时间:2023-03-01 16:20:40
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一、概况
广东LNG项目是中国首个引进LNG的试点项目,国家重点示范项目,也是广东省“十五”计划的大型能源基础设施项目。1999年底,项目正式立项。2003年,国家发改委批准了广东LNG项目的可行性研究报告。广东LNG大中型河流穿越工程P1标段,是广东LNG项目质量控制要点。项目包括大型河流穿越5条,施工长度为3.5km。工程采用X65焊管,管线焊接采用半自动焊接工艺,使用AWSA5.1E6010φ4.0焊条和AWSA5.29E71T8-Nij1φ2.0焊丝,管线设计压力为9.2Mpa,输送介质为液体天然气。
虽然该工程是以管线穿越为主,但是管线的焊接质量直接影响整个工程的施工质量。管线焊接场地均为农田、鱼塘,沟渠纵横交错,地下水、地表水十分丰富,场地十分泥泞,空气潮湿,属典型的水网地区施工,施工难度很大。工程2005年3月正式开始施工,管道焊接时期处于广东地区的梅雨季节,焊接质量的控制尤为重要,通过制定合理的质量控制方案,工程焊接超声波检测一次合格率为100%,X射线检测一次合格率为95%,水压试验一次合格。在此对施工中焊接质量控制方法予以简单介绍。
二、对焊接质量进行控制的必要性
焊接质量是采用焊接工艺制造的焊接接头的实用性是否能够满足设计要求。可分为直接焊接质量和间接焊接质量,直接焊接质量包括焊接接头的力学性能,内、外部的缺陷等;间接焊接质量就是焊接过程中能够被感知和检测到的缺陷。在施工过程中,一般无法对直接焊接质量进行控制,所以通常都是通过控制间接焊接质量来控制和保证直接焊接质量的。
三、准备工作
1、焊接工艺
开焊前,现场焊接工程师根据相关规范、设计文件和业主下发的焊接施工与验收规范编制工程焊接工艺指导书,给出合适的焊接坡口、对口间隙、焊接电流、电压、焊接速度等焊接工艺参数。焊接工艺评定合格以后,根据评定结果编制焊接工艺卡,确定焊接材料、焊接顺序、层间温度等等,同时还制定了焊接返修工艺,确定一次返修、二次返修的缺陷消除方法和应采取的技术措施。
主要焊接工艺参数
焊道名称填充金属直径
(mm)极性焊接方向电流
(A)电压
(V)送丝速度(in/min)焊接速度(cm/min)
根焊E60104.0DC-下向70-13024-37----8-16
填充E71T8-Nij12.0DC-下向190-27017-2270-13010-32
盖面E71T8-Nij12.0DC-下向180-26017-2270-13010-30
返修焊接工艺参数
焊道名称填充金属直径
(mm)极性焊接方向电流
(A)电压
(V)送丝速度(in/min)焊接速度(cm/min)
根焊E60103.2DC-下向55-10024-37----6-15
填充E71T8-Nij12.0DC-下向190-27017-2270-13015-25
盖面E71T8-Nij12.0DC-下向180-26017-2270-13010-32
2、设备选择
管道焊接设备采用移动焊接车配备米勒焊机+送丝机。在焊接前检查所有的设备,确保运转正常、性能稳定,能够满足现场焊接的要求。同时准备防风棚、焊口加热设备、测温设备等必须的设备和机具。
3、技术准备
选定了焊接工艺、选择合适的焊接设备和机具后,在开焊前,焊接技术人员应对焊接机组的所有操作人员进行技术交底,讲解焊接工艺过程,明确各种焊接工艺参数。
四、过程质量控制
1、质量保证体系
按照公司质量体系文件和业主质量控制要求,建立项目工程质量保证体系,明确各责任人的质量责任,如项目经理、技术负责人、焊接工程师、质检工程师、班组长等。在焊接前对有关员工进行技术交底,明确工程质量要求和施工、验收规范标准。
2、焊接过程
在焊接过程中,现场质检人员和技术管理人员参照相关的施工标准规范、设计文件、工艺技术文件、公司质量体系文件、业主下发的质量要求,对焊接过程的各个环节进行检查和控制。焊接过程的控制要点主要包括焊条、管口组对、焊接防护、焊口加热、焊接参数的检查、焊缝外观检查、焊缝返修等环节。
对于焊条,虽然E6010纤维素焊条一般不需要烘烤,但是在雨季施工时,一次领用量不能太多,要少量多次领用,同时焊条必须存放在现场的焊条保温筒内,随用随取,防止焊条遭受雨淋和受潮。当天未用完的焊条必须进行回收,并按照烘烤要求在70-80℃温度范围内烘烤0.5-1h,烘烤温度不得超过100℃,而且只能回收烘烤一次。材料保管员负责对焊条的存放、烘烤、回收进行管理并填写和保留质量记录。质量管理人员应进行监督和不定期的检查。
由于管线材质为X65,所以在焊接前必须进行管口加热。而且按照规范要求,在雨雪天气和空气湿度大于90%、风速大于8m/s时,必须采取有效的防护措施才能进行焊接作业。有效的防护措施包括:
a、现场配置防风棚。防风棚应具备遮挡风雨的功能,而且能够方便移动;
b、开焊前对管口进行加热,温度要求达到100℃以上,以防止出现气孔等焊接缺陷;
c、要控制层间温度,层间温度必须大于80℃,否则必须进行重新加热;
d、焊接完成后采取遮盖措施,避免焊口被雨淋或出现速冷导致焊接裂纹或焊缝淬硬而硬度韧性和强度下降的情况;
e、尽量保证施工带相对干燥。在作业带两边缘开挖排水沟,作为积水、排水沟。
f、同时雨季时施工带土质松软、泥泞,在吊管机下在铺设钢管排,制作牢固的管墩可避免出现裂纹缺陷;
g、焊接操作坑中的积水必须排除干净,并铺设干燥的木板,给焊工创造一个相对舒适的工作环境,让其正常操作;
在施工过程中我们根据施工技术要求和现场情况制作了轻便的防风棚,焊前和层间加热采用环形火焰加热器,焊后在焊口处遮盖石棉被,这些措施对保证焊接质量起到了明显的作用。
3、质量检查
公司质量检查人员和焊接监理在现场对整个焊接过程进行全程监控。对焊接重点、难点部位加强质量监督和检查。
a、在焊接开始前检查现场的焊条和焊丝是否按照规范要求进行储存和使用,对于不合格的焊接材料一律不得使用,避免焊接后出现夹渣和气孔等缺陷;同时管口的清理、焊口组对间隙、错边,控制参数在规范要求范围内,避免出现强力组对、组对间隙、错边超标现象的出现;
b、在焊接过程中检查焊接工艺参数如焊接电流、焊接电压、焊接速度、引弧位置、管线焊缝错开量等;
c、焊接完成后检查焊缝表面飞溅、焊瘤、焊渣是否清理干净,以及焊后焊口的保护等;
d、检查完成后质检人员填写必要的质量记录如管口清理记录、管口组对记录、焊接工艺参数记录、焊缝外观检查记录等,如有返修焊口,还应填写焊口返修记录,这些记录都将作为质量受控的证据;
在现场,质检人员除了起到监督作用外,更要按照标准规范和技术文件的要求提醒作业人员,避免人为因素造成施工质量的下降,影响工程进度。
五、结束语
雨季焊接施工如何保证质量对施工单位来说是一个十分重要的课题,做好一下几个方面的工作将有利于控制雨季焊接施工质量。
1、根据质量体系文件的要求建立和完善质量保证体系,通过系统有效的质量管道活动来实现焊接质量和施工进度的控制。
2、结合施工实际情况,采取有效的、有针对性的工艺技术措施来保证焊接质量,并保证措施在施工中得到有效的实施。
3、根据工程实际情况选择焊接工艺并进行焊接工艺评定工作,保证焊接工艺和返修工艺的合理性。
当前高能束流焊接被关注的主要领域是:①高能束流设备的大型化—功率大型化及可加工零件(乃至零件集成)的大型化。②新型设备的研制,诸如,脉冲工作方式以及短波长激光器等。③设备的智能化以及加工的柔性化。④束流品质的提高及诊断。⑤束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究。⑥束流的复合。⑦新材料的焊接。⑧应用领域的扩展。
1、激光焊接的最新进展
1.1新型激光器
(1)直流板条式(DCSlab)CO2激光器、(2)二极管泵浦的YAG激光器、(3)CO激光器、(4)半导体激光器、(5)准分子激光器。
1.2激光器功率的大型化、脉冲方式以及高质量的光束模式
以美国PRC公司为例,几年前,用于切割的CO2激光器功率主要是1500~2000W,而近期的主导产品是4000~6000W,6000W可切割的不锈钢厚度、碳钢厚度分别为35mm和40mm.
