自動焊技術在石油化工管道施工中的應用與發展前景

魏軍

摘 要：石油化工管道的焊接施工是一項專業性強、技術要求高的工作。雖說國內石油化工管道施工仍在以傳統的手工焊接方式為主，但近些年自動焊技術也在其中得到了相對廣泛的應用。隨著相關技術的不斷完善，未來一段時期內自動焊技術將成為石油化工管道施工領域內的主要技術，其應用范圍將會進一步擴大，發展前景也將愈發廣泛。本文中筆者對此類問題進行了分析探究，希望對進一步推進相關工作的優化落實有所啟示。

關鍵詞：自動焊技術;石油化工;管道施工;應用;發展前景

油氣資源儲運過程中用到的儲油罐、管道、油槽車以及油輪等設備在制造以及后期養護中均需要用到焊接技術。采油作業中用到的各類反應塔、加熱爐以及熱轉換器等設備在安裝以及后期養護作業中同樣需要焊接技術的參與，這其中焊接技術在石油化工管道施工中的應用最為值得人們關注。與傳統手工焊接的方式相比，自動焊接具有工作效率高、焊接質量穩定以及操作簡便的特點，利用自動焊設備，操作人員無需額外培訓便可以輕松上手。現階段，這類技術在西方發達國家的石油化工管道施工中已得到了相對廣泛的應用，未來我們在國內石油化工管道施工中進一步推進該類技術的應用。

1 自動焊技術應用于國內石油化工管道施工暴露出的問題

結合實際分析，其問題主要體現在以下方面：首先是起步慢、技術普及率低的問題。上個世紀90年代，國內石油企業才將自動焊技術引入中國，在西方發達國家的惡意干擾下，國內自動焊技術的發展其實一直處于非常落后的狀態。在使用率、普及率以及焊接質量方面均無法與發達國家競爭，國產自動焊設備可靠性較差是造成這一局面的主要因素。現階段，對于新型自動焊設備的研究依舊處于停滯不前的狀態，焊接作業施工中用到的高性能焊接設備主要依靠進口。而且這類高性能自動焊設備在實踐領域中的使用率尚未突破10%，所以自動焊技術應用于石油化工管道施工中的潛力尚未開發到頂點，需要推進其技術細節的優化并拓展其應用范圍。其次是使用進口設備施工成本高居不下、人員得不到相應培訓培養的問題。在國產設備性能不足的前提下使用進口自動焊設備的成本會是一筆“天文數字”，加之我國勞動力富裕且人工成本低等因素的影響，因此與自動焊控制設備相比國內石油企業較為推崇傳統手工焊的作業模式。但基于成本因素考慮，它們幾乎不會組織相關工作人員的專業技術培訓。這一操作模式其實便對焊接管道焊接質量產生了影響，更從側面證明了推廣自動焊技術的必要性。

2 自動焊技術在石油化工管道施工應用現狀分析

2.1 設備依賴進口、人員素質不高

目前，我國在應用自動焊技術時，主要依賴進口設備完成，主要因為我國國產裝備性能不足，難以符合施工要求。但是在大量采購、應用進口裝備的情況下，自動焊技術應用成本又大為增加，企業經濟效益降低，因此多數石油化工企業寧愿使用手工焊接技術、半自動焊接技術，也不愿投入大額成本使用自動焊技術。同時，自動焊技術對技術人員的能力素質有一定的要求，需要技術人員熟練掌握裝置操作技能，但目前操作人員受教育水平普遍較低，操作技能不熟練，需要企業耗費時間、資金對人員進行長期培訓，在此背景下，多數企業會選擇低成本的人工焊接方式，導致自動焊接在石油化工管道中的使用比例較低。

2.2 發展時間晚，普及率低

與西方國家相比，自動焊技術在我國起步較晚，我國于20世紀90年代中期，才逐漸將自動焊技術引進國門并使用，起步慢再加之當時西方國家的刻意限制政策，導致我國的自動焊接技術一直處于相對落后的狀態，在石油化工管道施工中未獲得大面積普及。同時，我國的自動焊接技術在裝備、焊接質量、焊接效率以及焊接效益上都與西方發達國家存在一定差距。究其原因，是我國對自動焊接技術不夠重視，在設備的研發等方面存在問題，導致國產的自動焊接設備可靠性差，難以滿足石油化工管道施工要求。

