我国长输管道焊接技术的发展与趋势研究

张雪锋（中石化江苏油建工程有限公司,江苏　扬州　225261）

我国长输管道焊接技术的发展与趋势研究

张雪锋
（中石化江苏油建工程有限公司,江苏扬州225261）

摘要：现代科技的高速发展推动了我国长输管道焊接技术的发展和完善。回溯我国长输管道焊接技术的发展历程，主要经历了三个阶段，70年代采用低氢型焊条电弧焊上向焊工艺；80年代推广焊条电弧焊下向焊工艺，焊条电弧焊下向焊工艺即使在管口组对间隙小时也能灵活操控；90年代普遍采用自保护药芯焊丝半自动下向焊工艺，它的出现大大降低了焊接的成本，对推动焊接技术的发展产生了巨大的推动作用。2001年后熔化极气体保护自动焊工艺逐步取代了以上工艺，成为了主要使用焊接技术。本文将对我国长输管道的发展历程作一个梳理，并对其发展趋势及发展前景作出一定的探究。

关键词：长输管道；焊接技术；发展历程；发展前景

长输管道运输作为重要的运输行业，其地位仅居航空运输之后，但是对比航空运输，长输管道日益显现出其成本较低、不受天气状况影响的显著优势。长管道运输在石油输送、天然气传运中运用广泛。随着我国西气东输力度的加强，长管道运输将迸发出新的生命力和活力。作为长管道建设施工中的重要一环，管道焊接技术的发展将大大影响长管道运输的安全性能和使用年限。所以对长输管道焊接技术的发展与趋势研究显得格外重要。

1　长输管道焊接技术的发展历程

长输管道焊接技术经历了较长的发展，随着科技的改良，其技术也得到了很大地提高与完善。现在采用的熔化极气体保护自动焊技术是在传统的手工焊基础上发展来的，传统手工焊因其本身的缺陷（速度慢、品质得不到保证、技巧性较强）逐渐被淘汰、取替。

（1）低氢型焊条电弧焊上向焊技术。低氢型焊条电弧焊上向焊工艺在20世纪70年代广泛使用，断弧操作法的采用在当时引起了巨大的反响。在当时一直存在缝隙较大时，焊接难以完成的难题，而该技术的采用则有效解决了这一问题，但是现在看来，低氢型焊条电弧焊上向焊工艺焊层厚度大，焊接效率低，已经难以适应现代焊接技术的要求。这项技术现在一般运用于小口径工艺管道焊接中。

（2）焊条电弧焊下向焊工艺。焊条电弧向下工艺也经历了三个阶段(全纤维素型、混合型、复合型)。全纤维型因为其焊水浓度较低使其焊接速度较快，生产效率高，且大大减少了焊接材料的消耗。全纤维素焊接主要运用于区域性的长输管道建设工程及一些水网地带,如我国苏丹管道工程，卡塔尔管道修建，全纤维素焊接技术功不可没。

混合型下向焊接技术在1996年陕京输气管道中首次使用，陕京输气管道修建过程中，沿途条件恶劣，地理条件复杂，一般的全纤维素下向焊接技术难以达到工程质量要求，施工方大胆采用混合型下向焊接技术，以纤维素型下向焊打底焊，以填充焊、盖面焊作为补充。混合型下向焊接技术是对焊接工艺的创新发展，这在很大程度上大大提高了生产效率，缩短了焊接时间，保障了长输管道的稳定性与安全性。

复合型下向焊接技术是主要的焊接技术之一，小到天然气进户城市管道，大到西气东输1016mm的大口径，复合型向下焊接技术几乎无处不在，以其灵活简便、适应性强的特点，获得了业界的广泛认可。一般来说，北方输油、输气的长输管道厚度远远大于南方，这对焊接技术的要求更为严格。而打底焊、热焊采用下向焊，填充焊与盖面焊采用向上焊的复合型下向焊技术则可发挥两种焊接方法的优势，达到优质高效的效果。

（3）半自动下向焊工艺。半自动下向焊技术改变了断续焊接的模式，将焊接转变为可连续的生产方式，这在很大程度上，不仅节约了人力物力的投入，且连续作业能够在很大程度上保障工程的质量。与纤维素型焊接技术相比，半自动焊接输入热量更高，可降低焊接缝的冷却速度，方便焊接成型，防止冷裂纹。正是由于焊接技术的不断发展，管道输送压力得到不断提高，输油输气管道的深度和速度不断增加。

2　管道焊接技术的发展趋势（前景）

未来长输管道将对焊接技术提出更高的要求，比如，在严苛环境下更注重焊接技术的稳定性；对焊接部分能够精确掌控，将误差降低到最小；小巧方便，在山地陡崖和隧道铺设管道时方便携带；电流输送需求较小，这不仅是节能减排要求的重要举措，也将方便施工用电。所以，未来长输管道焊接技术发展趋势将向着高效、数字化、绿色焊接发展。

（1）高效焊接技术。焊接技术发展至今，大多以提高效率，减少成本为重要标志。自保护药芯焊丝半自动焊接工艺的广泛运用，将焊接水平推送到了一个新的高度。我国近年来一直积极探索大口径管道激光电弧复合焊接技术并取得了重大突破，但是在全自动焊技术上，我国与西方国家存在着较大差距，所以，未来焊接应该以高效节能为主要发展目标，并推广管道自动焊的工艺。

（2）数字化焊接。智能化时代带来了数字化技术的快速发展，将焊接技术与电脑连接，使得简单的焊接设备变为精密的仪器，焊接技术数字化将大大改变传统仅凭经验来确立焊接面大小的情况，经过缜密的分析探索出的焊接部位和焊接面大小将大大增强焊接的准确性，保障焊接工艺的质量。所以，为焊接技术建立独立的专家数据库格外重要，同时，将焊接技术并入网络，对于管道爆裂的抢修工作的速度性、准确性也十分有帮助。

（3）环保焊接。环保焊接又称绿色焊接，这是响应国家“节能减排”号召的重大举措之一。实现环保焊接，首先，应该提高焊接仪器的用电效率，传统焊接设备对电力的负荷较大，所以在今后的发展中，焊接应该减少用电量，多采用激光电弧复合焊接手法；其次，应该逐步淘汰高耗能、粉尘多、噪音大、废气排量大的焊接设备。推广环保设备将对我国的电力、空气环境有着积极地影响。

3　结束语

根据我国的发展来看，半自动焊、自动焊技术将逐步取代手工焊技术，这是发展使然，也是新时代长输管道修建的要求。随着石油工业的发展，西气东输工程的不断推进，焊接技术的地位和作用也日益显现，焊接技术的好坏对于整个长输管道建设的施工成本、工程质量、施工效率有着举足轻重的作用。所以，应该对焊接技术予以更多地关注，不断推动长输管道焊接技术地提升。

参考文献：

[1]曹永利,黄福祥,王勤.我国长输管道焊接技术进展及发展方向[J].石油科技论坛,2012(01):7-11+68.

[2]易志群,杨盟.我国长输管道焊接施工工艺与焊接施工的发展前景[J].中国石油和化工标准与质量,2012(06):249.

[3]阮开敏,徐明,彭小雪.对长输管道焊接技术的探讨研究[J].中国石油和化工标准与质量,2012(13):77.

作者信息：张雪锋（1986-），男，江苏扬州人，学士，助理工程师，研究方向：长输管线材料焊接施工研究。