8月8日，在管道局國家工程實驗室，科研人員正在加快柔性內(nèi)焊機的升級工作。這個裝備已于今年6月在西氣東輸三線中段（中衛(wèi)—吉安）項目棗陽—仙桃段工程完成初步試驗，可實現(xiàn)山地25度上下坡運動、組對、焊接，標志著國產(chǎn)全自動焊機和焊接技術(shù)在山地管道施工自動化方面取得了新突破，屬國內(nèi)首創(chuàng)。

作為中國能源儲運工程建設(shè)領(lǐng)域的主力軍，多年來，管道局大力推進科技創(chuàng)新，狠抓關(guān)鍵核心技術(shù)裝備研發(fā)，加強科研、設(shè)計、施工深度融合，不斷升級管道焊接技術(shù)。其自主研制的第三代CPP900系列管道自動焊裝備躋身國際先進行列，并廣泛應用于各大重點工程，扭轉(zhuǎn)了我國管道自動焊核心技術(shù)和裝備受制于人的局面，為管道事業(yè)發(fā)展作出重要貢獻。

填補國內(nèi)管道自動焊技術(shù)空白

(相關(guān)資料圖)

管道焊接作為管道建設(shè)的關(guān)鍵工序，其質(zhì)量直接決定了整體管道運輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。隨著長輸管道向大口徑、高鋼級、高壓力和大壁厚發(fā)展，自動焊因具有焊接效率高、焊接質(zhì)量好、勞動強度低的優(yōu)勢，成為施工的必然選擇。

20世紀90年代以前，我國管道自動焊核心技術(shù)和裝備尚處于空白階段，國內(nèi)使用的管道自動焊裝備全部依靠進口，成本高、維修難度大、技術(shù)操作受制于人。打造管道自動焊核心技術(shù)和裝備、實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控成為管道科研人的目標。

最初，科研人員只能根據(jù)進口裝備“照葫蘆畫瓢”，從零開始摸著石頭過河。經(jīng)過不懈努力，科研人員分別于2000年和2008年研發(fā)出第一代PAW2000、PAW3000。PAW系列是管道自動焊裝備國產(chǎn)化的開始，但因其箱體密封性和穩(wěn)定性較差、體積大，推廣應用效果不佳。

這讓科研人員很受打擊。時任管道局研究院施工裝備與非開挖技術(shù)中心主任張鋒，決定將產(chǎn)品更名改姓，徹底告別PAW系列?！耙鼍鸵隼洗?，我們研發(fā)的是管道局的產(chǎn)品，9是個位數(shù)中最大的，第二代產(chǎn)品就叫CPP900！”

2012年，管道局開始第二代自動焊裝備CPP900的研發(fā)。3年時間，CPP900裝備的穩(wěn)定性和可靠性得到大幅提高。第二代CPP900可以滿足高鋼級、大口徑、大壁厚長輸管線的焊接施工要求，在漠大原油二期、中靖聯(lián)絡(luò)線、中俄東線天然氣管道等工程中都有出色表現(xiàn)。

“自主研制的CPP900焊裝備與美國的CRC設(shè)備主要性能指標相當，在項目上焊接了5000多道焊口，焊接一次合格率達到95%以上。”時任中俄二線項目經(jīng)理高永東評價道。

打通設(shè)備國產(chǎn)化最后一公里

隨著機械控制領(lǐng)域?qū)π录夹g(shù)的需求，結(jié)合前代自動焊裝備（含外焊機、坡口機、內(nèi)焊機）在工程應用中發(fā)現(xiàn)的問題，2018年，管道局第三代管道自動焊申請立項，進一步提高坡口機加工精度，研發(fā)內(nèi)焊機的無線遙控和內(nèi)窺系統(tǒng)，開發(fā)外焊機全數(shù)字化控制系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)。

要想進一步提高二維焊縫跟蹤的精度，就必須獲得焊接電源的準確數(shù)據(jù)。但管道局自動焊裝備使用的都是歐洲知名的福尼斯焊接電源，電源廠家拒絕開放數(shù)據(jù)接口。隨即，科研人員加快科研腳步，開始選配國產(chǎn)電源。通過大量的篩選比對，科研團隊很快確定了用國產(chǎn)奧太電源作為替代電源，并通過編寫程序、組裝設(shè)備、測試參數(shù)不斷修正思路，提高焊縫跟蹤精度。

2020年9月，搭配國產(chǎn)奧太電源的CPP900-W2N管道全位置自動焊機在唐山LNG外輸管線成功應用，數(shù)字化控制和焊縫跟蹤系統(tǒng)深度融合，提高了跟蹤技術(shù)的準確性、靈敏度，意味著全自動焊的核心技術(shù)實現(xiàn)了國產(chǎn)化。

