我國長輸管道焊接技術的發展與趨勢研究

張雪鋒（中石化江蘇油建工程有限公司,江蘇　揚州　225261）

我國長輸管道焊接技術的發展與趨勢研究

張雪鋒
（中石化江蘇油建工程有限公司,江蘇揚州225261）

摘要：現代科技的高速發展推動了我國長輸管道焊接技術的發展和完善。回溯我國長輸管道焊接技術的發展歷程，主要經歷了三個階段，70年代采用低氫型焊條電弧焊上向焊工藝；80年代推廣焊條電弧焊下向焊工藝，焊條電弧焊下向焊工藝即使在管口組對間隙小時也能靈活操控；90年代普遍采用自保護藥芯焊絲半自動下向焊工藝，它的出現大大降低了焊接的成本，對推動焊接技術的發展產生了巨大的推動作用。2001年后熔化極氣體保護自動焊工藝逐步取代了以上工藝，成為了主要使用焊接技術。本文將對我國長輸管道的發展歷程作一個梳理，并對其發展趨勢及發展前景作出一定的探究。

關鍵詞：長輸管道；焊接技術；發展歷程；發展前景

長輸管道運輸作為重要的運輸行業，其地位僅居航空運輸之后，但是對比航空運輸，長輸管道日益顯現出其成本較低、不受天氣狀況影響的顯著優勢。長管道運輸在石油輸送、天然氣傳運中運用廣泛。隨著我國西氣東輸力度的加強，長管道運輸將迸發出新的生命力和活力。作為長管道建設施工中的重要一環，管道焊接技術的發展將大大影響長管道運輸的安全性能和使用年限。所以對長輸管道焊接技術的發展與趨勢研究顯得格外重要。

1　長輸管道焊接技術的發展歷程

長輸管道焊接技術經歷了較長的發展，隨著科技的改良，其技術也得到了很大地提高與完善。現在采用的熔化極氣體保護自動焊技術是在傳統的手工焊基礎上發展來的，傳統手工焊因其本身的缺陷（速度慢、品質得不到保證、技巧性較強）逐漸被淘汰、取替。

（1）低氫型焊條電弧焊上向焊技術。低氫型焊條電弧焊上向焊工藝在20世紀70年代廣泛使用，斷弧操作法的采用在當時引起了巨大的反響。在當時一直存在縫隙較大時，焊接難以完成的難題，而該技術的采用則有效解決了這一問題，但是現在看來，低氫型焊條電弧焊上向焊工藝焊層厚度大，焊接效率低，已經難以適應現代焊接技術的要求。這項技術現在一般運用于小口徑工藝管道焊接中。

（2）焊條電弧焊下向焊工藝。焊條電弧向下工藝也經歷了三個階段(全纖維素型、混合型、復合型)。全纖維型因為其焊水濃度較低使其焊接速度較快，生產效率高，且大大減少了焊接材料的消耗。全纖維素焊接主要運用于區域性的長輸管道建設工程及一些水網地帶,如我國蘇丹管道工程，卡塔爾管道修建，全纖維素焊接技術功不可沒。

混合型下向焊接技術在1996年陜京輸氣管道中首次使用，陜京輸氣管道修建過程中，沿途條件惡劣，地理條件復雜，一般的全纖維素下向焊接技術難以達到工程質量要求，施工方大膽采用混合型下向焊接技術，以纖維素型下向焊打底焊，以填充焊、蓋面焊作為補充。混合型下向焊接技術是對焊接工藝的創新發展，這在很大程度上大大提高了生產效率，縮短了焊接時間，保障了長輸管道的穩定性與安全性。

復合型下向焊接技術是主要的焊接技術之一，小到天然氣進戶城市管道，大到西氣東輸1016mm的大口徑，復合型向下焊接技術幾乎無處不在，以其靈活簡便、適應性強的特點，獲得了業界的廣泛認可。一般來說，北方輸油、輸氣的長輸管道厚度遠遠大于南方，這對焊接技術的要求更為嚴格。而打底焊、熱焊采用下向焊，填充焊與蓋面焊采用向上焊的復合型下向焊技術則可發揮兩種焊接方法的優勢，達到優質高效的效果。

（3）半自動下向焊工藝。半自動下向焊技術改變了斷續焊接的模式，將焊接轉變為可連續的生產方式，這在很大程度上，不僅節約了人力物力的投入，且連續作業能夠在很大程度上保障工程的質量。與纖維素型焊接技術相比，半自動焊接輸入熱量更高，可降低焊接縫的冷卻速度，方便焊接成型，防止冷裂紋。正是由于焊接技術的不斷發展，管道輸送壓力得到不斷提高，輸油輸氣管道的深度和速度不斷增加。

2　管道焊接技術的發展趨勢（前景）

未來長輸管道將對焊接技術提出更高的要求，比如，在嚴苛環境下更注重焊接技術的穩定性；對焊接部分能夠精確掌控，將誤差降低到最小；小巧方便，在山地陡崖和隧道鋪設管道時方便攜帶；電流輸送需求較小，這不僅是節能減排要求的重要舉措，也將方便施工用電。所以，未來長輸管道焊接技術發展趨勢將向著高效、數字化、綠色焊接發展。

（1）高效焊接技術。焊接技術發展至今，大多以提高效率，減少成本為重要標志。自保護藥芯焊絲半自動焊接工藝的廣泛運用，將焊接水平推送到了一個新的高度。我國近年來一直積極探索大口徑管道激光電弧復合焊接技術并取得了重大突破，但是在全自動焊技術上，我國與西方國家存在著較大差距，所以，未來焊接應該以高效節能為主要發展目標，并推廣管道自動焊的工藝。

（2）數字化焊接。智能化時代帶來了數字化技術的快速發展，將焊接技術與電腦連接，使得簡單的焊接設備變為精密的儀器，焊接技術數字化將大大改變傳統僅憑經驗來確立焊接面大小的情況，經過縝密的分析探索出的焊接部位和焊接面大小將大大增強焊接的準確性，保障焊接工藝的質量。所以，為焊接技術建立獨立的專家數據庫格外重要，同時，將焊接技術并入網絡，對于管道爆裂的搶修工作的速度性、準確性也十分有幫助。

（3）環保焊接。環保焊接又稱綠色焊接，這是響應國家“節能減排”號召的重大舉措之一。實現環保焊接，首先，應該提高焊接儀器的用電效率，傳統焊接設備對電力的負荷較大，所以在今后的發展中，焊接應該減少用電量，多采用激光電弧復合焊接手法；其次，應該逐步淘汰高耗能、粉塵多、噪音大、廢氣排量大的焊接設備。推廣環保設備將對我國的電力、空氣環境有著積極地影響。

3　結束語

根據我國的發展來看，半自動焊、自動焊技術將逐步取代手工焊技術，這是發展使然，也是新時代長輸管道修建的要求。隨著石油工業的發展，西氣東輸工程的不斷推進，焊接技術的地位和作用也日益顯現，焊接技術的好壞對于整個長輸管道建設的施工成本、工程質量、施工效率有著舉足輕重的作用。所以，應該對焊接技術予以更多地關注，不斷推動長輸管道焊接技術地提升。

參考文獻：

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[3]阮開敏,徐明,彭小雪.對長輸管道焊接技術的探討研究[J].中國石油和化工標準與質量,2012(13):77.

作者信息：張雪鋒（1986-），男，江蘇揚州人，學士，助理工程師，研究方向：長輸管線材料焊接施工研究。