自动焊技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景

魏军

摘 要：石油化工管道的焊接施工是一项专业性强、技术要求高的工作。虽说国内石油化工管道施工仍在以传统的手工焊接方式为主，但近些年自动焊技术也在其中得到了相对广泛的应用。随着相关技术的不断完善，未来一段时期内自动焊技术将成为石油化工管道施工领域内的主要技术，其应用范围将会进一步扩大，发展前景也将愈发广泛。本文中笔者对此类问题进行了分析探究，希望对进一步推进相关工作的优化落实有所启示。

关键词：自动焊技术;石油化工;管道施工;应用;发展前景

油气资源储运过程中用到的储油罐、管道、油槽车以及油轮等设备在制造以及后期养护中均需要用到焊接技术。采油作业中用到的各类反应塔、加热炉以及热转换器等设备在安装以及后期养护作业中同样需要焊接技术的参与，这其中焊接技术在石油化工管道施工中的应用最为值得人们关注。与传统手工焊接的方式相比，自动焊接具有工作效率高、焊接质量稳定以及操作简便的特点，利用自动焊设备，操作人员无需额外培训便可以轻松上手。现阶段，这类技术在西方发达国家的石油化工管道施工中已得到了相对广泛的应用，未来我们在国内石油化工管道施工中进一步推进该类技术的应用。

1 自动焊技术应用于国内石油化工管道施工暴露出的问题

结合实际分析，其问题主要体现在以下方面：首先是起步慢、技术普及率低的问题。上个世纪90年代，国内石油企业才将自动焊技术引入中国，在西方发达国家的恶意干扰下，国内自动焊技术的发展其实一直处于非常落后的状态。在使用率、普及率以及焊接质量方面均无法与发达国家竞争，国产自动焊设备可靠性较差是造成这一局面的主要因素。现阶段，对于新型自动焊设备的研究依旧处于停滞不前的状态，焊接作业施工中用到的高性能焊接设备主要依靠进口。而且这类高性能自动焊设备在实践领域中的使用率尚未突破10%，所以自动焊技术应用于石油化工管道施工中的潜力尚未开发到顶点，需要推进其技术细节的优化并拓展其应用范围。其次是使用进口设备施工成本高居不下、人员得不到相应培训培养的问题。在国产设备性能不足的前提下使用进口自动焊设备的成本会是一笔“天文数字”，加之我国劳动力富裕且人工成本低等因素的影响，因此与自动焊控制设备相比国内石油企业较为推崇传统手工焊的作业模式。但基于成本因素考虑，它们几乎不会组织相关工作人员的专业技术培训。这一操作模式其实便对焊接管道焊接质量产生了影响，更从侧面证明了推广自动焊技术的必要性。

2 自动焊技术在石油化工管道施工应用现状分析

2.1 设备依赖进口、人员素质不高

目前，我国在应用自动焊技术时，主要依赖进口设备完成，主要因为我国国产装备性能不足，难以符合施工要求。但是在大量采购、应用进口装备的情况下，自动焊技术应用成本又大为增加，企业经济效益降低，因此多数石油化工企业宁愿使用手工焊接技术、半自动焊接技术，也不愿投入大额成本使用自动焊技术。同时，自动焊技术对技术人员的能力素质有一定的要求，需要技术人员熟练掌握装置操作技能，但目前操作人员受教育水平普遍较低，操作技能不熟练，需要企业耗费时间、资金对人员进行长期培训，在此背景下，多数企业会选择低成本的人工焊接方式，导致自动焊接在石油化工管道中的使用比例较低。

2.2 发展时间晚，普及率低

与西方国家相比，自动焊技术在我国起步较晚，我国于20世纪90年代中期，才逐渐将自动焊技术引进国门并使用，起步慢再加之当时西方国家的刻意限制政策，导致我国的自动焊接技术一直处于相对落后的状态，在石油化工管道施工中未获得大面积普及。同时，我国的自动焊接技术在装备、焊接质量、焊接效率以及焊接效益上都与西方发达国家存在一定差距。究其原因，是我国对自动焊接技术不够重视，在设备的研发等方面存在问题，导致国产的自动焊接设备可靠性差，难以满足石油化工管道施工要求。

