本发明属于长直线金属管道施工技术领域，尤其涉及一种半自动化金属管道预分支施工方法、装置及应用。
背景技术：
目前，在管道安装施工过程中，采用现场制作的传统施工方式所需要的时间成本非常高，逐个焊接的工序繁杂，耗费时间长；且三通配件密集导致管道上的焊口过多，不利于后期调试及问题排查。现有的独立拉拔、铣切、焊接工艺虽然能够在一定精度上完成金属管道上支管拔孔、铣切和焊接成型的加工，但是由于金属管道的大量使用，管道生产的时间依然过长，每一处铣切处理的时间和施工成本依然很高，同一管道上的同样的工序需要重复操作多遍，不利于大批量的生产，无法满足市场的需求。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的独立拉拔、铣切、焊接由于金属管道的大量使用，管道生产的时间依然过长，每一处铣切处理的时间和施工成本依然很高，同一管道上的同样的工序需要重复操作多遍，不利于大批量的生产，无法满足市场的需求。
解决以上问题及缺陷的难度为：
独立的拉拔、铣切、焊接工艺日趋成熟，独立的拉拔、铣切、焊接工艺是专项独立的精细化工艺，特别是铣切与焊接工艺，在其独自工艺的供应市场，无论是在广度及深度上的发展皆较为成熟，且已逐步倾向于从人工转全自动化的转变；但由于此种施工工艺的施工材料、施工环境的要求较高，无法契合施工管理场地，使得各项施工工艺无法在工程生产板块中寻求到清晰的工程界面、无法在工程生命周期中寻求到明确的施工节点、无法在工程管理板块中寻求到价值立足点。
解决以上问题及缺陷的意义为：
单一工艺对于现阶段的工程施工管理现场都有可发光发亮的意义，将此类施工工艺大面应用在工程施工上需要在分辨各项工艺的特点，从工程的施工管理角度出发，将各工艺的优点发挥出来，为工程施工管理提效。本发明的一种半自动化金属管道预分支施工方法，通过对工作内容的深入分析，将拉拔、铣切、焊接施工在工厂阶段进行整合，在材料进场与施工拼装中加入预加工的工艺流程，预分支施工方法将现场施工的体量进行一定程度的分割，将施工现场难度大、限制多的部分进行“场地转移”，在工厂端将材料进行处理，通过对独立成熟工艺技术的应用，为其确定界面、节点、价值地位，达到提效作用。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种半自动化金属管道预分支施工方法、装置及应用，可有效的降低成本、提高生产效率、提高生产质量，实用性强，应用领域广泛。
本发明是这样实现的，一种半自动化金属管道预分支施工方法，所述半自动化金属管道预分支施工方法，包括：
步骤一，图纸研究深化，对工程量、重难点及bim深化设计切入点的综合分析管理；编写不锈钢钢管施工工艺流程，编写现场不锈钢钢管的管道预制、组对、焊接的专项施工方案；
步骤二，利用bim深化做到分区域分模块的精准下料，为前期管道加工及最后管道安装提供便利及保障；即每段管道长6m，管道上每600mm的间隔有一个接头且两端各预留300mm；依据bim下料对下料管道进行孔位标记，标记完成后用激光切割进行管道统一开孔，为多机头自动化冷拔做准备；
步骤三，将已开孔管道放置在冷拔装置上，通过机械滑轨使机头对齐管道孔位，以标准件为模具，通过机械方式固定拉拔，一次成型；冷拔完成的管道截面有参差不齐的现象，通过自动化同步铣切装置对冷拔口进行铣切；冷拔可以有效保证刚才本身的强度不被破坏，多机头同时运转可以使钢材受力均匀不变形；铣切保证接口平整度，多个机头同时运转保证接口的一致性；
步骤四，先由人工将经过铣切的接口与短管点焊固定连接；再经自动化焊接机械设备进行整体焊接，对已完成短管焊接的管道进行酸洗；机械化焊接可有效释放劳动力并降低焊接时对人体造成的伤害；
步骤五，预先进行不锈钢管施工前的人员、材料、机械的准备；直管段预敷设应多切、少补再切；现场预制加工直线管段、转弯弯头、主管接支管三通；
步骤六，依据深化图纸中管道位置所示施工，不锈钢管的碰口使用焊接连接；对安装完成后的管道进行焊接检测及气压试验，检测安装质量是否合格。
进一步，所述步骤一中，图纸研究深化，对工程量、重难点及bim深化设计切入点的综合分析管理。
进一步，所述步骤一中，利用bim深化做到分区域、分模块的精准下料。
进一步，所述步骤二中，依据bim下料对下料管道进行孔位标记，并将标记完成的管道放置在激光切割机下进行管道统一开孔，为多机头自动化冷拔做准备。
进一步，所述步骤三中，将已开孔管道放置在冷拔装置上，通过机械滑轨使机头对齐管道孔位，以标准件为模具，通过机械方式固定拉拔，一次成型。
进一步，所述步骤三中，冷拔完成的管道截面有参差不齐的现象，通过自动化同步铣切装置对冷拔口进行铣切。
进一步，所述步骤四中，先由人工将经过铣切的接口与短管点焊固定连接，再经自动化焊接机械设备进行整体焊接。