“跟奧太公司合作后，電源本身的電流電壓信號處理遠比外部采集的電流電壓信號更準確、實時性更強。”科研人員王新升說。團隊在此基礎(chǔ)上提出電源輸出特性模式以及電源數(shù)據(jù)采集信號和傳輸要求，雙方在深度合作過程中，通過多次提取規(guī)律性數(shù)據(jù)和運算，最終為技術(shù)突破設(shè)計出了完整的訂制化方案。

“CPP900-W2N管道全位置自動焊機在保證整機控制穩(wěn)定性、提升電源特性、開發(fā)靈活性的同時，配套國產(chǎn)電源使產(chǎn)品成本降低了30%?！惫艿谰盅芯吭汗艿朗┕ぱb備與非開挖技術(shù)中心副主任張毅介紹。

第三代自動焊裝備在各項目現(xiàn)場都配備了技術(shù)服務(wù)小組，與項目人員同吃同住，建立起順暢的溝通和反饋渠道，持續(xù)開展結(jié)構(gòu)升級、系統(tǒng)換代工作。

賡續(xù)傳承不斷精益前行

目前，管道局CPP900系列自動焊裝備是國內(nèi)種類最全、配套最完善的管道焊接設(shè)備，可覆蓋多種管徑、工藝，對環(huán)境適應性強。漠大原油二線、中靖聯(lián)絡(luò)線、中俄東線等工程依托低溫自動焊裝備，能夠在零下50攝氏度的極端低溫條件下正常運行。針對庫鄯線黃河水穿越段等地形復雜、條件惡劣小流水作業(yè)區(qū)域，管道局研制出搭載超短距離拉絲技術(shù)、智能控制技術(shù)、G1焊縫自動跟蹤技術(shù)的CPP900-W1N單焊炬自動焊機，破解施工技術(shù)難題。

“第三代管道自動焊采用全數(shù)字化控制系統(tǒng)，核心部件實現(xiàn)了全國產(chǎn)化，并能夠通過外接傳感設(shè)備或系統(tǒng)，全方位采集更多數(shù)據(jù)，為構(gòu)建智慧管網(wǎng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?！惫艿谰盅芯吭菏┕ぱb備與非開挖中心主任尹鐵介紹，第三代裝備已在管道工程30多個焊接機組應用，性能穩(wěn)定、自動化程度高、可操性強、焊縫跟蹤精度高，大大提高了管道施工的自動化程度和工程質(zhì)量，有力支撐了工程的順利建設(shè)。同時，第三代裝備制造費用相比原有設(shè)備成本降低了20%，生產(chǎn)周期也大大縮短。以單臺內(nèi)焊機為例，生產(chǎn)時間比以往縮短7天，已具備量產(chǎn)條件。

近年來，管道局注重抓好科研成果轉(zhuǎn)化應用，發(fā)揮自動焊裝備研產(chǎn)用優(yōu)勢，形成了從裝備研發(fā)、產(chǎn)品制造到銷售、服務(wù)一整套完備的研發(fā)推廣體系，實現(xiàn)規(guī)模推廣和規(guī)模效益。

截至目前，第三代自動焊裝備已先后與遼河油田建設(shè)公司、中化集團十三化建、中國石化中原建工、國機重工等公司簽訂設(shè)備銷售或租賃合同，合同額累計超8億元。

“我們將不斷創(chuàng)新，賡續(xù)傳承CPP900自動焊研發(fā)團隊‘應用一代，儲備一代，研發(fā)一代’的研發(fā)理念，以焊接智能化、無人化為目標，精益求精，繼續(xù)勇敢嘗試、探索。”尹鐵說。

應用故事

肩扛重擔服務(wù)一線

8月8日，在管道局中俄東線南段（南通—甪直）施工現(xiàn)場，研究院服務(wù)工程師高巖與現(xiàn)場焊工進一步溝通D1422系列裝備使用情況，以便持續(xù)升級裝備結(jié)構(gòu)。

近年來，管道局推進科研與施工深度融合，裝備、工藝、隊伍等方面的核心能力持續(xù)提升，創(chuàng)造了一個個國內(nèi)首創(chuàng)、國際領(lǐng)先，填補了多項業(yè)內(nèi)空白。

目前，D1422毫米管道為國內(nèi)最大口徑管道，在中俄東線工程建設(shè)中應用了上千公里。但在2016年前，國內(nèi)還沒有自主研制的D1422系列施工裝備。當時，管道局承擔中俄東線（黑河—長嶺）試驗段建設(shè)任務(wù)，扛起了建設(shè)國內(nèi)首次D1422管徑工程的重擔。

作為集團公司“第三代管道自動焊關(guān)鍵技術(shù)研究”專項負責人，尹鐵接到科研任務(wù)，負責D1422系列成套自動焊裝備的研發(fā)，并且必須在1年內(nèi)完成樣機的試制定型工作。

