有焊接參數的上傳、修改和下載功能，并根據不同的焊層自動調用焊接參數。b)環境溫度：-40℃~+55℃;c)海拔高度：≤5500m;a)管徑：Φ257~Φ1422;d)焊接速度：0mm/min~1200mm/min;g)防護等級：IP54。0右左AC線C圖4單焊炬管道全位置自動外焊機系統組成結構圖中繼線中繼線中繼線0送絲機電源控制線B控制線控制線焊接小車控制箱-左0電源箱-左電源箱-右控制箱-右右8電源控制線A送絲機控制線控制線焊槍廠左圖5雙焊炬管道全位置自動外焊機系統組成結構圖6.4.1機械傳動系統機械傳動系統應包括焊接小車和導向軌道。焊接小車分為單焊炬焊接小車和雙焊炬焊接小車。焊接小車組成參見圖6和圖7。b)水平調整機構的調整量應≥40mm,往復定位誤差應≤0.1mm;DB1310/T287—2022a)0V～10V模擬量接口；b)RS232/485標準串行接口；c)工業總線。6.4.2.2控制系統應采用安全電壓。6.4.2.3遙控盒宜具有以下操作功能：a)焊接前的操作功能：1)焊層選擇；2)焊炬上下左右位置調整；3)焊接小車手動前進或后退；4)點動送絲；5)點動試氣。b)焊接中的操作功能：1)起、熄弧；2)焊炬位置調整；3)焊炬擺幅調整；4)焊接速度調整。6.4.2.4控制系統可根據管材、焊材、坡口形式、壁厚等參數，調用數據庫中的焊接工藝參數。6.4.3送絲機構6.4.3.1單/雙焊炬送絲系統宜具有以下結構：a)單焊炬宜采用拉絲結構；b)雙焊炬宜采用推絲結構。6.4.3.2送絲機構應滿足Φ0.9mm~Φ1.6mm焊絲的平穩送進要求。6.4.4焊接電源6.4.4.1焊接電源應具有脈沖輸出、直流輸出的電源特性。6.4.4.2焊接電源應具有外控啟停、電壓調節、電流調節、起收弧控制功能。6.4.4.3供電電源技術要求應參見5.2d）。6.4.4.4焊接電源應至少具有下列通用工業標準的數據交互接口之一：a)0V～10V模擬量接口；b)RS232/485標準串行接口；c)工業總線。7加工制造與裝配管道坡口機7.1.1加工制造7.1.1.1零部件應按設計圖紙要求進行加工制造，應符合GB/T9061、JB/T9872的規定。7.1.1.2設備中鋼制焊接件加工應符合GB/T23570的規定。7.1.2.1零部件裝配質量應符合GB/T25373的規定。7.1.2.3定位機構的漲緊零部件運行應靈b)液壓油應根據設備施工環境溫度選用，-15℃及以下宜使用航空H10抗磨液壓油，-15℃~45℃宜7.2.2.1零部件裝配質量應符合GB/T25373的規定。7.2.2.3組裝后的機頭柔性偏轉機構應轉動靈活，其上安裝的彈簧應既有一定的剛性，同時7.2.2.4應按JB/T9877檢查清潔度。氣動系統的可進行抽檢，管路、管接頭、分氣塊等通道必須清潔干凈，不應有任何異物(如毛刺、鐵削、氧化皮等)存在。其它部件的清潔度可用目測、手感法檢驗，7.2.2.5控制系統搭建應滿足電路圖要求，且應符合GB5226.1的規定。DB1310/T287—20227.3.1加工制造7.3.1.1零部件應按設計圖紙要求進行加工制造，應符合GB/T9061、JB/T9872的規定。7.3.1.2焊接小車零部件表面處理應符合下列規定：a)外部裸露鋼件應進行鍍鉻處理；b)鋁件應進行表面硬質氧化處理；c)易磨損件宜采用耐磨材料或進行相應調質或淬火處理。