1.3设备的智能化及加工的柔性化
尤其是对YAG激光,由于可用光纤传输,给加工带来了极大的方便。
其主要特点是:①一机多用。②采用一台激光机可进行多工位(可达6个)加工。③光纤长度最长可达60m.④开放式的控制接口。⑤具有远距离诊断功能。
1.4束流的复合
最主要的是激光-电弧复合。深熔焊接时,熔池上方产生等离子体,复合加工时,激光产生的等离子体有利于电弧的稳定;复合加工可提高加工效率;可提高焊接性差的材料诸如铝合金、双相钢等的焊接性;可增加焊接的稳定性和可靠性;通常,激光加丝焊是很敏感的,通过与电弧的复合,则变的容易而可靠。
激光-电弧复合主要是激光与TIG、Plasma以及GMA.通过激光与电弧的相互影响,可克服每一种方法自身的不足,进而产生良好的复合效应。
GMA成本低,使用填丝,适用性强,缺点是熔深浅、焊速低、工件承受热载荷大。激光焊可形成深而窄的焊缝,焊速高、热输入低,但投资高,对工件制备精度要求高,对铝等材料的适应性差。Laser-GMA的复合效应表现在:电弧增加了对间隙的桥接性,其原因有二:一是填充焊丝,二是电弧加热范围较宽;电弧功率决定焊缝顶部宽度;激光产生的等离子体减小了电弧引燃和维持的阻力,使电弧更稳定;激光功率决定了焊缝的深度;更进一步讲,复合导致了效率增加以及焊接适应性的增强。
从能量观点看,激光电弧复合对焊接效率的提高十分显著。这主要基于两种效应,一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度;二是两热源相互作用的叠加效应。
GMA、激光加丝和激光电弧复合三种方法焊接时线能量、焊缝断面以及能量利用率的比较。
Laser-TIGHybrid可显著增加焊速,约为TIG焊接时的2倍;钨极烧损也大大减小,寿命增加;坡口夹角亦减小焊缝面积与激光焊时相近。阿亨大学弗朗和费激光技术学院研制了一种激光双弧复合焊接,与激光单弧复合焊相比,焊接速度可增加约1/3,线能量减小25%.
英国Conventry大学现代连接中心亦有Laser-plasma复合焊接的报导。其优点是:提高焊接速度和熔深;由于电弧加热,金属温度升高,降低了金属对激光的反射率,增加了对光能的吸收。在小功率CO2激光试验基础上,还要在12000WCO2激光以及光纤传输的2kWYAG激光器上进行,并为机器人进行PALW打基础。
1.5激光、工件与保护气体相互作用的研究
1.6铝合金的激光焊接
铝合金由于比强度高、抗腐蚀性好而得以广泛应用。CO2激光焊接铝合金的困难主要在于高的反射率以及导热性好,难以达到蒸发温度、难于诱导小孔的形成(尤其是对Mg含量比较小时)以及容易产生气孔。提高吸收率的措施除了表面化学改性(如阳极氧化)、表面镀层、表面涂层等外,也有用激光-TIG、激光-MIG的报道,其中MIG-DCelectrodeposition方法由于表面的清理作用强和加丝的合金化作用效果为好。
最近,比利时的LCretteur和法国的SMarya对6061铝合金进行了混合气和焊剂的CO2激光焊。在给定的试验条件下表明:70%He+30%Ar、气流方向与焊接方向相反时效果为好;针对穿透焊接时焊缝背面容易产生下垂缺陷,采用75%LiF+25%LiCl的焊剂,起到了祛除氧化、改善熔化金属与背面母材的接合,使背面焊缝具有“上翘”效应,在较宽的参数区间内形成了规整的焊道。对6061铝合金的焊接表明,焊缝强度可达到母材的90%.
1.7激光熔覆
激光熔覆与其它表面改性方法相比,加热速度快、热输入少,变形极小;结合强度高;稀释率低;改性层厚度可精确控制,定域性好、可达性好、生产效率高。
激光熔覆除用于民品外,英、美等国也已用于航空机发动机Ni基涡轮叶片的耐热、耐磨层的熔覆及修复。
2、电子束焊接和等离子弧焊接的最新进展
国外电子束焊接发展可归结为:超高能密度装置研制、设备智能化柔性化、电子束流特性诊断、束流与物质作用机制研究以及非真空电子束焊设备及工艺的研究等。
在日本,加速电压600kV、功率300kW的超高压电子束焊机已问世,一次可焊200mm的不锈钢,深宽比达70:1.
日、俄、德开展了双枪及填丝电子束焊技术的研究。在对大厚度板第一次焊接的基础上,通过第二次填丝来弥补顶部下凹或咬边缺陷;日本采用双抢实现了薄板的超高速焊接,反面无飞溅,成形良好。法国研制成功的双金属和三金属薄带材电子束焊接机也颇引人关注。
关于非真空电子束焊接,德国实现了母材为AlMg0.4Si1.2的旋转件的填丝焊接,加丝材料为AlMg4.5Mn,送丝速度35m/min,焊接速度高达60m/min.该研究在斯图加特大学的25kW电子束焊机上完成。
非真空电子束焊接在汽车制造领域一直倍受重视。例如,手动变速器中同步环与齿轮的非真空电子束焊接,生产率已超过500件/小时。
最近,德国和波兰的学者共同研制了真空电子束焊接时安装于真空室中的非接触测温装置,测量点最小直径1.8mm,主要用于陶瓷和硬质合金的钎焊,该装置可排除随机的热流的干扰,测量精度高。
在等离子弧焊接方面,变极性等离子弧焊以及铝合金穿孔等离子立焊是关注点之一。
3、国内高能束流焊接现状
在国内,高能束流焊接越来越引起更多相关人士诸如焊接、物理、激光、材料、机床、计算机等工作者的关注。国内在设备水平上,与国外有一定差距,但在工艺研究上,水平则较为接近,甚至在某些方面还有自己的特色。
3.1激光焊接
在设备生产与研究上,主要生产千瓦级的CO2激光设备和1千瓦以下的固体YAG激光设备。
国内对激光焊接研究主要集中在激光焊接等离子体形成机理、特性分析、检测、控制、深熔激光焊接模拟、激光-电弧复合热源的应用、激光堆焊等。清华大学从声和电的角度,分析了熔透状态的声信号,提出了激光焊接等离子体的等效电路及电特性数学模型;在抑制等离子体的负面效应方面,清华大学张旭东、陈武柱等提出了侧吸法;国家产学研激光技术中心的肖荣诗、左铁钏提出了双层内外圆管吹送异种气体法;西北工业大学的刘金合提出了外加磁场法。
3.2电子束焊接
我国自行研制电子束焊机始于1960年代,至今已研制生产出不同类型和功能的电子束焊机上百台,并形成了一支研制生产的技术队伍,能为国内市场提供小功率的电子束焊机。
近年来,出现了关键部件(电子枪,高压电源等)引进、其它部件国内配套的引进方式,这种方式的优点是:设备既保持了较高的技术水平,又能大大降低成本,同时还能对用户提供较完善的售后服务。
目前,以科学院电工所的EBW系列为代表的汽车齿轮专用电子束焊机占据了国内汽车齿轮电子束焊接的主要市场份额;我国的中小功率电子束焊机已接近或赶上国外同类产品的先进水平,而价格仅为国外同类产品的1/4左右,有明显的性能价格比优势。
2高端装备制造对焊接材料和焊接技术的需求与挑战
