近日，一个被称作“小坦克”的小口径管道自动焊机器人在胜利油田火了起来，在各个管道施工现场火力全开、大显身手。

“团队经过现场2000多次试验，解决了397项技术难题，填补了国内小口径钢制金属管道自动焊接技术空白。”中国石化集团公司技能大师贾学志说。

“让电焊工人体面工作，效率更高”

在胜利油田东辛采油厂一处施工现场，维修人员将两根钢管首尾对好后，在电焊工人闫辉的遥控下，一辆一米多长，外形酷似坦克的机器人开了过来。闫辉从“小坦克”上拿出机头，卡在钢管上，焊枪正对钢管连接处。

经过一番调试，焊花飞溅，焊枪在管道上360度自由旋转，“小坦克”不到十分钟就完成焊接，“比人工焊接效率提高了两倍，焊接材料和电能消耗都节省了60%”。闫辉说。

“在油气管道方面，自动焊代替人工焊接是我一辈子的梦想，让电焊工人体面工作，效率更高。”贾学志介绍，油气管道在野外，现场施工条件复杂，工人劳动强度高、工作环境艰苦，“如果不能实现自动焊接，未来就没有出路”。

2021年，油田成立了小口径自动焊研究项目组，由贾学志牵头组建攻关团队，最初想着引进设备后进行改进，但团队把国内外的焊接技术展览会和焊机厂家几乎“翻了个遍”，却“颗粒无收”。

贾学志分析，现成的自动焊接机器人都在车间内，按照既有的流程进行工作，而油气管道施工现场千变万化，研发难度高；为数不多的自动焊机适用于大口径管道焊接，1000米收费达到百万元，而小口径管道焊接收费只有几万元，所以少有人研究这项技术。

“我们要填补这个空白，为国内石油行业打个样。”胜利油田科技部门一位负责人介绍，在油田工会和科技部门的支持下，团队开始小口径管道自动化焊接技术装备的自主研发。

高精度设计实现高标准施工

对项目团队来说，2023年1月12日是最值得纪念的日子。这一天，第一台设备从合作企业运回胜利油田，这是国内第一台采用熔化极混合气体保护焊的全位置小口径金属管道焊接设备。为了将这台设备尽快投入现场应用，项目团队又迅速成立焊接工艺数据调节试验研究小组，突出焊接装备的选型匹配、工艺研究改进和现场适应性调整三大难题。

用人脑规划路线、用电脑执行轨迹。团队经过反复的探索研究，在电脑系统上完善系统加密措施，用时间到秒、重量到克的方法控制焊接线能量，焊材和能耗降低60%。

360°+的工艺方法解决了焊接接头产生区域偏差和裂纹的问题，形成了多层多道焊接接头不交叉、单层熔池厚度最小化、层间后热增强焊缝力学性能等系列数据工艺。

高精度设计保证高精度调整，进而实现高标准施工。项目组通过对焊接机头全位置360°调整提高到0.01度，可调度达到万分之一级，彻底解决了一系列工艺缺陷问题，基本满足油田目前所有油气管网施工需求。

实现连续工作，焊口质量更高

贾学志表示，自动焊研究最终目的是要降低施工人员劳动强度，提高施工质量和效率。各项工艺改进后，在东辛采油厂莱1-X186井输油管道施工中完成焊口15道，单道焊接平均操作时间为550秒，所有焊口均达到一级质量标准。在孤东采油厂，首次完成直径168管道的大厚度焊接……

据介绍，首台自动化焊接设备作为01号投放到孤岛维修服务部，圆满完成了孤岛采油厂2万米管道更换改造任务。随后，02号、03号自动焊接机相继投放使用，完成近2000道焊口。

现场的施工应用，既进一步验证了自动焊的适用性，也暴露出施工现场装备搬运移动费时费力的问题。多台设备组成的自动焊接机重量100多公斤，需要工人在现场抬来抬去。贾学志随即又改进提升搭载平台，实现了自动上下车辆，现场快速遥控移位的“0搬运+远程遥控”的自动化转场工作模式。

孤岛服务部电焊工人耿延晖尝到了机器人给他带来的甜头，“这家伙实现连续不间断工作，焊口质量更高”。

胜利油田科技部门相关负责人表示，今年还将投放10台自动焊机器人，大规模提高管道施工工序的整体效率和质量合格率，提升管道自动焊技术应用水平。