大口徑長輸管道焊接領域專利申請分析

摘 要：作為大口徑長輸建設施工的重要一環，焊接質量的好壞將大大影響其安全性能和使用年限。基于大口徑長輸管道焊接專利，文章從申請量及申請區域、申請人和技術發展脈絡這三方面展開分析。

關鍵詞：大口徑；長輸管道；焊接；專利

引言

近年來，石油及天然氣等逐漸成為工農業生產應用的主要能源，其大量的開發與輸送也促進了管道工業的快速發展。作為一種低成本、高效率、操作方便的輸送方式，管道運輸已從平原走向高山、沙漠、大海，從溫帶、熱帶走向極地，并從低壓小管徑輸送發展成為高壓大管徑輸送。當前國內外管道工程建設正在向大直徑和厚壁化方向發展，從而實現高壓、高效輸送。焊接技術在管道工程建設領域占有非常重要的地位。

1 申請量及申請區域分析

早于1965年全球范圍內已有關于大口徑長輸管道焊接的專利申請，自1965至2015年，全球范圍內的申請量有起有伏，但總體仍呈逐步上升的趨勢，在2006年以前，專利申請都處于相對低的水平。對于中國國內的專利申請，在1998年以前未出現相關的專利申請，由此說明國內企業研究起步晚，其具體原因在于，中國于1998年開始醞釀西氣東輸工程，直到2014年完成了西氣東輸工程三線的建設。這一浩大工程的開展必然會帶動大口徑長輸管道在國內需求的擴大，而為了保障西氣東輸中天然氣的傳輸質量，其所用大口徑長輸管道質量也將受到重視。此外，通過對比全球范圍和中國國內的申請量可以看出，隨著中國國內申請量的增加，全球范圍的申請量也在增加，并且在2004-2015年間，全球范圍申請量隨著中國國內申請量的波動而波動。由此說明，在近10年內，中國國內關于大口徑長輸管道焊接領域的專利申請量在全球范圍內處于主導地位。

由圖1可以看出，申請量排名前四的分別是中國、日本、前蘇聯和美國，這四個國家占據了所有專利申請的77%，由于管道輸送能夠減少鐵路等其他運輸方式的壓力，大口徑長輸管道也在美國、俄羅斯和中國這幾個國家得到廣泛應用。結合前述分析可以進一步確定，中國雖然起步晚，但是根據國內石油、天然氣運輸需求的增加，中國在該領域的專利申請量逐漸上升，并逐漸成為該領域專利申請的主要國家之一。

2 申請人分析

通過統計大口徑長輸管道焊接領域申請人的專利申請量，分析得出該領域排名前6的申請人，按申請量從高到低的順序具體如下：（1）川崎制鐵株式會社；（2）新日鐵制鐵株式會社；（3）巴頓焊接研究所；（4）日本鋼管公司；（5）中國石油天然氣集團公司；（6）日本住友金屬制品。基于專利信息綜合分析可以得到該領域申請人的特點：申請人主要集中在日本，日本在該領域的核心技術研發較中國早20年左右，為實現大口徑長輸管道的焊接打下了基礎，并較早占據該領域市場的主導地位。中國在該焊接技術發展較為成熟的基礎上，進一步通過改進管道焊接方法和管道焊接輔助裝置以提高大口徑長輸管道的焊接質量和效率。

3 技術發展脈絡

基于大口徑長輸管道焊接技術的專利文獻分析如下：對于大口徑長輸管道焊接方法，其技術發展路線為手工焊→半自動焊→自動焊，早在1970年以前，全球范圍內已出現大口徑長輸管道手工焊焊接技術，隨著對大口徑長輸管道焊接質量及效率要求的提高，手工焊焊接技術的應用逐漸被半自動焊和自動焊技術取代。1974-1985年期間，大口徑長輸管道焊接已開始采用半自動焊技術，并且很快又出現了管內壁全自動環焊技術。根據實際的焊接需求，自1985-2015年期間，上述焊接方法一直在改進，從最初僅提高焊接效率且基本滿足大口徑長輸管道焊接需求，逐漸發展到優化各種焊接參數和改進焊接原料及進一步完善焊接質量和減少焊接缺陷。由于手工焊靈活方便，仍然是其他方法無法完全取代的，因此在1985-2005年期間仍有相關的專利申請。對于大口徑長輸管道焊接裝置，根據裝置在施焊過程中所起作用將其分為管內焊裝置、管外焊裝置和焊接輔助裝置。管外焊接較管內焊接更直觀，設備也相對簡單，因而在1970-1974年期間，首先出現了關于管外焊接裝置的專利申請；在1974-1985年期間，開始出現關于管內焊接裝置的專利申請，至2005-2015年期間，管內焊裝置發展到多工位內環焊機，管外焊接裝置發展到管道縱向焊縫的焊接裝置。

4 結束語

由于大口徑長輸管道技術成熟較早，該領域的專利申請基本是在現有成熟技術上作出的細微改進，基于此，申請人應充分了解該領域的專利申請情況，圍繞前沿技術深入挖掘，進一步推動該技術在國內的發展。

參考文獻

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