管道局突破山地柔性焊接机器人关键技术！

四川省地形地貌复杂

以山地丘陵多平原少著称

诗仙李白曾以一句

“蜀道之难难于上青天”

感叹秦蜀道路上

奇丽惊险的山川之势

多年前

一曲《山路十八弯》高亢嘹亮

同样勾勒出巴山蜀水的崎岖复杂

令人印象深刻

如今

当钢级X80、管径1219毫米的

长输管道工程与四川

“山从人面起，云傍马头生”

的地形地貌相遇

会碰撞出怎样的火花？

今天，让我们共同走进川气东送二线西段2标段项目（以下简称“川二西项目”）工程现场，见证管道局如何应对山区地段全自动焊接挑战，突破山地柔性焊接机器人关键技术并实现工业化应用，用智慧和汗水，高质量化解“蜀道难”。

尽管在接到建设任务时，对施工地段的地形做足了心理准备，但到达施工区段，CPP114机组长宋建伟还是受到强烈的震撼。

宋建伟：“这些年走南闯北，我们施工经验很丰富。可这条线路山连着山，坡连着坡，一眼望去几乎没有‘平段’，确实不多见。”

和宋建伟一样，身经百战的CPP102机组长汪海也在项目前期建设中吃足了蜀道的苦头。

汪海：“100米线路中，最多遇到过13个热煨弯管，进场路都是羊肠小道，没有百折不挠的精神，还真干不了这活儿！”

在川二西项目，“蜀道之难”是横在项目建设者眼前的第一道障碍。这条线路途经四川省泸州市泸县、内江市隆昌县和东兴区、资阳市安岳县，全长110.79公里。其间山水丘陵纵横，蜀道密如蛛网，设备管材进场困难重重。全线热煨弯管895根，每公里达到8根之多，冷弯管1750根，平均每公里15根，全自动焊接比例达72％以上。

四川地区全年降雨天数占比达37％，有效施工不足全年的三分之二，漫长的雨季制约着建设进度，云雾缭绕导致空气的湿度增大，全自动焊接的质量面临着严峻的挑战。

除了大自然带来的挑战，更多压力还来源于“低成本”对建设实力的倒逼。近年来，管道市场竞争激烈，要想在倍受挤压的市场空间中获取更多利润，管道局必须依靠技术创新突破，实现在建工程安全、质量、进度全面受控，向业主交出一份满意的答卷。如何多、快、好、省完成工程建设，用建设实力保障盈利空间，这是必须破解的一道命题。

为了夯实企业在行业内的地位，更为了未来的发展空间能够更为广阔，自2023年9月15日川二西项目全面开工建设后，管道局一方面科学决策、精细部署、强化管控，用制度绷紧安全之“弦”，校准质量之“标”，提高创效之“能”，各焊接机组紧抓施工进度，翻山越岭突破难点；另一方面，积极为局内各单位搭建科技创新的舞台，引导各方握手合作，紧密结合工程实际，以局科研课题成果为抓手，攻克“卡脖子”的重重难题。一场以科技创新突破实现核心竞争力提升的攻坚之战，很快在一线展开。

令人耳目一新的是，在位于四川省隆昌市界市镇王家寺村的山地全自动焊接现场，以往借助手工焊接都很难完成的30度以上直管对弯管焊接处，黑色的管道长龙仰势而起，借助“山地全自动焊施工配套技术研究融合示范项目”“X80 D1219毫米热煨弯管与直管全自动焊接技术装备研发”两项局科研课题成果，成功翻越蜀地山脉，实现了“从山底到山顶、通过加长型热煨弯管、再从山顶到山底”不留断点的全自动焊接施工。

规整的作业带上，现场员工仅需按动遥控器操作按钮，便能精准控制山地柔性内焊机，顺利让管材严丝合缝有序衔接。在项目部的科学部署下，主力焊接机组熟练掌握多项全自动焊接技术，确保全线“管过不留头”。