在高端装备制造过程中,需要对焊接技术和焊接材料等两方面进行深入介绍。现如今,从焊接材料的种类上进行分析,主要有低合金钢,不锈钢,铝合金以及钛合金等材料,这些焊接材料主要用于钎焊以及特征焊为主。从材料的技术形态上看,主要有丝状、条状以及带状等等。从这些因素上可以看出,高端装备制造工程对于焊接材料的相关技术指标要求比较严格,同时其复杂性也比较突出。需要对材料的技术性能指标进行明确和保证。通常情况下,材料的技术性能指标需要达到一定的稳定性和高效性,这样才能保证焊接材料达到相关技术标准。高端装备制造对焊接材料的技术性能也提出了一定的挑战,首先,在研发方面,焊接材料技术发展中所面临的最大挑战就是焊接材料的成分、组织以及性能之间关系的处理。其次,在实际的材料生产制备中,所面临的技术挑战主要有三点:①高端装备制造原材料和辅助材料的质量需要进行严格把关。②制高端装备制造焊接技术和相应的焊接装备性能也是不可忽视的重要因素。③由于焊接材料的系统性比较强,因此焊接材料制备技术的研究非常重要,不容忽视。每一个焊接技术环节都应该严格按照相应的标准来进行。其中包括焊条大压力压涂技术,剂匹配技术以及烧结焊剂的造粒技术等等。从比较典型的拉丝工艺上看,国内的研究所受到的影响因素较多。为了对拉丝工艺进行优化,需要选择科学合理的配剂,以及拉丝的制定工艺等等。④在焊接材料和焊接技术的质量控制方面也面临着一定的挑战。具体来说可以从两个方面来阐述:第一,现如今,信息化和智能化技术比较发达,但是从焊接技术的控制方面来看,在线质量检测技术的落后现象比较严重,焊接技术检测还只是停留在对几何尺寸进行检测,深入程度不够。所以,在实际的工作中,对于焊丝的应力以及变形的情况等方面还无法进行详细地检测。第二,焊接材料的工艺性对于焊接技术的发展也提出了较高的要求,但是焊接技术中涉及到的焊接工艺参数和材料的质量无法达到相关的标准,不能从本质上对焊接功能和材料工艺进行解释,可见,焊接工作的质量控制方面还不健全,亟待改善。
3高端装备制造的新型焊接技术
3.1活性化焊接技术
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深浅、对材料成分敏感的缺点。与普通TIG焊方法相比,相同的焊接参数,活性剂能使熔深增加200%~300%,焊接时间减少50%,焊接效率提高2-6倍,焊接成本也相应减少,在高端装备制造的焊接作业中能够发挥很好的作用。
3.2高速焊接技术
高效焊接技术一直是高端装备制备焊接技术的重点发展方向,目前已经取得了一些成就,例如熔化极等离子弧焊接技术,这种技术综合了熔化极气体保护焊和等离子弧焊的优点,非常适宜铝镁等轻金属及合金的焊接。在焊接薄板时,可以实现高速焊,例如对2mm铝板,焊接速度可达3000mm/min;对于厚板连接,其熔敷效率高,参数范围广,焊接过程稳定。由于等离子弧对接头区的充分清理作用,焊缝中气孔缺陷明显较少,尤其适合在高端装备这种对焊接质量要求较高的焊接作用中使用。
中图分类号: TG43 文献标识码: A 文章编号:
经济的快速发展促进了能源需求量的不断增加,同时对能源运输安全性的要求也越来越高。管道运输是当能源运输中一种基础性的运输方式。长输管道在运输的过程中出现了各种缺陷问题,对于能源运输和经济发展都产生了不同程度的影响,而缺陷的存在与焊接质量有着重要的关系。长输管道焊接技术在施工时很难达到100%的合格率,因此焊接的返修也是当前人们普遍关注的重点问题。在进行管道焊接返修过程中,笔者认为有以下几个问题是需要引起重视的。
1.焊工的技术要求
参与长输管道焊缝返修施工的焊工必须要经过严格的审核才能上岗,保证每一位焊工都具有相关的专业技术资格,而且已经取得相应的证书。通常情况下,应当由具有2年以上焊接工作经验的焊工担任焊缝返修技术的施工。
2.焊材与管材
用于焊缝返修的焊材必须要保证与业主提供的焊接工艺文件中的规定相符合,不能随意进行变更。通常在焊缝返修时使用的焊材应该与管口焊接时使用的焊材保持匹配,而且要求焊材具有较强的抗裂性能,才能达到焊缝返修的质量要求。
3.焊接设备
焊缝返修使用的设备应当保证功能较为齐全,而且移动较为方便,通常移动工作站应设置在电源较为方便的地区,而且应当配备能够使用角向磨光机的电源和照明设备。另在,在大口径运输管道进行焊缝返修施工时,应当配备能够进入至少一人的管内滑动小车和送风装置。
4.焊缝返修常见的几种缺陷
在焊缝返修施工中,经过现场监理人员确认存在内部缺陷,必需要进行及时的处理,同时自检焊接时存在的缺陷也必须要进行有效的处理,才能保证焊缝质量达到标准的要求。常见的焊缝缺陷有两种:
第一,焊缝的外部缺陷。外部缺陷指的是人们的肉眼可以直接观察到的缺陷,如焊缝质量检验时对于焊缝尺寸的检查,一般可以用焊缝检验尺来完成。外部缺陷主要分布在焊缝的表现,常见的外部缺陷如未融合、未焊透、脱节以及表面气孔等等。
第二,焊缝的内部缺陷。内部缺陷显然是无法通过人的肉眼进行识别,需要通过x射线或者是A型超声波才能对其进行判定,常见的内部缺陷主要有气孔、夹渣、未熔合等。气孔和夹渣的存在,如果没有超过合理的范围内则是允许的,但是如果超标则必须要进行返修。相比之下,对于未熔合和裂纹缺陷的要求却十分严格,存在缺陷就必须要进行返修。其中,气孔的产生大多是在焊接的过程所形成的气体没有及时排出焊缝,而停留在焊缝表面所引起的,气孔的形状有单个气孔,也有密集型气孔,通常分布在焊缝的填充层和接头的位置。夹渣的产生则是由于焊缝金属在冷却的过程中所产生的残留在焊缝中的非金属氧化物,夹渣的产生与焊工焊接技术的不成熟有着较大的关系,夹渣的形状有条形夹渣和点状夹渣,一般出现在焊缝的边缘地区。未熔合指的是在焊接的过程中焊材与木材之间没有完全熔合的现象,通常产生未熔合现象的主要因素就是由于焊工的技术不成熟、操作不当所引起的,未融合现象一般形成于焊缝的边缘或者是层间的位置。裂纹是一种十分严重的内部缺陷,通常分布在根焊层和焊缝的近表面,其产生的原因是由于焊接过程中受力不均匀所引起的,一般呈现横向或者是纵向的分布,特殊情况下也会产生不均匀分布的情况。
5.返修焊接技术
返修焊接是一项系统的工程,而且对于该项工程施工质量有着较高的要求,当接到监理单位的焊接返修通知时,需要及时组织相关的人员进入到现场,按照不同类型的焊缝缺陷采取科学的处理措施。
第一,焊缝的外部返修。当准备工作就绪后,焊工需要根据缺陷产生的位置、形状、性质等进行观察,从而寻找处理缺陷的具体方法,并且对缺陷进行及时清除。如果焊接口的位置使用的钢号较高,则要特别注意焊前的预测和焊后的湖岸冷措施,在可能的情况下,应当保证返修焊接一次合格,避免多次返修。
第二,焊缝的内部返修。内部返修需要返修人员进入到管内来实现,因此管口直径越大,返修就越容易进行。针对管口根焊缝的缺陷的处理相对较为容易,越进入到管内,光线和通风条件却差,人员的行为也受到限制,所以返修的难度也较大。因此对于内部返修一般需要配备活动小车装置用来实现人员的移动,同时配备完善的通风和照明系统,保证返修质量的同时也确保人员的健康和安全。
6.结论和建议
长输管道的焊缝返修是一项艰苦的工作,其作业条件受到多方面因素的影响,而同时返修工作也是一项十分重要的内容,返修质量的好坏对于管道工程的使用寿命有着重要的影响。在进行焊缝返修施工时,积极为焊缝返修工作创造良好的条件,设备 辅助人员,质量负责人应及时到位,确保焊口返修工作能够安全顺利地进行。笔者认为,在日后的工作中,一方面要注重焊工综合素质的强化,保证具有良好身体素质的同时,促进焊工焊接技术水平的不断提升,同时在焊工队伍的选择方面,要大胆启用年轻的焊工参与焊缝返修工作,对于焊工队伍实施动态的、科学的管理方法,从而促进焊缝合格率的提高,为施工单位和运输单位创造良好的经济效益和社会效益,促进我国市场经济的快速发展。另一方面,对于焊缝质量的检验要求要不断的提高,从而降低焊缝返修率。随着管道焊接工艺的日渐成熟,我国管道焊接的质量也将不断提升,对于我国管道运输的发展发挥了重要的作用。
参考文献:
