Hiện nay, trong thực tế sản xuất ở trong nước cỏc cụng trỡnh xõy dựng cỏc tuyến đường ống thường sử dụng cỏc phương phỏp ghộp nối sau:
- Ghộp nối bằng cỏc mặt bớch: Cỏc đoạn ống được ghộp với nhau thụng qua cỏc mặt bớch được hàn chặt vào thõn ống và để bảo đảm độ kớn cho cỏc mối nối ghộp người ta thường dựng cỏc loại gioăng gữa hai mặt bớch của hai đoạn ống. Phương phỏp này cú nhược điểm lớn là lóng phớ vật tư và sức lao động, ở cỏc mối ghộp nối khụng cú được chất lượng như mong muốn.
- Ghộp nối bằng phương phỏp hàn: Chủ yếu là hàn hồ quang thủ cụng bằng que hàn, cũng cú một số cỏc cụng trỡnh được hàn nối bằng phương phỏp hàn bỏn tự động trong mụi trường khớ bảo vệ. Nhược điểm của cỏc phương phỏp này là năng suất lao động khụng cao, chất lượng mối hàn kộm ổn định, cụng nhõn thực hiện rất khú khăn, vất vả và đụi khi cũn mất an toàn lao động. Trong một số cỏc phõn xưởng cũn cú phương phỏp hàn nối cỏc đoạn ống cú độ dài nhỏ bằng phương phỏp hàn tự động dưới lớp thuốc với ống quay và đầu hàn cố định. Đặc điểm của phương phỏp hàn này là mối hàn cú chất lượng cao, năng suất hàn cao, đỏp ứng được cỏc yờu cầu về tự động hoỏ, giải phúng sức lao động cho cụng nhõn. Tuy nhiờn chỉ hàn nối được cỏc đoạn ống ngắn cú đường kớnh khụng quỏ lớn và chỉ cú thể ỏp dụng được trong nhà xưởng, khụng ỏp dụng được ở ngoài cụng trường thi cụng cỏc tuyến đường ống lớn và dài vỡ trong quỏ trỡnh hàn ống phải quay được.
Trong cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu trong nước, chưa cú cụng trỡnh nào thuộc lĩnh vực thiết bị hàn tự động ống khụng quay đỏp ứng được mục tiờu của đề tài đưa ra. Cỏc đề tài trước đõy cú liờn quan một phần tới Đề tài này là:
- Đề tài nghiờn cứu khoa học cụng nghệ cấp Nhà nước giai đoạn 1991-1995, mó số KC.04.01 “Cụng nghệ và vật liệu hàn điện xỉ, hàn tự động và dõy hàn bột để chế tạo và phục hồi cỏc chi tiết lớn
trong ngành cơ khớ” do TS. Nguyễn Văn Thụng làm Chủ nhiệm Đề tài. Tỏc giả đó cú một số nghiờn cứu về cụng nghệ hàn ống quay và khụng quay cho ống cú đường kớnh 400-450 mm với mục đớch lựa chọn một số thụng số chế độ cụng nghệ hàn trong CO2 và dưới lớp trợ dung. Kết quả thu được trong điều kiện thớ nghiệm với ống đường kớnh nhỏ và vật liệu hàn thớ nghiệm [10].
- Đề tài nghiờn cứu khoa học và phỏt triển cụng nghệ cấp Nhà nước giai đoạn 1996-2000 mó số KHCN.05.05: “Nghiờn cứu và đưa vào ứng dụng trong sản xuất cỏc cụng nghệ hàn tiờn tiến, vật liệu hàn chất lượng cao phục vụ cỏc ngành đúng tàu thủy, đầu mỏy xe lửa, thiết bị húa chất, dầu khớ và thiết bị ỏp lực” do TS. Hoàng Văn Chõu làm Chủ nhiệm Đề tài. Nhúm cỏc tỏc giảđó nghiờn cứu và thu được một số kết quả về cụng nghệ hàn tự động cỏc mối nối ngang và thẳng đứng ỏp dụng cho bồn chứa, vỏ tàu, nghiờn cứu về cụng nghệ hàn tự động năng suất cao với bột kim loại bổ sung, nghiờn cứu về hàn nhụm cho vỏ tàu cao tốc.
- Đề tài nghiờn cứu khoa học và phỏt triển cụng nghệ cấp Nhà nước giai đoạn 2001-2005 mó số KC.05.09: “Nghiờn cứu cụng nghệ hàn tự động trong khụng gian nhiều chiều cú điều khiển theo chương trỡnh số phục vụ cho việc hàn vỏ tàu và thiết bị hoỏ dầu” do TS. Hoàng Văn Chõu làm Chủ nhiệm Đề tài. Trong khuụn khổ Đề tài, nhúm tỏc giả đó cú thu được một số kết quả nghiờn cứu về cụng nghệ hàn tự động trong khụng gian nhiều chiều cú sử dụng đầu dũ quỹ đạo đường hàn bằng Laser và điều khiển PLC thụng số chế độ cụng nghệ hàn phụ thuộc vào tư thế hàn trong khụng gian và cú thể ứng dụng cho một số tư thế hàn ống [11].