7.3.1.3焊接小車驅動輪或驅動齒表面宜采用滲碳處理，滲碳層厚度不小于0.3mm，驅動齒輪表面硬度宜為HRC58～HRC62。7.3.1.4焊接小車夾緊輪表面硬度宜為HRC48～HRC52。7.3.1.5導向軌道制造要求：a)導向軌道材料宜采用柔性鋼帶，表面應進行調質處理，表面硬度為HB480～HB510；b)軌道可采用時效或振動法消除應力。7.3.2裝配7.3.2.1焊接小車及導向軌道7.3.2.1.1零部件裝配質量應符合GB/T25373的規定。7.3.2.1.2焊接小車的焊炬擺動機構和焊炬姿態調整機構運行應靈活，不應出現卡滯現象。7.3.2.1.3焊接小車行走輪、夾緊輪應與焊接軌道良好嚙合。7.3.2.2控制及數據處理系統7.3.2.2.1裝配前應對所有元器件進行指標測試，按設計布局進行模塊化安裝。7.3.2.2.2電路板及接頭線的焊接應防止虛焊、假焊，焊接點應接觸良好。7.3.2.2.3接線端子應連接牢固。8試驗測試設備功能檢查8.1.1管道坡口機應按附錄A的要求檢查并記錄。8.1.2管道內環縫自動焊機應按附錄B的要求檢查并記錄。8.1.3鋼管道全位置自動外焊機應按附錄C的要求檢驗并記錄。設備空載檢驗8.2.1管道坡口機應按附錄A的要求檢驗并記錄。8.2.2管道內環縫自動焊機應按附錄B的要求檢驗并記錄。8.3.1管道坡口機應按附錄A的要求檢驗并記錄。8.3.2管道坡口機整機負荷運轉檢驗的溫度應符合表2的規定。表2軸承(負荷)溫度表溫度℃8.3.3管道內環縫自動焊機應按附錄B的要求檢驗并記錄。8.3.4管道全位置自動外焊機應按附錄C的要求檢驗并記錄。8.5.1管道內環縫自動焊機應按附錄B的要求檢驗并記錄。8.5.2管道全位置自動外焊機應按附錄C的要求檢驗并記錄。9.1產品合格證DB1310/T287—2022b)產品使用說明書；c)隨機配件；d)易損件清單；e)選配隨機工具。DB1310/T287—2022（規范性）管道坡口機檢驗表A.1管道坡口機檢驗記錄表序號1查看是否設有起吊孔，并查看是否設有防護欄、防進行導向機構空轉，檢驗查看是否設有漲緊機構）；驗漲桿是否順利伸出、縮查看是否設有切削機構查看是否設有進給、后退機構操作，是否能控制切控制切削盤前后運2起吊整機進出入管內，重防護罩應起到防護進行漲緊機構的漲桿伸漲緊機構動作應流序號與刀盤最大直徑圓柱面接觸，測桿穿過芯軸軸線并與軸線垂直，且有1圈-2圈壓縮量。切削刀盤旋轉值與最小值之差即為所測平面上的徑向圓跳動誤差。測量位置大于或等于三個，取其最大值為刀盤與刀座安裝端面接觸，測轉至少5周，讀取百分表最大值與最小值之差即為所測直徑上的端面圓擺動誤差。測量位置大于或等于三個，取其最大值為刀（1）切削盤旋轉平差應小于或等于0.1（2）切削盤旋轉平差應小于或等于0.1（1）使用百分表測量刀盤徑向跳（2）使用百分表測量刀盤端面擺切削盤前進、后退動作往復次數應大于或等于20試r/min)、中(30r/min～35r/min)速運轉，對有級變速的機構，從最低速度起依次進行。各級速度下運轉，啟動、運轉、停止動各級轉速間切換靈高速運動狀態下序號作測試，連續操作應大于時間應大于或等于2min。