对“艺术界”概念的形而上讨论出现在后分析美学领域。从词源学上说,“艺术界”作为一个概念首先就是在美学领域出现的。这个概念代表了美学内部一种新观点的出现及壮大,即主张从艺术与社会情境之间的关系出发,对艺术品资格问题进行探讨,其代表人物是阿瑟•丹托和乔治•迪基。1964年,丹托在他的论文《艺术界》中率先创造出“artworld”一词。把某物看作是艺术需要某种眼睛无法看到的东西———一种艺术理论的氛围,一种艺术史知识:这就是艺术界。〔1〕在丹托看来,后现代艺术实践带来的直接问题就是:如果艺术品与日常物在外观上没有差别,那么是什么让艺术品区别于它的日常对应物?而这根本上取决于作品成功地与外在于它的语境———艺术理论与艺术史氛围———建立了联系,并且上述这种区分只有在语言哲学意义上才是成立的。也就是说,决定某个实物成为“艺术品”的不是它外观本身所展示出的东西,而是直指它所涉及的种种观念。在此意义上,丹托显然已经偏离了对艺术品本身的关注,而转向促使一件实物被看作艺术品的特定外在因素。但是就“艺术界”一词的意义而言,虽然丹托指明“艺术界”是一种艺术理论氛围和艺术史知识,在《艺术界》一文中,他其实并没有深入地阐述该概念。对于“艺术理论氛围”和“艺术史知识”的进一步说明出现在他1992年的《超越布里奥盒子》这本著作中。在此书中,丹托提出了“理由话语”(discourseofreasons)的概念。在他看来,艺术界就是体制化了的理由话语系统,而所谓的“理由话语”有以下几个性质:第一,艺术品不是天生存在的,作为一种特殊的文化产品,是“理由话语”赋予作品以意义与结构,即赋予其艺术品的资格;第二,“理由话语”是被体制化了的,它遵从一种历史秩序的演变,艺术品也同样遵从相应的历史秩序;第三,艺术界成员需要非常熟悉艺术史知识或艺术理论等这类话语体系。〔2〕在说明这种“理由话语”系统时,丹托援引了野兽派画家马蒂斯的看法,马蒂斯并未高估自己的才能,他承认单凭个人天赋,艺术家并不可能创造出真正的艺术品,甚至于他自己作为艺术家的身份也不可能存在:“我们并非我们所制造之物的主人。它是被施加于我们的。”〔3〕从丹托对“理由话语”的描述,以及马蒂斯的切身体验中,我们大致可以描摹出“艺术理论氛围”的状况:所谓的“理论氛围”是指弥漫于画廊、展览馆、艺术沙龙等艺术机构中的更为宽泛而惯例化的艺术眼光,而非某种我们一般所认为的得到严格阐述的理论观点。自《艺术界》一文发表以来,丹托的观点便极大地震撼了当时的美学界,以往美学总是热衷于艺术品内在属性,然而,丹托却让人们认识到艺术品所处的外在情境的重要性。其直接后果就是五年后T.J.迪菲的《艺术界》(“TheRepub-licofArt”)和迪基的《何为艺术?》相继问世,这两篇文章都致力于重视艺术实践所处的社会文化结构。而迪基的《何为艺术?》显然影响更著。在这篇文章中,迪基对丹托的理论进行了改造,发展出自己的艺术界观点,即被后人称之为“艺术的体制理论”(theInstitutionalTheoryofArt)。相对于丹托,迪基在“艺术界”概念上的重大突破就在于他离开了语言哲学的思路,把“艺术界”理解为一种社会文化结构。按照迪基的说法,艺术品之所以会是艺术品,是因为某个或某些个代表艺术界的人授予了它作为艺术欣赏对象的资格。类别意义上的艺术品是:1.人工制品;2.代表某种社会制度(即艺术世界)的一个人或一些人授予它具有欣赏对象资格的地位。①与丹托相比,迪基的理论显然具有更鲜明的社会学色彩,在他这里“艺术界”不再局限于艺术史知识和艺术理论氛围,它还涉及了更为结构性的社会体制。在此意义上,迪基把“艺术界”与“艺术体制”相提并论显然极有意味,他进一步淡化了形而上立场,指出艺术品的资格是在社会现实语境下实现的,并将“体制”这一社会学术语引入了艺术界理论中。艺术的体制理论经历过两个发展阶段:即20世纪六七十年代的体制论阶段和80年代的习俗论阶段,其代表作分别是1969年的《何为艺术?》和1984年的《艺术圈》(TheArtCircle:ATheoryofArt)。在这两个阶段,迪基的基本立场主要体现在对“体制”一词的不同态度上。总的说来,迪基是将“体制”理解为文化系统中的“习俗惯例”,即一种“惯例的实践”(customarypractice)〔4〕,它是艺术品得以呈现的特定的文化结构。但所谓“体制”并非如他自己所希望的那么清晰,无论是他自己的论述还是美学家们的反应都体现出这一问题的复杂性,而这一点集中体现在他1969年的文章中。1969年,迪基显然是将“体制”和“授予”一词联合使用的。迪基对“体制”的这种用法引起了后分析美学界的轩然大波,尽管迪基自己在此后的多篇文章中都极力辩解,但他在此文中多用“体制”来代替“习俗”的做法,以及对“授予”一词的频繁使用,都促使人们很轻易地联想到一种带有一定规范性和权威的社会体制,甚至是社会组织。实际上,美学界对迪基理论这种误读既为他引来了最激烈的批评,也奠定了他在后分析美学中不可动摇的地位———诚如《美学百科全书》撰稿人之一的耶纳尔所言,正是这种与“授权”联系在一起的“体制”被认为是迪基理论中最杰出的贡献。〔5〕这种转变进一步体现出当代美学理论中“语境论”路径日益得到了重视。艺术界不仅是艺术品得以呈现的外在场所,更是赋予作品以艺术品资格的活动所发生的体制性环境,这使艺术界具有了规范性和建构性力量。丹托和迪基对艺术品与其所处语境之间的关系的讨论,可以说是“艺术界”理论最引人关注的成果之一。尤其在迪基这里,语境与更为具体的社会结构或社会体制结合了起来。“艺术界”的发现对后分析美学的发展影响极大,无论是诺埃尔•卡罗尔的历史叙事理论和列文森(JerroldLevinson)的“意图-历史”理论对“历史语境”的强调,还是马戈利斯(JosephMargolis)把艺术品看作一个文化实体的做法,抑或诺维茨(DavidNovitz)对艺术在文化认同过程的建构作用的重视都无法离开“艺术界”这一语境。正是基于这一点,斯蒂芬•戴维斯(StephenDavies)等美学家会把他们归为“语境论”。当然综合而言,这种对“艺术界”的讨论仍停留在一种形而上层面,无论是丹托还是迪基都是将它作为一种默认的概念加以运用,以说明艺术何以成为艺术,但他们却少有对这一要素自身状况的阐述。
二、对“艺术界”的结构性分析
改革开放以来,我国的国民经济取得了尤为迅速的发展,而随着物质基础的日趋牢固,当前对各种基础设施建设的需求也越来越大,对各型建筑的要求无论是数量还是质量都有极大的增长,这一方面是生产力发展的迫切需要,另一方面是建筑行业本身能力与水平不断提升的内在要求。钢结构建筑作为当前建筑物中的一种主要形式,可以说与混凝土建筑具有同等重要的地位,并且钢结构建筑还具有诸多混凝土建筑不具备的性能,因此被越来越多的应用到建筑之中。时代的发展对于建筑提出了更高的要求,钢结构建筑的焊接技术也需要保持与时俱进。
1 我国钢材的使用情况概述
我国每年的钢产量是非常大的,而巨大的钢产量意味着巨大的焊接需求。建筑行业是钢铁的消耗大户,因此探究建筑钢结构的焊接技术具有重要的意义。相较于其他的建筑形式,钢结构建筑的施工周期更短,适应性强、外形丰富、施工方便,因而钢结构被广泛应用于高层建筑、厂房、仓库、码头、桥梁等的施工中,现代经济的发展使得各种基础设施的建设项目越来越多,对于钢材的用量越来越大的同时,对钢结构的焊接技术也提出了更高的要求。
2 建筑钢结构焊接技术现状分析
2.1 焊接技术和焊接材料的发展现状
近些年来我国除了在经济方面取得了举世瞩目的成就,在工业方面同样实现了跨越式的进步。随着钢结构建筑在建筑领域中的应用越来越广泛,各种新型建筑钢结构的焊接技术也层出不穷,焊接技术的进步带来了钢结构建筑的发展。当前各种焊接技术种类繁多,但是并没有出现哪一种焊接技术能够广泛适用于各种建筑钢结构的焊接之中,钢结构建筑的施工仍旧需要根据建筑的原材料以及焊接材料来确定焊接技术与焊接工艺。
2.2 建筑钢结构焊接设备的发展现状