进一步，所述步骤四中，采用酸洗可以清除管外壁的热回火色，去除管材表面所附着的油污及其他在生产工艺中所沾染的其他物质。
进一步，所述步骤五中，直管段预敷设应多切、少补再切；现场预制加工直线管段、转弯弯头、主管接支管三通。
本发明另一目的在于提供一种实施所述施工方法的半自动化金属管道预分支施工装置。
本发明另一目的在于提供一种所述施工方法在交通领域管道安装上的应用。
本发明另一目的在于提供一种所述施工方法在建筑领域管道安装上的应用。
本发明另一目的在于提供一种所述施工方法在市政工程领域管道安装上的应用。
本发明另一目的在于提供一种所述施工方法在工业领域管道安装上的应用。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明实现了一次性进行管道多个分支接口的加工，可有效的降低成本、提高生产效率、提高生产质量，实用性强，应用领域广泛。与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：可有效提高施工质量，减少材料的资源浪费，降低生产成本，提高生产效率；精度高，便于现场定位安装；焊缝大幅度减少，实用性强，且成品更加美观。
对比的技术效果或者实验效果：
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法流程图。
图2是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法的重难点分析图。
图3是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法的现场管道进场准备开始安装到完成安装的施工工艺流程图。
图4是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法的应用bim技术精确下料图。
图5是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法的管道利用激光切割机(为自动化拉拔做准备)完成的孔洞示意图。
图6是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法的管道自动化冷拔装置示意图。
图7是本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法的管道自动化铣切装置示意图。
具体实施方式
一种半自动化金属管道预分支施工方法的发明以安全、适用、经济、美观的建筑设计方针以及绿色环保而做出的创新理念：
安全，本发明的出现及大幅度降低了现场焊接工作人员数量，从而降低现场用电危险，且本发明生产的管道质量较好，提高了使用安全性；
适用，本发明可用于建筑、市政、交通、工业管道工程；
经济，本发明可大大减少管道安装所需工人数量，提高了生产效率；
美观，本发明中管道预分支为统一工厂化加工，保证了生产精度，所生产的管道具有美观性；
绿色环保，本发明使加工、安装过程中减少了材料消耗，以及大大减少施工现场焊接工序，从而减少有害气体、噪声和光污染的产生。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种半自动化金属管道预分支施工方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所述，本发明实施例提供的半自动化金属管道预分支施工方法，包括：
s101：图纸研究深化，对工程量、重难点及bim深化设计切入点的综合分析管理；编写不锈钢钢管施工工艺流程，编写现场不锈钢钢管的管道预制、组对、焊接的专项施工方案。
s102：利用bim深化做到分区域分模块的精准下料，为前期管道加工及最后管道安装提供便利及保障，同时满足降低成本、增强效益的作用；依据bim下料对下料管道进行孔位标记，并将标记完成的管道放置在激光切割机下进行管道统一开孔，为多机头自动化冷拔做准备。
s103：将已开孔管道放置在冷拔装置上，通过机械滑轨使机头对齐管道孔位，以标准件为模具，通过机械方式固定拉拔，一次成型；冷拔完成的管道截面有参差不齐的现象，通过自动化同步铣切装置对冷拔口进行铣切，保证冷拔口截面平整及一致性。
s104：先由人工将经过铣切的接口与短管点焊固定连接，再经自动化焊接机械设备进行整体焊接；对已完成短管焊接的管道进行酸洗，采用酸洗可以清除管外壁的热回火色，去除管材表面所附着的油污及其他在生产工艺中所沾染的其他物质，提高不锈钢管的耐腐蚀能力，使管材外观品质提升，成品更美观。
s105：预先进行不锈钢管施工前的人员、材料、机械的准备；直管段预敷设应多切、少补再切；现场预制加工直线管段、转弯弯头、主管接支管三通。