尹鐵和11名科研人員組成項目組，嚴格把關(guān)設(shè)計、加工、裝配、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)。經(jīng)過不懈努力，順利完成了D1422管道坡口機、氣動內(nèi)對口器、管道內(nèi)環(huán)縫自動焊機的設(shè)計定型工作。

中俄東線（黑河—長嶺）途經(jīng)我國北方嚴寒地區(qū)，冬季氣溫最低可達零下45攝氏度，這對工程建設(shè)來說是不小的考驗。嚴格的施工工藝要求和嚴酷的使用環(huán)境，對施工設(shè)備提出了更高的要求?！霸O(shè)備口徑變大，給設(shè)計帶來了很大的難度，并且前期設(shè)備在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)了很多在設(shè)計過程中沒有想到的問題?！币F深有感觸。

在中俄東線（黑河—長嶺）試驗段，一個寒冷的夜晚，尹鐵接到了內(nèi)焊機發(fā)生故障的報告。為了不影響第二天的施工，尹鐵和項目組成員立刻驅(qū)車趕到施工現(xiàn)場。

空曠的施工現(xiàn)場一片漆黑。他們打開汽車大燈，趴在雪地上借著燈光排查故障。東北的夜里寒風凜冽，凍得手都伸不出來，項目組成員堅持細心排查每一處可能發(fā)生故障的地方。三四個小時后，他們終于發(fā)現(xiàn)了問題，并迅速維修設(shè)備。

“那天，項目組回到賓館已是凌晨?！币F說。針對發(fā)現(xiàn)的問題，項目組進行了優(yōu)化，為后期的設(shè)備定型奠定基礎(chǔ)。

此后，D1422系列裝備的焊接合格率穩(wěn)定在95%以上。D1422系列管道施工裝備的研制，填補了國內(nèi)超大口徑施工裝備的技術(shù)空白。管道局率先掌握了D1422管徑管道工程的施工技術(shù)，提升了管道局乃至集團公司的工程建設(shè)能力。

在尹鐵的帶領(lǐng)下，項目組跟著管道從黑龍江黑河一路南下到上海，通過施工裝備與焊接工藝、施工裝備與工程現(xiàn)場的深度融合，在服務(wù)一線的過程中，不斷提高施工效率、節(jié)約施工成本，有力保障了國家重點工程的建設(shè)。（記者徐義澤）

應用者說

管道局華油工建公司副總經(jīng)理、總工程師高云宇

我公司在2021年第一次使用CPP900-W1N管道單槍自動焊設(shè)備，焊工經(jīng)過7天的現(xiàn)場培訓就掌握了操作要領(lǐng)，實現(xiàn)了從半自動焊向全自動焊施工的轉(zhuǎn)變。在我們承擔的新疆黃水河穿越項目過程中，1.53公里管道焊接任務(wù)，合格率達到99.7%，贏得了業(yè)主單位的一致好評。

管道局四公司線路三分公司副經(jīng)理盧振堯

2017年中俄東線北段施工以來，我們公司就開始使用CPP900系列裝備。經(jīng)歷了東北的極度嚴寒天氣和江南的高溫、高濕天氣，設(shè)備穩(wěn)定性高，一次焊接合格率可以達到95%，技術(shù)服務(wù)周到、及時，有力保障了項目穩(wěn)步推進。

管道局二公司焊接高級技師韓彥崇

我從2016年開始使用管道局自動焊產(chǎn)品，見證了產(chǎn)品的迭代升級。尤其是最新的CPP900-W2N雙槍自動焊，在中俄東線南段的使用過程中優(yōu)勢非常明顯，操作界面簡單、電弧跟蹤精度高，新招聘的焊工經(jīng)過簡單的培訓即可焊出合格口。

河北華元機電工程有限公司副經(jīng)理王曉斌

我公司2021年購置了CPP900系列自動焊產(chǎn)品，用于舟山海洋管道施工。在海洋管道施工，施工成本高、對設(shè)備的可靠性要求高。CPP900系列自動焊產(chǎn)品性能很穩(wěn)定，焊接合格率可以達到97%。

中國化學工程第十三建設(shè)公司焊接培訓站主任張立軍

我們焊接培訓站匯聚了全國各大生產(chǎn)廠家的自動焊產(chǎn)品。從2020年開始，我們引進管道局生產(chǎn)的CPP900系列裝備，開展焊工培訓、取證和GA1資質(zhì)申請工作。CPP900系列自動焊裝備以卓越的性能、操控和維護的簡便性，贏得了焊工的稱贊，為我公司GA1資質(zhì)的取得奠定了良好的基礎(chǔ)。

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