焊接设备的质量与建筑钢结构焊接的质量息息相关,虽然我国的钢结构建筑越来越多,对于焊接技术的应用也越来越多,但是在焊接设备方面的发展却一直处于停滞状态,当前焊接施工中很多设备都是从国外进口或者采用国外技术在中国制造,我国并不具有核心知识产权,这不仅带来了更加高昂的焊接成本,也不利于我国钢结构行业的发展。从当前的情况来看我国的钢结构制造企业与国外企业仍旧存在一定的差距亟待弥补。
2. 3 焊接技术人员的培养现状
随着市场上的钢材的种类日益增多,钢结构的焊接工作对于技术人员的技术水平及综合素质的要求也越来越高,虽然我国的钢结构建筑被广泛的应用,但是对于专业技术人员的培养却仍旧稍显不足,与发达国家相比我国在对相关技术人员的培训、管理以及资质考核等方面还有诸多差距,这就导致了从事建筑钢结构焊接的工作人员职业素质参差不齐,既不利于建筑工程的施工也不利于我国焊接技术的发展。
3 建筑钢结构焊接技术的发展趋势
3.1 新技术的创新应用
1) 高强钢焊接技术。随着城市土地资源的日益稀缺,城市的建筑越来越高,这就对建筑钢结构的强度提出了更高的要求。当前将高强钢应用于建筑钢结构中的情况也越来越多,为了保证高强钢焊接之后的强度能够达到要求,高强钢的焊接技术更为严格,需要控制好焊接电压、电流、焊接速度、冷却时间以及焊缝当中碳氧等元素的配置比例,同时还要控制好应力和变形。
2) 低温焊接技术。建筑钢结构的焊接同样会受到温度的影响,在低温下焊接时焊缝会出现裂纹,在工作状态下容易发生脆断,而低温焊接技术的出现则很好地解决了低温天气对于钢结构施工的影响,国家体育场“鸟巢”的钢结构工程就是最显著的代表。一般来说低温焊接技术的应用温度要在 -15 ℃以上,温度太低时测温仪以及送丝机的工作状态难以保障。
3) 组合楼板栓钉穿透焊技术。当前我国高层建筑钢结构对于组合楼板的使用也越来越多,这使得组合楼板栓钉穿透焊技术应时而生。所谓的组合楼板栓钉穿透焊技术指的是在焊接时通过电弧的燃烧使得栓钉穿透压型钢板并焊接在钢梁的表面上,栓钉将组合楼板紧密结合在一起,使得楼板的强度能够达到设计使用的需求。
4) 铸钢及铸钢节点焊接技术。对于一些跨度比较大的大型厂房建筑或者体育馆类的建筑,铸钢及铸钢节点焊接技术得到了很好的应用。铸钢及铸钢节点焊接技术在处理复杂多变的建筑造型时更为有效,但是这种焊接方式也不是最完美的,因其含碳量比较高,在焊接时容易带入各种杂质,而且铸态时的组织晶粒比较大,导致了其焊接性能会相对差,所以铸钢节点对于焊接工艺的要求也很高,主要表现在减少残余应力来防止裂纹的产生。
3. 2 焊接设备的创新发展
随着科技的发展,焊接设备也处在不断的更新换代之中,当前建筑钢结构焊接施工中主要使用的机械有手工电焊机、电渣焊机、MIG 和 MAG 焊机、埋弧焊机等,随着科技的发展以及人们对于可持续发展的不断追求,焊接设备必将朝着高效节能的方向发展。新型焊接设备可以采用逆变电源以及微处理器,逆变电源的出现能够显著降低焊接设备的质量和体积,而微处理器的应用则能够提高其智能性,用同一台焊接设备实现多种焊接技术。
3. 3 提高焊接技术人员的素质
焊接技术人员的职业素质对于建筑钢结构的焊接质量的影响至关重要,而随着各种新型焊接技术的发展,焊接技术人员必须不断地提高自身的职业素质才能满足建筑钢结构焊接的要求。作为一门专业性非常强的技术,从事建筑钢结构焊接技术的人员需要进行严格的培训和考核,获取相关的操作资格,以此来保证操作的质量。而各种新型钢材的出现使得新兴的焊接技术也层出不穷,想要提高建筑钢结构的焊接质量,相关焊接的工作人员需要不断提高自身的知识水平,了解各种新型钢材的物理性能和焊接方法,从而推动焊接技术的发展。
4 结语
高层建筑的形式层出不穷,钢结构建筑的广泛使用对焊接技术提出了更高的要求,笔者从焊接技术和焊接材料的发展现状及建筑钢结构焊接设备的发展现状、建筑技术人员的培养现状探究了建筑钢结构焊接技术的发展趋势,作为我国经济发展的支柱型产业,建筑钢结构焊接技术在建筑行业中占有举足轻重的地位,建筑行业需要审度当前科技发展的形势,从新技术、新设备、新人员三个角度来考虑建筑钢结构焊接技术的发展趋势,从多个方面来提高建筑钢结构的焊接质量,以便充分保证建筑物的整体质量,继而创造更大的经济效益和社会价值。
参考文献:
[1] 李 斌. 建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J].科技创新与应用,2013( 13) :245-246.
[2] 李方芳. 我国建筑钢结构焊接技术的发展现状及未来发展趋势[J]. 科技风,2014( 18) :165-166.
[3] 李雪峰. 我国建筑钢结构焊接技术的发展现状与发展趋势[J]. 科技创新导报,2015( 8) :67-68.
[4] 段 斌,孙少忠. 我国建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J]. 焊接技术,2012( 5) :6-7.
1 焊前准备
1.1 罐体结构简介
储罐主要由内罐、外罐、保冷层、平台梯子等组成,结构形式为内罐吊顶、外罐拱顶的双壁单容罐,内罐存储LNG,外罐仅用来承装保冷材料和闪蒸气体。内罐罐体材料为06Ni9低碳调质钢,由底板及顶板及9带壁板组成,其中底板δ=5mm、δ=10mm,壁板δ=7、8、10mm,加强圈δ=5、6mm。
1.2 材料
(1)母材的要求:所采用的材料,应符合设计文件的规定。材料必须具有制造厂的质量证明书,其质量不得低于国家现行标准的规定。材料使用前,应按相关国家现行标准的规定进行检查和验收。06Ni9板供货状态:淬火加回火,基体组织为回火马氏体加奥氏体组织。
(2)焊材的要求:焊条应符合现行国家标准《镍及镍合金焊条》GB/T 13814的规定。焊条应具备出厂合格证及材质证明书,无破损、发霉、油污、锈蚀、偏心现象。焊材的选用:06Ni9焊接焊条选用:E NiCrMo-6。
(3)焊材的管理:存放焊材库房规定:
①应干燥通风,库房内不得存放腐蚀性介质,焊材存放应距离地面和墙面至少300mm,库内温度应不低于5℃,湿度应不大于60%;
②焊接材料应做好标识,分区存放,分类管理;
③焊条使用前应按照焊条说明书的要求烘干,烘干后的焊条应保持在100-150℃的恒温箱中,随用随取。施工单位应设专人进行保管、烘干、发放与回收,并有详细的记录台帐。焊条烘干应做记录,记录上应有焊条牌号、批号、烘干温度和时间;焊条发放应做记录,记录中应有领用焊工姓名和使用部位。
④焊条领出后应在保温筒内存放,并在4h内用完。退库焊条应重新烘干,重复烘干次数见下表。当天未用完的焊条应回收存放,重新烘干后首先使用,焊条烘干参数见表1。
⑤施工现场的焊接材料贮存场所及烘干、去污设施,应符合国家现行标准《焊接材料质量管理规程》JB3223的规定(如表1所示)。
1.3 焊接设备
焊接设备的选择交流焊机BX-500。
1.4 施焊环境规定
(1)焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和焊工技能不受影响。要求不低于0℃
(2)焊接时的风速规定:手工电弧焊:8m/s;
(3)焊接电弧l m范围内的相对湿度应符合下列规定:不得大于90%。
(4)当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪,或在下雨、下雪刮风期间,焊工及焊件无保护措施时,不应进行焊接。
2 焊接工艺
2.1 焊接方法
镍合金06Ni9采用焊条手工电弧焊.
