帶壓開孔工程中設(shè)備自動化要點分析

國內(nèi)自來水、天然氣管道、石油管道、化工、煤氣等管道對于國民生產(chǎn)和居民消費有著重要的作用。尤其是近年來對管道的需求更是與日俱增。正在服役的管道由于外力、腐蝕及自身材料的原因，隨著使用時間的增加，失效的概率將不斷提高，對管道的故障進行維修、維護及搶修成為重要的工作。

帶壓開孔封堵技術(shù)相比于傳統(tǒng)施工方式有著無需對管道進行泄壓、排空、吹掃、置換等作業(yè)并且無需動火等優(yōu)勢，以其作業(yè)時間短，安全便捷，使用效率高等優(yōu)點成為了管道作業(yè)的首選技術(shù)。

帶壓開孔封堵技術(shù)發(fā)展主要圍繞封堵器進行，在帶壓封堵上有很大改善，改善主要還是圍繞著機械結(jié)構(gòu)和材料。帶壓開孔機的機械構(gòu)造成型和整體結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常成熟，各種材料的應(yīng)用已經(jīng)完全具備市場競爭力，帶壓開孔鉆的改造還需要投入大量的財力、人力和物力，尤其是對材料的研究，是不能放松的。做到投產(chǎn)一批，預(yù)研一批，要有強大的設(shè)計團隊與實地操作試驗團隊來結(jié)合。

目前使用中的開孔機對于操作人員的依賴性比較大，需要操作人員根據(jù)作業(yè)中的切削聲音以及個人的經(jīng)驗對開孔設(shè)備作業(yè)情況進行持續(xù)的觀察與判斷。我們需要通過對現(xiàn)場實際使用中出現(xiàn)和存在問題的研究，對實現(xiàn)帶壓開孔工程和帶壓開孔鉆等設(shè)備的遠程控制及設(shè)備操作自動化進行理論上的討論和工程上的實踐。

帶壓開孔設(shè)備的核心功能在于安全、高效地完成帶壓開孔作業(yè)。整個帶壓開孔作業(yè)包含以下幾個階段：焊接三通法蘭、短接法蘭；安裝夾板閥（或閥門）；安裝開孔機；置換聯(lián)箱內(nèi)部空氣；開孔作業(yè)；完成作業(yè)；拆除開孔機；拆除夾板閥（或閥門）；封閉三通管徑（或關(guān)閉閥門）。

開孔階段是整個過程中的重點，而對于研究自動化的作業(yè)中，需要著重注意的事項：

(1)開孔過程中，操作人員不允許離開現(xiàn)場，并密切注意切削過程，當孔開通后應(yīng)立即停車防止開孔刀將管道底部切傷或切通；

(2)開孔過程中，當開孔筒刀發(fā)生阻卡時，應(yīng)立即關(guān)閉電源，停止切削，避免造成液壓馬達或液壓工作泵站受損；

(3)防爆電機或汽油機液壓工作泵站操作開關(guān)不應(yīng)距離開孔機太遠，以便出現(xiàn)狀況時隨時關(guān)閉和開啟;

(4)開孔機在工作過程中（開孔筒刀在切削時），不允許進行反轉(zhuǎn)。

大部分操作需要作業(yè)人員進行判斷后作出反應(yīng)，由此可見，在整個開孔作業(yè)的過程中，對于施工作業(yè)者的依賴性很大，更進一步的例子是在現(xiàn)場是否切通管道經(jīng)常是通過切削的聲音以及施工作業(yè)人員的個人經(jīng)驗判斷。一個受到良好控制和管理的過程需要具備可重復(fù)性以及可測量性，目前的開孔過程還需完善。

在作業(yè)過程中，影響施工作業(yè)人員的判斷的因素非常多。為了不影響用戶的正常生活，作業(yè)施工通常安排在深夜，施工作業(yè)環(huán)境對于作業(yè)人員影響很大；施工人員需要在有限的時間內(nèi)完成整個作業(yè)而不影響用戶正常使用。

自動化操作系統(tǒng)主要包含以下功能：

(1)檔位判斷功能:根據(jù)變位手柄所處的狀態(tài)自動判斷目前帶壓開孔設(shè)備所處的檔位，能分辨目前設(shè)備處于手動模式或液壓驅(qū)動模式，根據(jù)識別的模式運行對應(yīng)的系統(tǒng)程序;

(2)行進深度計算功能:通過改造四方頭并安裝編碼器的方式捕捉四方頭的旋轉(zhuǎn)記錄，根據(jù)旋轉(zhuǎn)記錄以及計算模型得到筒刀實時行進深度，避免了采用轉(zhuǎn)數(shù)記錄器安裝困難以及旋轉(zhuǎn)過程中容易出現(xiàn)測量值與實際值不匹配的情況;

（待續(xù)）

參考文獻

1、《管道技術(shù)與設(shè)備》2017第6期；

2、《帶壓開孔技術(shù)在管道上的應(yīng)用和拓展》科技展望，2015(27):130 －131

3、《不停輸帶壓開孔封堵技術(shù)的應(yīng)用》［J］． 管道技術(shù)與設(shè)備，2009(6):35 －38．