s106：依据深化图纸中管道位置所示施工，不锈钢管的碰口使用焊接连接；对安装完成后的管道进行焊接检测及气压试验，检测安装质量是否合格。
本发明实施例提供的s101中，图纸研究深化，对工程量、重难点及bim深化设计切入点的综合分析管理。
本发明实施例提供的s101中，利用bim深化做到分区域、分模块的精准下料，为前期管道加工及最后管道安装提供便利及保障，同时满足降低成本、增强效益的作用。
本发明实施例提供的s102中，依据bim下料对下料管道进行孔位标记，并将标记完成的管道放置在激光切割机下进行管道统一开孔，为多机头自动化冷拔做准备。
本发明实施例提供的s103中，将已开孔管道放置在冷拔装置上，通过机械滑轨使机头对齐管道孔位，以标准件为模具，通过机械方式固定拉拔，一次成型。
本发明实施例提供的s103中，冷拔完成的管道截面有参差不齐的现象，通过自动化同步铣切装置对冷拔口进行铣切，保证冷拔口截面平整及一致性。
本发明实施例提供的s104中，先由人工将经过铣切的接口与短管点焊固定连接，再经自动化焊接机械设备进行整体焊接。
本发明实施例提供的s105中，直管段预敷设应多切、少补再切；现场预制加工直线管段、转弯弯头、主管接支管三通。
本发明实施例提供的s106中，依据深化图纸中管道位置所示施工，不锈钢管的碰口使用焊接连接；对安装完成后的管道进行焊接检测及气压试验，检测安装质量是否合格。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
施工，难点，不锈钢管施工空间有限；主要因素：由于本项目生产线上采用综合支架，支架分三层，第一层为风管，第二层为气体不锈钢管和弱电桥架，第三层为桥架，且不锈钢管dn15分支管较多(600mm一处)；因此第二层支架，不锈钢管氩弧焊接空间狭窄。
质量，难点，分支短管多且点位精度和焊接工艺要求高；主要因素：四个厂房二、三层共计120条生产线，约计30000个dn50*15异径三通，每处三通3个焊缝，大约90000个焊缝，氩弧焊要求较高，不能保证100％氩弧焊焊缝质量，且分支管较多，无法保证定位的精确性。
进度，难点，工期时间短，主要因素：本工程工期仅有三个月，且不锈钢管材料进场较迟，施工压力较大。
考虑到本项目现场施工和进度的重难点，采取了一种半自动化金属管道预分支施工方法：
采用预分支厚壁不锈钢管新施工方法：这种施工方法由传统600mm一处的dn50*15异径三通配件改为600mm一处机械冷拔口，因此极大减少了不锈钢管的焊缝，大大的提高了工作效率，并且管道整体更均匀美观。
由于这种厚壁不锈钢无缝钢管长度是不定尺的，通过bim深化设计和现场施工条件及对材料成本的管控，最终决定采用6米一条预分支不锈钢无缝钢管成品管。
具体有以下原因：
(1)通过bim深化设计，选用6m一条成品管，预分支短管与现场支架碰撞的问题可以完美避开；
(2)6m一条管，每600mm一处分支，一条管10个分支，两端各预留300mm，两条成品管碰口焊接后，刚好又是600mm，便于现场施工焊接以及减少材料的损耗。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种半自动化金属管道预分支施工方法，其特征在于，所述半自动化金属管道预分支施工方法包括：
编写不锈钢钢管施工工艺流程、现场不锈钢钢管的管道预制、组对、焊接的施工方案；
依据bim技术对下料管道进行孔位标记，并将标记完成的管道放置在激光切割机下进行管道统一开孔；
将已开孔管道放置在冷拔装置上，通过机械滑轨使机头对齐管道孔位，以标准件为模具，通过机械方式固定拉拔，一次成型；对于冷拔完成的管道截面有参差不齐的，通过自动化同步铣切装置对冷拔口进行铣切；
将经过铣切的接口与短管点焊固定连接；再经自动化焊接机械设备进行整体焊接，对已完成短管焊接的管道进行酸洗；
预先进行不锈钢管施工前准备；直管段预敷设应多切、少补再切；现场预制加工直线管段、转弯弯头、主管接支管三通；
依据深化图纸中管道位置所示施工，不锈钢管的碰口使用焊接连接；对安装完成后的管道进行焊接检测及气压试验，检测安装质量是否合格。
2.如权利要求1所述半自动化金属管道预分支施工方法，其特征在于，
所述采用酸洗清除管外壁的热回火色，去除管材表面所附着的油污及其他在生产工艺中所沾染的其他物质。
3.一种实施如权利要求1～2任意一项所述施工方法的半自动化金属管道预分支施工装置。
4.一种如权利要求1～2任意一项所述施工方法在交通领域管道安装上的应用。
5.一种如权利要求1～2任意一项所述施工方法在建筑领域管道安装上的应用。
6.一种如权利要求1～2任意一项所述施工方法在市政工程领域管道安装上的应用。
技术总结