2.2 坡口加工方法及要求
(1)06Ni9板到货钢板尺寸为双定尺板,坡口加工:切割用等离子切割后用刨床加工坡口。清理焊道采用不锈钢磨光片。
(2)坡口加工后应清理其加工表面。焊件组对前,应对坡口两侧各50 mm范围内进行清理。油污可用蒸汽脱脂,对不溶于脱脂剂的漆和其他杂物,可用氯甲烷、碱等清洗剂清洗,标记墨水可用甲醇清除,被压入焊件表面的杂物可用磨削、喷丸或10%盐酸溶液清洗。并用水冲净,干燥后方能焊接。
(3)坡口加工型式见焊接工艺卡(附后表)
2.3 定位焊
(1)焊接定位焊缝长度宜为10~15mm,高度宜为2~4mm,且不应超过壁厚的2/3。
(2)定位焊缝应能保证焊透和融合良好,且不得有气孔夹杂缺陷。
2.4 施焊通用规定要求
(1)焊条电弧焊应采用后退起弧法,收弧时应将弧坑填满。多层焊的层间接头温度应错开30-50mm。
(2)焊件表面不得有电弧擦伤。不得在焊件表面引弧,熄弧。
(3)双面焊的对接接头在背面焊接前应清根,低温钢焊接接头宜采用机械打磨法。
(4)低温钢焊接过程应控制下线能量,并在施工技术文件规定的范围内选用较小的焊接线能量。焊条电弧焊时,可用每根焊条焊接的焊缝长度控制线能量,层间温度≯100℃。
(5)焊条直径不应大于工艺评定试件采用的焊条直径,焊接接头单层厚度应不大于工艺评定试件单层厚度。
2.5 焊接工艺措施
2.5.1 内罐06Ni9壁板的焊接:
(1)所有焊缝焊接过程中严格控制单根焊条焊道长度,控制单位焊缝长度焊条使用量,避免清渣过程对层间焊道的磨削量。
(2)焊接过程中严格控制层间温度不超过60℃。
(3)卡具焊接按3.4.1.7条执行,卡具的摘除宜使用角磨机磨除,使用氧乙炔火焰切割时不得贴主材板表面切割,应沿卡具侧切割,割后残留焊缝须使用磨光机磨平,严禁使用火焰切割。
①壁板焊接时应先焊完相邻两圈壁板的纵向焊接接头后,再焊该两圈壁板间的环向焊接缝。纵焊缝宜采用分段退焊法。
②采用间隙片控制焊缝间隙,焊缝间隙的大小按照设计规定。环焊缝装配完毕后,应由数名焊工均匀分布,向同一方向施焊,且采用分段退焊的方法进行焊接,以减少焊接变形。
2.5.2 内罐壁板焊接工艺参数具体见焊接工艺卡(见表2、表3)。
操作技术要求:
1、环境温度低于0℃,要求预热。雪天气应设有焊接遮挡措施;
2、坡口加工采用等离子切割,并用砂轮清理加工面。坡口加工后应进行外观检查,坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷;
3、焊接前清理:先将焊件坡口、内外坡口面及两侧范围应不小于25mm的油污、锈清除干净,再用火焰烤除水份。
4、根焊必须一次焊完,中间不得停留,焊道层间温度小于600;
5、焊接收弧时应填满弧坑,避免弧坑裂纹的发生,收弧时将弧坑填满。不得有裂纹、缩孔等。
6、采用多层多道焊,线能量:小于13KJ/cm,短弧焊接。
操作技术要求:
1、环境温度低于0℃,要求预热。雪天气应设有焊接遮挡措施;
2、坡口加工采用等离子切割,并用砂轮清理加工面。坡口加工后应进行外观检查,坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷;
3、焊接前清理:先将焊件坡口、内外坡口面及两侧范围应不小于25mm的油污、锈清除干净,再用火焰烤除水份。
4、根焊必须一次焊完,中间不得停留,焊道层间温度小于600;
5、焊接收弧时应填满弧坑,避免弧坑裂纹的发生,收弧时将弧坑填满。不得有裂纹、缩孔等。
6、采用多层多道焊,线能量:小于13KJ/cm,短弧焊接。
参考文献
[1] 立式圆筒型低温储罐施工技术规程.SH/ T3537-2009
改革开放以来,武汉市的经济一直保持稳定快速发展的良好态势。“十一五”以来,2005-2012 年武汉市的GDP 增加了3.58倍。这个数字高于同期全国累计同比增长率,为全国经济持续增长做出了极大贡献,发挥了武汉市作为中部地区中心城市的示范作用。但近年来武汉市经济增长步伐明显减缓,呈现增长乏力的疲软态势。虽然在全球经济危机大背景下,武汉市的发展难以独善其身,但武汉市自身的产业结构确实存在许多问题和弊端。所以,找出其中的短板和瓶颈,提出相应的有建设性的对策建议,为经济增长提供强劲的动力支持已是当务之急。
一、武汉市产业结构发展的现状与特点
三大产业对经济增长率贡献的背后是产业产值的增加和产业结构调整与升级。武汉市产业结构在经济发展过程中不断调整和优化,但由于种种原因,最终结果并不如人意。
1.第一产业占比不断下降,生产方式比较落后
武汉市第一产业比重波动较小,除在2011年到2012年略微有所上升外,在其他年份都持续小幅下降。内部结构不断优化,但主要生产经营方式还是以传统的为主。产业化水平较低,投入产出率低,难以满足市场多样化需求,不利于收入的增加。传统的农业贡献了第一产业的大部分产值,农村居民家庭人均纯收入中农业占比近四分之三,而林、牧、畜业的发展明显力度不够,未能充分利用丰富的水资源和湿地资源的优势,发展特色农业。
2.第二产业占比略微上升,内部轻重工业比重失衡
第二产业比重呈轻微振荡,总体略微有所上升。从2005 年的45.57% 升至2012 年的48.22%。工业占据了第二产业产值的绝大部分,一般在82%以上。但内部轻重工业比例严重失调,呈现明显的重工业化,以汽车、钢铁、冶金、石油化工为主导产业,却以资源过度使用及环境污染为代价。造成不可逆转的对环境的破坏,产业选择重合度较高,利润空间被压缩,工业低水平结构性等矛盾突出。致使地方性产能过剩,虽然在短期内可以保证短期较高的产值,但难以为继。同时,轻工业的发展被严重忽视,不仅损失了大量的产值,也割断了一、二产业间的联系,使产业关联度过低,联动效果不佳。
3.第三产业占比振荡变化,新兴产业发展不足
第三产业的比重呈现先升后降的态势,从2005年的49.57%一路升至2010年的51.44%,而后便出现小幅下降,直至2012年的48.02%。在第三产业的比重总体偏低的情况下,发展速度滞后,而第三产业大多是劳动密集型产业,较低的水平使得原本就供过于求的劳动力市场的就业形势更为严峻。内部结构也局限于传统的商务服务业、仓储业和运输服务业,经营方式落后,竞争力低下,发展空间小,而具有“三高”特征的金融、信息、软件、旅游等新兴服务业发展力度不足,导致武汉市第三产业的总体发展情况不佳,难以形成竞争力。
从总体看,武汉市的二、三产业产值占比95%以上,是经济增长的强劲推动力(见表一)。产业结构不断优化,内部结构日趋合理。但与上海、北京等城市进行类比后,不难发现武汉市产业结构调整和优化的速度和深度还差强人意。武汉市第二产业比重严重偏高(占比50%以上),第三产业发展明显不足。产业结构升级的速度远远落后于东部发达地区。不合理的产业结构导致了市场要素价格的扭曲,对资源的有效配置极为不利。也使得武汉市与东部地区的差距越来越明显,并且过度偏重工业的发展模式,致使产业结构发展的协调性和关联度不高。
由此可知,在武汉市产业结构不断调整和优化过程中,确实存在制约经济快速发展的弊端和问题。为确保要素的合理流动,资源的更好配置,总体效益的不断提升,经济的持续增长,产业结构调整与升级必须提到议事日程上来。同时,产业结构调整与升级是一项涉及风险和外部性的创新活动,在路径选择时必须深思熟虑,考虑周全。
二、基于偏离-份额模型对武汉市产业结构的实证研究和分析
偏离-份额分析法是把区域经济的变化看成一个动态过程,以其所在地区或整个国家的经济发展为参照系,将区域自身经济总量在某一时期的变动分解为份额、结构偏离分量和竞争力偏离三个分量,说明区域经济发展和衰退的原因,评价区域经济结构优劣和自身竞争力的强弱,找出区域具有相对竞争优势的产业门类,进而确定区域未来经济发展的合理方向和产业结构调整的原则。
本文选取了目标区域武汉市及其所在大区域湖北省2005—2012年的国内生产总值(GDP)、第一、二、三产业产值,将数据的单位换算为亿元,基于偏离-份额模型,计算得到武汉市各个产业的偏离-份额数据(见表二)。
1.对武汉市各产业的份额偏离的分析
整体上来看,武汉市各产业的份额份量具有相同特征:第三产业最大,第二产业次之,第一产业最小。随着时间的推移,武汉市各产业的份额分量呈现稳步增长的良好态势。但也不难看出,发展的同时差距也在逐步显现:二、三产业的增长速度明显快于第一产业,且份额分量之和远远大于第一产业。第二、三产业的份额分量相当,差异较小,说明武汉市经济整体水平处于工业化和服务业并进的阶段。
2.对武汉市各产业的产业结构偏离的分析
从纵向时间序列上看,武汉市第一产业的产业结构分量一直为负数,且绝对值不断增加,表明第一产业结构不太合理,层次低下,阻碍了武汉市经济的发展。第二产业的产业结构分量除2007年为-4.18外,总体上为正值,且保持增长趋势,说明武汉市第二产业结构整体优化程度较高,对经济发展的促进作用明显,并且促进作用在逐步强化。第三产业的产业结构分量在2006-2007年为正值,促进了经济发展,但在2008 年后发生逆转,2008-2012年内一直保持为负值,且其绝对值还在不断增加,严重阻碍了经济的健康发展,产生了负面的影响。从截面上进行分析可知,虽然总体上武汉市产业结构份量总量为正,但也存在很多不和谐因素,需要予以重视。每年均有两个不合理的产业结构抑制了经济的增长,这些结构未能自行调整,反而进一步加剧。因此,武汉市产业结构确实存在许多不合理和不协调问题,产业结构调整与优化势在必行。