种种突破不免令人感慨，科技的力量果真让工程建设“插上了翅膀”，实现了管道局长输管道工程建设水平质的飞跃。

值得一提的是，除了在现场岗位上繁忙的建设者，管道局焊接专家和管道一公司科技中心技术人员组成的技术保障团队也会依据全自动焊接技术现场应用产生的问题，随时到达山地焊接机组现场，面对面指导培训。

宋建伟：“我们干出好成绩，离不开他们的支持与帮助！”

在管道一公司，自己所在的机组品牌被定义为“飞鹰”，就是希望能有朝一日像雄鹰一样飞越崇山峻岭，突破山地全自动焊接的挑战。而为了科研成果、新技术能在川二西项目顺利应用，由局内专家组成的技术保障团队将目光紧密地聚焦在机组全自动焊接能力提升上。不少设备、技术方面的专家手把手地帮助一线员工提升操作水平，许多疑难问题都能在现场解决，这种动态式的培训广受机组人员的欢迎。

怀着共同的目标，管道局专家组“动态化”为一线保驾护航，川二西项目部科学协调，为施工扫清障碍。多重合力之下，“蜀道难”“十八弯”不再是焊接机组的“拦路虎”，新技术新设备新工法激发出工程一线极强的战斗力：CPP114机组成为全局首个大口径管道山地柔性内焊机根焊型全自动焊机组，并连续攻克多处山地施工难点，立下赫赫战功。

科技带来的改变让宋建伟感慨不已。以前在山地焊接X80 D1219管道，机组采用管口组对间隙是4.5毫米左右、V型47度宽坡口、手工氩弧焊根焊热焊、气保药芯上向单焊炬自动焊填充盖面的手工自动组合焊工艺。现在，他所在的机组已经全面采用了管口组对间隙0毫米、双V型10度坡口、山地柔性内焊机根焊、气保实心焊丝下向双焊炬自动焊填充盖面的山地全自动焊工艺。

宋建伟以25度的山坡地段18.4毫米壁厚的管道为例，算了一笔账：“这种新技术应用后，管口组对根焊热焊焊接由组合焊接的2个小时缩短为30分钟，环焊缝长度3.8米，填充盖面的焊丝量也因此由8公斤减少到了3公斤，焊接时长从5个小时减少到45分钟，一次合格率由85%左右提高到了96%以上。”除此之外，因为山区地段焊接产生“留头”所产生的巨大人力物力成本，也因为全线不留“断点”的施工方式而彻底消失。

无独有偶。面对发生在身边实打实的改变，CPP112机组长闫晓峰不禁发出了“科技是第一生产力”的由衷感叹。借助局级科研课题成果，CPP112机组成功从手工自动组合焊机组向全自动焊转型，成为全局首个大口径管道自动氩弧外根焊型全自动焊机组，实现了自动氩弧外根焊型全自动焊单日13道口，创造了全线最高施工纪录。

令人惊喜的纪录背后，是创新带来的显著“红利”：与带间隙、宽坡口的手工自动组合焊相比，CPP112机组所采用的U型10度坡口、山地柔性内对口器0间隙组对管口、自动氩弧外根焊、气保实心焊丝下向双焊炬自动焊填充盖面的全自动焊工艺，管口组对根焊热焊焊接可由原来的2个小时缩减到1个小时，填充盖面由原来的8公斤焊丝缩减到3.5公斤、由原来5个小时缩减1个小时。更为关键的是，无损检测由PAUT、DR双检双评3天出结果变为只用AUT检测，1天便能生成结果。

各项进度的提升，让项目部在人、机、物、料等多个维度中省下了更多真金白银，实现了多、快、好、省的初期目标。

科技创新如同一场攀登，只有不断树立新的目标，才能饱览更多的好风景。事实上，管道局川二西项目在全自动焊接领域的成功突破，始终是不断挑战自我的结果。

时间倒回到2022年。这一年，中油工程科研课题“大坡度山区管道自动焊设备及技术研究”、管道局科研课题“山地全自动焊接施工配套技术研究融合示范项目”在西气东输三线中段（中卫-吉安）枣阳-仙桃段线路工程3标段开展工业化应用，并获得成功。这个课题助推管道局在国内外首次实现了山地全自动焊接不留断点连续施工，也因此获得了国家管网集团及业界的一致好评，并对管道局川二西项目的成功中标起到了决定性作用。