2.3 焊接質量不高

影響焊接工藝效果的因素除了焊接工藝執行過程中可能存在突發狀況外，焊接步驟完成后的養護操作同樣需要得到嚴格的技術規范，否則也會引發問題。化工管道的焊接工藝動作執行完畢后，如果周圍的環境出現較大變動，就會導致管壁上出現裂紋，技術人員沒有及時發現的話，這些裂紋的尺寸還會繼續擴大，導致管道焊接工藝效果無法滿足管道運作要求。此時工作人員不得不進行人工焊接補救措施，這不僅增加了焊接方面的資金成本，還會增加了時間成本，最終導致石油化工管道焊接作業項目完成效果差，甚至可能超出工程上交的規定時間。

3 自動焊技術在石油化工管道施工應用表現

在石油化工管道施工中，焊口通常有活動口與固定口，但當前我國一些大的施工企業在工作中通常選擇半自動焊接技術與手工焊接技術。其中，半自動焊接技術主要包括、RMD熔滴精度過渡技術、STT表面張力過渡焊、自保護藥芯焊絲半自動焊技術等，這些技術在實際工作中被廣泛應用。由于石油化工管道施工多是在露天環境下進行，野外作業會加大施工難度，也會導致材料受損，為避免發生類似事故，施工單位通常會選擇自保護藥芯焊絲半自動焊技術，該項技術主要是利用焊絲藥芯生產的氣體對熔池進行保護，因而省去了外加保護氣體的這一環節，不僅省時省力，也可確保施工質量，因而被廣泛應用于野外作業，尤其是焊縫的填充與蓋面的施工中。

石油化工管道焊接施工中，焊口通常有固定口以及活動口兩種。結合實際施工現狀分析，目前國內石油企業中應用最為廣泛的是半自動焊以及手工焊，自動焊技術的使用率尚有待于提高。具體來說，半自動焊技術主要包括STT表面張力過渡焊、RMD熔滴精度過渡技術以及自保護藥芯焊絲半自動焊技術。石油化工管道焊接施工大都是在露天環境中完成的，而面對復雜的自然環境需要經常用到自保護藥芯焊絲半自動焊技術。使用該技術無需額外增加保護氣體，目前該技術主要被應用到了焊縫填充以及蓋面施工之中。現階段，國內油氣資源的輸送管道正在向著大管徑、遠距離輸送以及高工作壓力的方向發展。這期間管道的管徑及厚度正在不斷增加，因此在焊接作業中必須使用自動焊技術才能夠保證作業質量。西氣東輸一期工程全長約4200km，其中有大約650km采用了自動焊。在二期工程中，因管徑以及管壁厚度進一步增加，在全長約5000km的總線中，自動焊技術已在其中占據了主導地位。其中大部分大管徑、厚管壁的管道施工中均適用了GMAW自動焊技術，這其實也代表了國內石油化工管道焊接施工正在向著更高的層次邁進。

4 自動焊技術在石油化工管道施工中的發展前景

自動焊接技術和手工焊接相比具有無可比擬的優越性，其具有生產效率高、節能降耗、改善焊接環境等特點，所以自動焊接技術具有廣闊的市場發展前景。就拿石油化工管道來說，其施工條件較為惡劣，因此其焊接效率是很低的，這不僅考驗工人的焊接水平，也考驗其意志力。此外焊接技術對工人的專業素養提出了較高要求，所以員工的工資成本占了很大比重。而自動焊接技術在工作能耗、工資成本上都要遠遠低于人工焊接，所以將自動焊接技術應用到石油化工管道施工中是行業發展的必然趨勢。現階段，需要從解決現有的問題入手明確技術細節，提高焊接效率以及焊接質量。

5 結束語

與西方發達國家相比，自動焊技術在國內石油化工管道施工中的應用仍處于相對落后的位置。以手工焊為主的作業模式已經暴露出了諸多問題，因此需進一步推進自動焊技術在該領域中的應用。自動焊技術既能夠提高焊接效率，又能夠在現有基礎上提高焊接質量，新形勢下，我們需要優化其技術細節，讓自動焊技術能夠在石油化工管道施工中發揮應有的作用。在此基礎上，還需要根據實際工作需要推進新技術的研發工作，為管道焊接質量的提升打下堅實的技術基礎。上文中筆者對這類問題進行了分析探究，希望對推進自動焊技術在石油化工管道施工中的應用有所啟示。

參考文獻：

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