油气田一体化集成装置智能化制造关键技术探索与实践
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完成单位:中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
裴润有、贺建国、白文雄、高 江、见飞龙、冉云飞、段清龙、宋修盛
一体化集成装置原制造工艺从切割下料、组对焊接、总装检验等各环节,主要依靠传统的人工方式,存在生产效率低、人员劳动强大,对人员技能要求高、产品质量稳定性差、生产周期长等一系列问题。本成果从切割下料、组对焊接以及检验检测三个方面,综合应用人工智能、机器视觉识别、工业物联网、机器人高效焊接、基于大数据库的焊接质量智能评价等先进技术,攻克了智能化制造的关键技术。该成果的应用,提高了生产效率、产品质量的提升,降低了员工劳动强度和生产成本。
一、主要技术难度
1、智能化切割下料:各类管线异型轨迹切割,管线切断、相贯线开孔倒坡口;
2、智能化组对焊接:管件自动组对、焊接,机器人高效焊接方法、机器视觉识别、焊缝追踪等;
3、只能化质量检测:检测终端的自动化、检测数据在线汇总分析、产品质量大数据分析。
二、本成果通过技术攻关形成的技术成果的先进性及创新性主要体现有:
1、研发机器人异形轨迹智能切割技术,可完成各类异型轨迹切割。
2、研发管线高效开孔及倒坡口技术,实现管线高效批量化开孔及倒坡口。
3、研发机器人高效焊接工艺技术,较手工氩电联焊提高3倍。
4、研发三维压力管道组对焊接技术,实现组对、点焊、打底及填充盖面一体化。
5、研发容器筒体封头全位置自动焊接技术,实现压力容器筒体与中间封头C类焊接接头全自动焊接。
6、研发小型集成装置橇座机器人智能协同焊接技术,实现小型一体化集成装置橇座的智能化高效焊接。
7、研发基于移动式平台的综合通信测试技术,保证了产品控制系统质量。
8、研发压力测试在线智能监控技术,实现了智能在线管理。
三、可推广性
本成果自2019年以来,已经应用于2500余套一体化集成装置的制造过程,提高生产效率27.3%,一次无损检测合格率平均提升8.6%,降低人员劳动强度30%以上,在消减安全风险和员工职业健康风险等方面具有显著的成效和良好的的应用前景。
四、经济社会效益
1、经济效益
(1)新增产值
通过本技术成果的应用,一体化集成装置的年生产能力由1200套提高到了1900套,新增产值约=50.6×700=35420万元。
(2)降低人工成本
采用智能化制造技术,从各生产环节,可减少用工62人,每人每年工资、福利等按18万元计算,则每年可降低人工成本=18×62=1116万元。
(3)间接经济效益
平均缩短生产周期10天,油气站点及时投产,每年可提高原油产量约8万吨,按照1600元/吨计算,带来经济效益80000×0.16=12800万元。
共计实现经济效益35420+1116+12800=49336万元。
2、社会效益
(1)提高了保供能力、提高了产品质量,质检一次合格率由原来的86%提升至99.5%。
(2)降低了员工劳动强度,消减了安全风险和员工职业健康风险。
(3)响应了国家“两化融合”号召,落实了集团公司、油田公司关于数字化、智能化的发展要求,顺应了全球制造业发展趋势。
(4)助推节能减排,实现绿色发展、高质量发展。