我國長輸管道焊接技術(shù)的發(fā)展與趨勢研究

摘 要：現(xiàn)代科技的高速發(fā)展推動了我國長輸管道焊接技術(shù)的發(fā)展和完善。回溯我國長輸管道焊接技術(shù)的發(fā)展歷程，主要經(jīng)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(xiàn)大大降低了焊接的成本，對推動焊接技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)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(shù)。本文將對我國長輸管道的發(fā)展歷程作一個梳理，并對其發(fā)展趨勢及發(fā)展前景作出一定的探究。

關(guān)鍵詞：長輸管道；焊接技術(shù)；發(fā)展歷程；發(fā)展前景

長輸管道運輸作為重要的運輸行業(yè)，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(xiàn)出其成本較低、不受天氣狀況影響的顯著優(yōu)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(fā)出新的生命力和活力。作為長管道建設(shè)施工中的重要一環(huán)，管道焊接技術(shù)的發(fā)展將大大影響長管道運輸?shù)陌踩阅芎褪褂媚晗?。所以對長輸管道焊接技術(shù)的發(fā)展與趨勢研究顯得格外重要。

1 長輸管道焊接技術(shù)的發(fā)展歷程

長輸管道焊接技術(shù)經(jīng)歷了較長的發(fā)展，隨著科技的改良，其技術(shù)也得到了很大地提高與完善?，F(xiàn)在采用的熔化極氣體保護自動焊技術(shù)是在傳統(tǒng)的手工焊基礎(chǔ)上發(fā)展來的，傳統(tǒng)手工焊因其本身的缺陷（速度慢、品質(zhì)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(shù)。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(dāng)時引起了巨大的反響。在當(dāng)時一直存在縫隙較大時，焊接難以完成的難題，而該技術(shù)的采用則有效解決了這一問題，但是現(xiàn)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(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代焊接技術(shù)的要求。這項技術(shù)現(xiàn)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(jīng)歷了三個階段（全纖維素型、 混合型、 復(fù)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(chǎn)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(qū)域性的長輸管道建設(shè)工程及一些水網(wǎng)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(shù)功不可沒。

混合型下向焊接技術(shù)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(fù)雜，一般的全纖維素下向焊接技術(shù)難以達到工程質(zhì)量要求，施工方大膽采用混合型下向焊接技術(shù)，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(shù)是對焊接工藝的創(chuàng)新發(fā)展，這在很大程度上大大提高了生產(chǎn)效率，縮短了焊接時間，保障了長輸管道的穩(wěn)定性與安全性。

復(fù)合型下向焊接技術(shù)是主要的焊接技術(shù)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(fù)合型向下焊接技術(shù)幾乎無處不在，以其靈活簡便、適應(yīng)性強的特點，獲得了業(yè)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(shù)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(fù)合型下向焊技術(shù)則可發(fā)揮兩種焊接方法的優(yōu)勢，達到優(yōu)質(zhì)高效的效果。

（3）半自動下向焊工藝。半自動下向焊技術(shù)改變了斷續(xù)焊接的模式，將焊接轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛇B續(xù)的生產(chǎn)方式，這在很大程度上，不僅節(jié)約了人力物力的投入，且連續(xù)作業(yè)能夠在很大程度上保障工程的質(zhì)量。與纖維素型焊接技術(shù)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(shù)的不斷發(fā)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(shù)的發(fā)展趨勢（前景）

未來長輸管道將對焊接技術(shù)提出更高的要求，比如，在嚴苛環(huán)境下更注重焊接技術(shù)的穩(wěn)定性；對焊接部分能夠精確掌控，將誤差降低到最??；小巧方便，在山地陡崖和隧道鋪設(shè)管道時方便攜帶；電流輸送需求較小，這不僅是節(jié)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(shù)發(fā)展趨勢將向著高效、數(shù)字化、綠色焊接發(fā)展。

（1）高效焊接技術(shù)。焊接技術(shù)發(fā)展至今，大多以提高效率，減少成本為重要標(biāo)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(fù)合焊接技術(shù)并取得了重大突破，但是在全自動焊技術(shù)上，我國與西方國家存在著較大差距，所以，未來焊接應(yīng)該以高效節(jié)能為主要發(fā)展目標(biāo)，并推廣管道自動焊的工藝。

（2）數(shù)字化焊接。智能化時代帶來了數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，將焊接技術(shù)與電腦連接，使得簡單的焊接設(shè)備變?yōu)榫艿膬x器，焊接技術(shù)數(shù)字化將大大改變傳統(tǒng)僅憑經(jīng)驗來確立焊接面大小的情況，經(jīng)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(zhǔn)確性，保障焊接工藝的質(zhì)量。所以，為焊接技術(shù)建立獨立的專家數(shù)據(jù)庫格外重要，同時，將焊接技術(shù)并入網(wǎng)絡(luò)，對于管道爆裂的搶修工作的速度性、準(zhǔn)確性也十分有幫助。

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

3 結(jié)束語

根據(jù)我國的發(fā)展來看，半自動焊、自動焊技術(shù)將逐步取代手工焊技術(shù)，這是發(fā)展使然，也是新時代長輸管道修建的要求。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，西氣東輸工程的不斷推進，焊接技術(shù)的地位和作用也日益顯現(xiàn)，焊接技術(shù)的好壞對于整個長輸管道建設(shè)的施工成本、工程質(zhì)量、施工效率有著舉足輕重的作用。所以，應(yīng)該對焊接技術(shù)予以更多地關(guān)注，不斷推動長輸管道焊接技術(shù)地提升。

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