試采用貼應變片的方法檢驗與理論計算值進行緊力應不低于設計將應變片貼在漲靴上，接線固定據試按設計規定的最大參數連主傳動系統無丟轉DB1310/T287—2022（規范性）管道內環縫自動焊機檢驗表B.1管道內環縫自動焊機檢驗記錄表序號果1構查看入管處是否設有導向防護查看是否設有焊炬同步定位機構；用塞尺檢驗定位面與基準定位面與基準面的間隙應小于或等于0.05構查看是否設有行走機構；對行走機構進行動平衡試驗，檢驗構查看是否設有漲緊機構（漲緊桿和漲緊塊）；檢驗漲桿是否構查看是否設有剎車機構，剎車查看是否設有遠端操作面板；接通電源，控制各按鍵測試各作控制應精確且靈敏構查看是否設有焊接單元，檢查焊接單元是否同步運動，動作2驗試對管壁進行定位，連續操作應大于或等于定位面與管壁的間隙應小于或等于0.05mm。序號果進行漲緊機構的漲桿往復次數應大于或等復應無卡滯和偏磨現象，且伸出/縮回動作對行走驅動機構進行正反轉試驗，一次連續正轉時間應大于或等于5min，連續反轉時間應大于或等于22驗試對剎車制動氣缸進行往復次數應大于或等剎車制動氣缸應伸縮接通旋轉電機測試旋轉盤的正反轉運動狀態。給電機輸入不同電機在輸入電壓相同（應達到設計規定的送絲測試，手動測試焊接單元送絲機構送絲能力，計時6s測量送絲長度，試驗次數且送絲長度應均勻一試焊炬起降的靈敏性，應大于或等于10序號果實施模擬焊接應大于停氣/停止旋轉焊接焊接過程控制邏輯順試空氣打入管道內環縫自動焊機氣罐內，在額定壓力下，觀察系或等于20%。氣路系統在鋼管內進行整機水平行走前進、后退、剎車制動機構的制動試驗次數應大于或等在15°~25°坡度范圍內，進行整機在鋼管內的行走、剎車制動操作，試驗次數應在15°~25°坡度范平穩，剎車應制動可試在40D～5D彎管范圍內，進行整機行走過彎能力測試、剎車制動能力測試，試驗次2驗試試采用貼應變片的方法檢驗漲緊機構漲緊力與理論計算值進行比應不低于設計值的量序號果漲緊組對后，分別用塞尺、焊接檢驗尺測在坡口加工精度和鋼管橢圓度滿足焊接工寬度及錯邊量應滿足接通電源，進行實際焊接試驗。試驗次數量實際焊接速度，送絲速度，焊接電壓及流的波動率應不超過表觀察根焊過程穩定3觀察焊縫表面成形及焊縫寬度及搭接長焊接質量滿足批復的尺連續大于或等于5道口數量的焊口焊接，按照對應的焊接工藝無損檢測、力（規范性）管道全位置自動外焊機檢驗表C.1管道全位置自動外焊機檢驗記錄表序號果1查看設備是否具有行走驅動機構，是否和軌道良好嚙合，驅動電機能夠進行設備沿軌道應能進將小車裝卡在軌使用手持盒進行查看是否設有焊炬上下、焊炬應具有上下、左右、擺幅調整功使用手持盒進行示接通電源，查看上位機顯應能直觀顯示全中進行焊接參數的修改、存儲和傳輸相關等功能操作應具有焊接參數的修改、存儲和傳輸在上位機屏幕上的相關位置處進行參數修改、傳跟蹤（多焊炬偏離坡口，抬高或降低焊炬高度，啟動控制系統，觀察焊炬是否自動對應具有上下左右電打開電弧跟蹤選抬高或降低焊炬是否自動對中焊2驗空載測試外部送絲、焊炬姿態調整等各個運動機構做連續空載運轉測試。連續測試時各驅動電機的溫度應不超過各部件產品樣本所規定的最使用激光測溫槍對運動機構和電序號果2驗空載測試試累計空載運轉時間應大于或等于480min；累次測試測試次數應大于或等于2送絲機構進行手動和自動實際測量值與設定值偏差不應超過設控制箱設定參數行自動和手動送行走機構進行手動和自動mm/min、400mm/min、800mm/min、1200mm/min的速實際測量值與設定值偏差應不超過設在控制箱設定行擺動機構進行自動檢測。應分別按2mm、6mm、10mm的擺寬進行擺動測試，測擺動寬度實際值