科研带来的良好反响，让专家团队和一线项目尝到了甜头。但在他们眼中，仍存在一个无法忽视的“短板”：因为热煨弯管管口尺寸不满足内焊机组对及AUT检测要求，施工人员需要在预制场先将热煨弯管两端与1.5米长的袖管以手工自动组合焊工艺焊接并检验合格后，再运至山地现场与直管进行全自动焊。这将造成每个热煨弯管多出两道焊口，对平均每公里线路有8-10根热煨弯管的山地段而言，焊口数量也将由每公里90道将增至110道。因此，业主提出了一个新的技术难题：能否实现热煨弯管与直管全自动焊接？

为了在市场开发中掌握更多主动权，2023年1月起，管道局就这一“卡脖子”技术难题立项攻关。在业主的大力支持下，管道局科技信息中心、研究院、管道一公司等单位合力攻坚破题，2023年10月15日，世界上首道“X80 D1219毫米热煨弯管与直管”全自动焊接焊口顺利诞生！这道焊口意味着此前管道工程施工中无法避免的“断点”将消失！

目前，川二西项目已完成X80 D1219毫米山地全自动焊焊口1102道，共计12公里，焊口AUT检测一次合格率达到96.2%。该项目完成焊接加长型热煨弯管82根，最大水平角度达到64度、最大纵向角度28度，焊接直管164道。这场技术突破，既提高了工效质量，也大幅度减少了削方降坡、烟尘排放，管道局绿色环保施工，有力彰显了在行业内的领先实力。

一路繁花，成效显著。2023年11月至2024年1月底，由管道局自主研发的一系列技术装备闪耀着熠熠的光芒：山地柔性内焊机及双焊炬填充盖面自动焊机、热煨弯管坡口机、山地吊管机、山地焊接工程车等设备技术在川二西项目接连登场，强有力地支撑着工程建设水平“质”“效”齐升。

放眼国内各重点项目，管道局参建队伍熟练采用0间隙组对方式，先后在拉萨站场项目、锦郑改迁和嫩江支线项目、西三中枣阳-仙桃段和川二西项目实现管径D20-168毫米小口径管道卡钳式全自动焊、管径D219-508毫米中等口径管道轨道式外根焊型窄坡口全自动焊，以及管径D559-1422毫米大口径管道山地柔性内焊机或自动氩弧外根焊型窄坡口全自动焊接，并成功实现工业化应用。

走过平原水网、丘陵山地，应对直管与热煨弯管、金口连头，管道局在行业内已率先实现了全口径、全场景、全类型焊口、全自动焊的“四全”重大突破。这些成绩证明：管道局已全面掌握大口径油气管道柔性焊接机器人关键技术，并进行大规模工程应用示范，成功填补了国内外大口径管道山区全自动焊技术领域空白。

回顾全自动焊接技术在川二西项目的成功应用，管道一公司执行董事、党委书记楼剑军表示，在“科研-设计-施工”的互动融合中，正是企业内部多方的良好融合，产生了“1+1＞2”的“化学反应”，让许多“不可能”化为“可能”。

眼下，跟随全局科研工作顶层设计的方向，管道一公司正持续与各单位联合攻坚，做到优势互补、并肩作战，力求推动更多科技成果落地生根，助力市场开发，进一步产生经济效益。

面对充满机遇的未来，管道局焊接责任师、川二西专家组长靳红星心中有着更高地期待，他坦言：“我们仍有许多‘关山’需要翻越，还要进一步强化科研支撑，优化技术装备，夯实全面应用‘四全’自动焊接基础。”与此同时，全局上下要协同作战，尽快完成国家能源局补强能源技术装备短板专项任务课题“长输管道智能焊接与检测技术装备研究”，尽早实现近远程操控的“无人焊接工作站”，继续领跑长输管道焊接检测行业领域，实现企业高质量发展水平的再次跃升。

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文图 | 牛佳宁 王德明

编辑 | 苑晟祥

审校 | 聂林蕊

监制 | 刘立岩

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