3.对武汉市产业竞争力偏离的分析
第一产业竞争力除在2006 年为0.44 和2012 年为12.76 外,其他年份一直为负,竞争力不断下降。第二产业竞争力除在2007年具有0.14微弱竞争优势外,在其他年份一直为负,竞争力严重不足。第三产业在开始的2006-2007 年里,其竞争力为负,难以与其他产业抗衡。但在接下来的年份中,竞争力呈上升态势,得到显著提高,市场占有率极大提升。总的来说,武汉市的三大产业,在近些年内,除第三产业的竞争力略有上升外,第一、二产业竞争力不断下降。因此,调整和优化第一、二产业的结构,提升竞争力已是当务之急。
综上所述,武汉市产业结构的主要问题表现在第一产业占比过高,内部结构较为单一,投入产出低,整体效率水平低下;第二产业占比总体上较为合理,整体发展较好,但以重工业为主的发展模式导致产业同构现象明显,资源配置不合理,规模效应较低,缺乏竞争力;第三产业的占比有待提高,内部结构急需完善,技术含量有待提升,对人才的吸纳能力需要。
三、武汉市产业结构调整和升级的对策建议
1.兼顾质量和效益,推进农业产业化,实现农产品多样化和特色化
武汉市自然资源得天独厚,水资源极为充足。由于第一产业发展模式单一,以传统的水稻、小麦、玉米和大豆为主,未能充分发挥好比较优势,种植水生经济作物,发展渔业和养殖业。今后,应在原有单个家庭承包责任制基础上,加快土地扭转,鼓励多样化合作;改变传统的种植模式,使水面动、植物生产互补,实现水陆“双赢”;按照市场需求,丰富农产品的种类,提高农作物的经济价值和附加值,带动关联的食品加工制造业的发展。
2.统筹发展轻重工业,集约发展主导产业,大力培育优势产业
在大力发展制造业基调下,第二产业整体发展状况良好。但由于“重型化”较为明显,产值主要是由汽车、钢铁、冶金、石化等重型工业贡献的,不仅对资源依赖性较强,而且是以牺牲环境为代价的。所以,需要通过平衡轻重工业的比重,保持产业内的良性互动。作为主导产业的重工业应通过产业集聚,加强对资源的整合,实现集约发展;通过技术创新提升企业对工业“三废”的处理能力,发展循环经济,提高资源的利用效率;针对产业中的国有比重过大的问题,应加快国有企业改革进程,使经营体制更灵活。并通过加强与周边地区的合作与交流,比如,针对作为主导产业的汽车行业,发挥与襄阳、十堰、宜昌等地区的产业联动作用,实现规模经济,实现共同协调发展;对具有优势的烟草、食品、纺织等轻工业应加大扶持力度,使其能在服务于农产业的基础上,形成完善的产业链,创造值得信赖的品牌,增强产业竞争力。
3.利用区位优势,发展生产业,重视新兴科技产业
第三产业总体规模不大,具有明显的结构缺陷。由于以传统的餐饮和商贸零售服务为主,金融、信息、咨询、物流、旅游等生产业发展严重不足。首先,武汉市应增强发展第三产业意识,在发展工业的同时兼顾第三产业;其次,武汉市位于中国的中部腹心部位,水陆空交通枢纽完备,具有明显的区位优势。应大力发展物流产业;同时,应通过大力发展旅游文化产业,弘扬武汉具有特色的汉味文化和历史文化古迹;最后,武汉东湖地区是中国较大的智力密集区,集聚了大批高校,科研实力雄厚。应做好产学研对接,充分提升自主创新能力,大力发展新兴科技产业。
四、对武汉市产业结构调整与升级的研究结论与展望
基于对产业结构调整研究的结论和武汉市产业结构的现状,利用偏离-份额模型对产业结构进行实证分析,我们得出武汉市产业结构具有第一产业占比过高,结构单一,缺乏竞争力;第二产业占比较为合理,但以“重型化”为主,同构现象明显,内部亟待升级;第三产业占比有待提高,应发展新兴服务业的结论。并从三大产业的角度,对武汉市产业结构调整与升级给出了第一产业兼顾质量和效益,推进农业产业化,实现农产品的多样化和特色化;第二产业统筹发展轻重工业,集约发展主导产业,大力培育优势产业;第三产业整合利用区位优势,发展生产业,重视新兴科技产业的对策建议。
参考文献
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大连理工大学焊接技术研究所是大连理工大学“材料连接技术”二级学科博士点和硕士点、大连理工大学科研创新团队“先进连接技术及材料”的依托单位。研究所由5名教授、5名副教授、3名高级工程师、3名具有博士学位的讲师以及30余名研究生组成。其中教育部新世纪优秀人才2名,辽宁省“百千万”计划百层次人才1名,中国青年科技奖获得者1名,德国洪堡学者1名。主要从事高性能镁合金、铝合金、钛合金等轻合金以及高强钢的高效焊接和防护技术研究。
焊接研究所近五年先后主持国家“十一五”科技支撑计划、“十五”“863”计划、“十五”科技攻关计划、国家自然科学基金、国际合作计划、省部委科研项目以及军工科研课题数十项。在应用基础研究领域取得了开创性成果,同时解决国家重点工程与武器装备关键技术。近五年发表学术论文120余篇。80余篇次被EI检索,50余篇次被SCI检索,论文被SCI引用150次;近三年受邀请作国际学术会议的大会报告或特邀报告15次,在我国新材料焊接技术应用中发挥了突出作用;申请国家发明专利20余项,已获授权11项,其中7项技术成果在船舶、石化、汽车、摩托车、自行车以及国防军工等领域成功实现产业化应用;经鉴定,多项研究成果达到国际领先、国际先进水平,获国家、省部级科研成果奖多项。
特色研究成果
大连理工大学焊接技术研究所立足于学科研究的发展前沿。既重视学科体系自身的发展,也重视面向社会企业技术问题的研究。近年来解决了我国轻合金及高强钢产业化战略发展所需求的关键焊接与防护技术:
1)低能耗激光电弧复合焊接集成技术
焊接技术研究所在发现低功率激光诱导增强电弧现象的基础上,开发出低能耗激光电弧复合高效焊接技术。目前该技术已经成功实现镁合金、铝合金、船用钢等复杂焊接结构件的高效优质焊接。采用该技术焊接镁合金,使镁合金焊接结构件的动、静载荷由传统焊接技术的60%~70%提高到95%以上(与母材对比),突破了传统焊接技术的“瓶颈”。实现了镁合金焊接构件的实际产业化应用,该技术已经应用于镁合金自行车、摩托车、汽车结构件的研制和生产开发,取代传统胶接和机械紧固的方式,显著节省原材料。提高生产效率,降低生产成本。该技术的应用突破了镁合金焊接技术的壁垒,镁合金焊接自行车已批量出口欧盟国家,成功抢占了国际市场,获得了显著的经济和社会效益,经鉴定。镁合金激光电弧复合焊接技术属于国内外首创。达到了国际领先水平;同时,针对系列船体结构用钢,包括典型的945、980、901、921船体结构钢。以及Q235等普通船用钢,研究所开发出了具有自主知识产权的船舶用成套低能耗高效激光一电弧复合热源焊接装备,进行系列工艺(包括系列厚度、材质)试验。获得最佳的工艺参数数据库及焊接工艺流程,控制焊接变形,从而实现大尺寸船板结构件高效、高质、低成本的焊接,大大降低建造单位吨级船舶所用工时,显著提高造船效率。
本研究方向相继得到了国家“十一五”科技支撑计划、“十五”“863”计划、“十五”科技攻关计划、教育部优秀青年教师资助计划、教育部新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金以及中美国际合作等项目的资助。项目研究成果得到国内外权威焊接专家的高度关注和认可,已发表学术论文50余篇。其中SCI检索30余篇。他引50余次。申请国家专利8项,获得国家专利授权5项,主要研究成果以技术转让、技术入股的方式已经实现了产业化应用。其中部分产品已出口,取得了显著的经济和社会效益。鉴于本研究方向所取得的原创性成果,“低能耗激光增强电弧高效焊接集成技术”获得2007年国家科学技术发明奖二等奖。
2)镁合金先进焊接技术
焊接研究所依据国家镁合金产业化战略发展需求,在国家“十五”“863”计划“镁合金先进焊接技术”、“十五”科技攻关计划“镁合金变形加工与焊接技术研究开发”以及“十一五”国家科技支撑计划项目“镁合金防护与连接工程技术研究开发”的支撑下,已开发出低能耗激光一电弧复合热源焊接技术、活性焊接技术以及激光胶接焊技术等系列先进焊接技术。采用该技术能够成功实现镁合金之间以及镁合金与铝合金、高强钢等异质材料之间焊接接头的优质、高效连接。镁合金焊接接头的抗拉强度、疲劳强度等动静载荷性能均达到镁合金母材的性能,达到了产业化应用的要求。镁合金焊接技术已经得到多项国家发明专利授权,并成功实现技术转让,镁合金焊接结构件已批量生产,实现了产业化。
镁合金焊接材料是实现镁合金连接结构件产业化应用的关键环节。焊接研究所在“十五”期间致力于高性能镁合金焊丝的研发,在镁合金焊丝成分设计及焊丝制备方法等方面均取得了突破性进展,已获得0.8mm~5mm系列镁合金焊丝低成本、高效制备技术,获得国家发明专利3项。目前镁合金焊丝制备技术已经实现技术转让,取得了显著的经济和社会效益。