Tớnh mới của Đề tài thể hiện ở việc ỏp dụng cụng nghệ hàn tự động nối ống đường kớnh lớn ở trạng thỏi khụng quay đú là xe hàn và đầu hàn dịch chuyển xung quanh ống và cần phải tự động điều chỉnh và điều khiển được một cỏch hợp lý cỏc thụng số của chế độ cụng nghệ hàn để giữ cho bể kim loại núng chảy cú tớnh ổn định tương đối ở mọi tư thế khỏc nhau như hàn trần, hàn ngang và hàn dốc xuống luụn luụn đảm bảo tạo hỡnh dạng phự hợp cho mối nối hàn.
Khú khăn nhất so với khi hàn chế tạo ống quay thụng thường là vị trớ bể hàn được quyết định bởi một tập hợp cỏc thụng số cụng nghệ như dũng hàn, điện ỏp hàn, dũng xung, tốc độ hàn, ỏp suất và lưu lượng khớ bảo vệ, tần số và biờn độ dao động đầu hàn. . . Ngoài ra, trờn tuyến ống cú chiều dài lớn và vị trớ lắp đặt khú khăn cũng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng và năng suất hàn. Đề tài cú thuận lợi là đó kế thừa được cỏc kết quả nghiờn cứu trước đõy về nghiờn cứu chuyển động của xe hàn và đầu hàn trong khụng gian, đó cú một số nghiờn cứu thăm dũ về cỏc tư thế trong khụng gian của mối hàn, đó thu thập được một số chế độ cụng nghệ cho một số tư thế hàn ổn định, đó cú sựđỏnh giỏ cần thiết về nguyờn vật liệu được sử dụng trong hàn tự động tựy theo yờu cầu của kết cấu. . .
Cỏc đề tài nờu trờn đó thực hiện ở cỏc giai đoạn trước cú đề cập tới vấn đề cụng nghệ về hàn ống, nhưng cũn hạn chế ỏp dụng trực tiếp vào thực tế sản xuất. Hiện nay trong điều kiện xõy dựng thủy điện vừa và nhỏ ở Việt Nam chưa cú cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu và cỏc đề tài nào đề cập tới một hệ thống thiết bị và cụng nghệ hàn hoàn chỉnh cho hàn tự động ống đường kớnh lớn ở trạng thỏi khụng quay, vỡ vậy việc thực hiện Đề tài này sẽ gúp phần tiếp tục hoàn thiện trong lĩnh vực cụng nghệ hàn phục vụ cho sản xuất.
Trong Chương trỡnh phỏt triển năng lượng của Chớnh phủ, cựng với việc chỳ trọng đến sử dụng cỏc nguồn tài nguyờn sạch một cỏch bền vững và
thõn thiện, nhu cầu về xõy dựng cỏc Nhà mỏy thủy điện cụng suất nhỏ và trung bỡnh ngày càng lớn ở nước ta. Vỡ vậy giải quyết được vấn đề cơ khớ húa, tựđộng húa cụng nghệ hàn trong chế tạo cỏc đường ống thủy điện là rất cần thiết và cấp bỏch. TCT điện lực Việt Nam cựng với cỏc nhà thiết kế xõy lắp như TCT Sụng Đà, COMA, LILAMA sẽ là cỏc khỏch hàng tiềm năng cho sản phẩm KHCN của Đề tài.
Đề tài dự kiến chuyển giao kết quả nghiờn cứu KHCN theo 2 hướng: - Chuyển giao cụng nghệ trọn gúi bao gồm: cung cấp Bộ bản vẽ thiết kế, tài liệu hướng dẫn sử dụng và cụng nghệ chế tạo cỏc thiết bị của hệ thống hàn tự động nối đường ống đường kớnh lớn ở trạng thỏi khụng quay và đào tạo cỏn bộ kỹ thuật vận hành, bảo hành bảo trỡ sản phẩm trong 24 thỏng cho cơ sở sản xuất cú nhu cầu.
- Nhận thực hiện theo Hợp đồng kinh tế thi cụng hàn nối ống đường kớnh lớn ở trạng thỏi khụng quay tại hiện trường bằng hệ thống thiết bị, nguyờn vật liệu, cụng nghệ, nhõn cụng của PTN trọng điểm Cụng nghệ Hàn và Xử lý bề mặt cho cỏc cụng trỡnh xõy lắp thủy điện.
Mặc dự cũn nhiều linh kiện, phụ tựng cần nhập ngoại nhưng sản phẩm KHCN mà Đề tài hướng đến là chế tạo hoàn chỉnh Hệ thống thiết bị hàn tự động nối ống đường kớnh lớn ở trạng thỏi khụng quay, theo nhận định sơ bộ sẽ cú mức giỏ bằng 50-60% so với giỏ nhập nguyờn bộ thiết bị từ nước ngoài nếu như cú cựng tớnh năng kỹ thuật và mức độ sử dụng hợp lý húa trong điều kiện Việt Nam.