镁合金在铸造、机械加工和使用过程中产生的缺陷严重地影响了产品的质量,目前镁合金铸件的补焊主要采用电弧焊工艺,普通电弧焊单道焊接熔深约为2mm,因此补焊时需要采用电弧气刨等方法开坡口、进行多道焊接,需要层间预热,工艺复杂,效率很低,并且容易造成氧化夹杂等,降低补焊件使用性能,制约了镁合金的应用。焊接技术研究所在发现镁合金活性焊接理论的基础上,首次提出活性补焊工艺,即利用活性剂增大熔深200%~300%的特点,对镁合金大型铸件进行活性补焊研究,将铸件中各种缺陷部位重熔以达到消除缺陷的目的,并且补焊工艺简便,该技术具有低成本、高效率等优点。能够满足实际工程中大型镁合金铸件补焊的需求。
本方向研究成果得到国内外同行专家的认可,在《Metallurqical and Materials Transactions A》、《MaterialsTransactions》、《金属学报》等国内外学术期刊上20余篇。经鉴定“镁合金活性焊接技术”达到国际先进水平,并获得2007年中国材料研究学会科学技术二等奖;“优质、高效镁合金焊接材料制备及其应用技术”,获得2007年中国机械科学技术奖二等奖。
产业化应用及国际合作交流
大连理工大学焊接技术研究所依托于大连理工大学创新产业园、国家级船舶制造工程中心,构建了完善的产、学、研发展体系,与国内外科研院所、知名企业开展了广泛的技术合作。其中具有完全自主知识产权的镁合金系列先进焊接技术,已在北京、大连、营口等地进行产业化。目前已实现镁
合金自行车车架批量生产,焊接镁合金自行车已达到国际标准,并已批量出口欧盟;研制开发的摩托车镁合金结构件、混合动力车镁合金结构件,已通过试车实验,达到了产品的技术指标,并满足用户使用要求。焊接研究所与国际著名汽车公司开展了密切国际合作,正致力于复杂结构镁合金汽车焊接零部件的研发,已取得了突破进展。
“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,大连理工大学焊接技术研究所已经具备承担国家各类重大科研计划项目、企事业重大课题的能力,研究所全体研究人员将继往开来,以提高我国装备制造业焊接技术水平为使命,不断攀登新的科学高峰。
湖南大学:配电网先进节能技术和系列装置
当前管道的工作参数得到了很大的改变,其使用领域正在逐渐扩展,这就使得焊接技术的要求变得更加严格。最为常用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料、焊接设备等方面的使用情况得到了很大的改进,而在高效、低耗、低污染等方面的要求也有所提升。随着技术竞争不断加大,焊接工作者面临的焊接技术难题也会越来越复杂,这就需要积极研究出新的焊接方法,运用先进的焊接技术投入到工业生产中,促进管道的焊接技术得到显著的改进。
1.当前管道焊接施工面临的相关问题
1.1现场施工环焊缝的焊接
低C微合金控轧及加速冷却后将会出现管线钢,且力学性能较强。但焊缝是属于电弧熔化的一种组织形式,其强韧性匹配程度水平较低,在使用过程中倘若与母材韧性匹配存在着很大的难度。在经过X80管线钢的相关检验后得出,当管线钢强度级别增强时,其环焊接头达到高强匹配的难度将逐渐增加。这就使得管线钢强度的大大增强,给研制高强度、高韧性焊接材料造成了较大的麻烦,而现场环焊缝的焊接对于高强度管线钢运用有着很大的阻碍。
1.2管道建设的焊接工艺
焊接施工作业点对于整个管道建设而言,其能够出现不同情况的变化,由于自然环境出现的清理复杂,使得长输管道的施工常出现很多不同的因素影响,如:人文环境、地质形貌、气候条件等。管道施工的焊接工艺要想达到各种焊接环境的需要,就必须保证管道施工的焊接工艺呈现多种形式。但是当前管道环焊缝最为普遍运用等不断变化的同时,焊接施工劳动强度也会随之增强,当前的自保护药芯焊丝半自动焊工艺却难以满足今后的管道建设需要。
1.3高效率的根焊方法的不断开发
管道焊接施工大多采用流水作业方式,根焊完成的速度决定了整条管道建设的效率。而焊部焊缝中的未熔合、未焊透、咬边、内凹等缺欠是影响管道安全的重要因素。因此,根焊的质量和速度是管道建设的关键环节。目前管道建设常采用的根焊方法有纤维素焊条电弧焊、数字电源熔化极气保护半自动焊和内焊机熔化极气保护自动焊等,几种方法在焊接工艺性、焊接质量和焊接速度等方面各有所长。管道技术人员仍在不断开发新的高质量、高效率的根焊方法。
2.管道中常用两种焊接工艺的对比分析
2.1纤维素型焊条下向电弧焊焊接工艺
纤维素型焊条在使用过程中其电弧吹力大,且工艺效果显著,能够在单面焊双面成型的根部焊接中发挥作用。自保护药芯焊丝由于半自动焊,其操作形式较为优越,且位置能够快速成型,熔敷性能好,使得焊工对于此项技术很好的把握。这类形式的焊接方法主要用在野外环境下的施工,在当前的管道焊接施工中也是极为普遍的方式。伴随着管道输送压力和钢管强度级别的有所改善,给环焊缝的强韧性制定了更加严格的标准,难以满足自保护药芯焊丝产品的生产需要。
2.2熔化极气体保护下向自动焊工艺
熔化极气保护焊过程中,在焊接区中的优越性体现在维护边界,生产快速,能够实施自动化生产,且采取必要的全位置焊接。这使得该技术在长输管道焊接中的自动化焊接方面得到了充分的运用。自动焊焊接的特点在于效率高、消耗低、稳定型好,对于恶劣的环境条件中使用效果显著。对于坡口形式的标准更加高,当其难以达到标准需要时,则将导致管口组织的精度较差,导致烧穿、未焊透、未熔合等问题。这就需要在焊接施工现场结合配管端坡口的相关形式做好处理,以保证最终的精度达到相关的要求。但在外界因素的影响下,自动焊接施工涉及到的范围较大,而焊接机组需经过一个调整时期,这对改正焊接作用的发挥有着很大的阻碍作用。
3.大直径厚壁管的高效焊接法
当管道的形式属于全焊结构时,其焊接工作的劳动强度将变得更强,且在质量方面的标准也会大大提升。但焊接工作者在施工过程中根据自己的实际经验进行研究,取得了客观的技术进步。而在输送管线工作参数积极改进的当前,对大直径厚壁管的要求更为严格。在生产过程中主要是运用把钢板压制成形的方式,这样才能保证管道的使用性能不会被影响。针对厚壁管焊接工作量较大这一问题,需要使用串列电弧高速埋弧焊来增加钢管的产量。对于5丝埋弧焊焊接16 mm厚壁管外纵缝而言,其最高焊接速度能够达到156m/h,而焊接38mm厚壁管外纵缝的速度则达100m/h。
4.大直径管对接全位置TIG焊机
对于我国的管道生产企业而言,很多中型企业的焊接机械化、自动化水平已经达到了一个较高的台阶。焊接机械化主要是说焊接机头的运动和焊丝的给送通过机械化的形式来实现,不需要人工进行操作,这就需要在焊接过程中焊头适当调整接缝中心位置,并对相关的焊接操作做好观察调整。焊接自动化主要是说焊接过程在开始到结束后这一过程都是通过焊机的执行机构自动实现。不需要操作工人为改动。整个调整过程都是在焊机的自适应控制系统下完成的。论文参考网。由于自适应控制系统主要是受到高灵敏传感器的作用,采用了先进的人工智能软件,这对于数据信息的处理能够发挥出明显的优势。
大直径管对接的全位置TIG焊在当前的管道焊接中属于一项技术含量较高的操作。当前企业要想培训出技能高度熟练的焊工则需投入较大的资金,并且在焊接质量上难以得到保证,产品的焊接质量必须靠焊工自己积累的经验才能有所提升。为避免焊工技能不足带来的问题,防止人为因素给产品焊接质量造成影响,这就需要采用先进的智能操作方式来实现生产。这种自动焊管机能够在直径165~1000mm,壁厚7.0~35.0mm的不锈钢管环缝中得到有效的处理。焊机的自动控制系统使用的是视觉和听觉传感器,并通过计算机来实现控制。
自适应控制和质量监控系统在使用过程中的理论依据为:自适应控制采取视觉传感器实时检测后,对不同的信息或图像进行数据化处理,这样能够按照一定的逻辑规则运行,对焊接情况进行实时观察。且焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器,听觉传感器、电流传感器的具体情况来测定焊接熔池尺寸、焊道形状,这样能够有效提高焊缝质量。论文参考网。论文参考网。
安装视觉传感器对于自适应控制系统的使用过程有着较大的作用,把所摄取的对接区图像输送给计算机后就能起到很好的显示作用。掌握计算机软件图像后,能够对坡口边缘的位置进行测量,便于以后的焊接操作。
摄像机和激光聚光灯是构成激光视频传感器的主要部件,主要安装位置是焊枪后面。其生成的图像可以对焊道表面与坡口侧壁之间的角度进行测量估算。而控制系统结合相关的信息能够实现焊接参数的确定。
5.结束语
科学技术的不断发展使得管道制造企业研制了很多先进的焊接技术,并且运用到了大量的现代化焊接设备,而焊接生产的工艺水平也在这种环境下得到了很好的改进。各个管道制造企业应该在生产中积极采用这些技术,并根据自身的经验不断研发新的焊接技术,提高产品的焊接质量。
【参考文献】
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