2.3 焊接质量不高

影响焊接工艺效果的因素除了焊接工艺执行过程中可能存在突发状况外，焊接步骤完成后的养护操作同样需要得到严格的技术规范，否则也会引发问题。化工管道的焊接工艺动作执行完毕后，如果周围的环境出现较大变动，就会导致管壁上出现裂纹，技术人员没有及时发现的话，这些裂纹的尺寸还会继续扩大，导致管道焊接工艺效果无法满足管道运作要求。此时工作人员不得不进行人工焊接补救措施，这不仅增加了焊接方面的资金成本，还会增加了时间成本，最终导致石油化工管道焊接作业项目完成效果差，甚至可能超出工程上交的规定时间。

3 自动焊技术在石油化工管道施工应用表现

在石油化工管道施工中，焊口通常有活动口与固定口，但当前我国一些大的施工企业在工作中通常选择半自动焊接技术与手工焊接技术。其中，半自动焊接技术主要包括、RMD熔滴精度过渡技术、STT表面张力过渡焊、自保护药芯焊丝半自动焊技术等，这些技术在实际工作中被广泛应用。由于石油化工管道施工多是在露天环境下进行，野外作業会加大施工难度，也会导致材料受损，为避免发生类似事故，施工单位通常会选择自保护药芯焊丝半自动焊技术，该项技术主要是利用焊丝药芯生产的气体对熔池进行保护，因而省去了外加保护气体的这一环节，不仅省时省力，也可确保施工质量，因而被广泛应用于野外作业，尤其是焊缝的填充与盖面的施工中。

石油化工管道焊接施工中，焊口通常有固定口以及活动口两种。结合实际施工现状分析，目前国内石油企业中应用最为广泛的是半自动焊以及手工焊，自动焊技术的使用率尚有待于提高。具体来说，半自动焊技术主要包括STT表面张力过渡焊、RMD熔滴精度过渡技术以及自保护药芯焊丝半自动焊技术。石油化工管道焊接施工大都是在露天环境中完成的，而面对复杂的自然环境需要经常用到自保护药芯焊丝半自动焊技术。使用该技术无需额外增加保护气体，目前该技术主要被应用到了焊缝填充以及盖面施工之中。现阶段，国内油气资源的输送管道正在向着大管径、远距离输送以及高工作压力的方向发展。这期间管道的管径及厚度正在不断增加，因此在焊接作业中必须使用自动焊技术才能够保证作业质量。西气东输一期工程全长约4200km，其中有大约650km采用了自动焊。在二期工程中，因管径以及管壁厚度进一步增加，在全长约5000km的总线中，自动焊技术已在其中占据了主导地位。其中大部分大管径、厚管壁的管道施工中均适用了GMAW自动焊技术，这其实也代表了国内石油化工管道焊接施工正在向着更高的层次迈进。

4 自动焊技术在石油化工管道施工中的发展前景

自动焊接技术和手工焊接相比具有无可比拟的优越性，其具有生产效率高、节能降耗、改善焊接环境等特点，所以自动焊接技术具有广阔的市场发展前景。就拿石油化工管道来说，其施工条件较为恶劣，因此其焊接效率是很低的，这不仅考验工人的焊接水平，也考验其意志力。此外焊接技术对工人的专业素养提出了较高要求，所以员工的工资成本占了很大比重。而自动焊接技术在工作能耗、工资成本上都要远远低于人工焊接，所以将自动焊接技术应用到石油化工管道施工中是行业发展的必然趋势。现阶段，需要从解决现有的问题入手明确技术细节，提高焊接效率以及焊接质量。

5 结束语

与西方发达国家相比，自动焊技术在国内石油化工管道施工中的应用仍处于相对落后的位置。以手工焊为主的作业模式已经暴露出了诸多问题，因此需进一步推进自动焊技术在该领域中的应用。自动焊技术既能够提高焊接效率，又能够在现有基础上提高焊接质量，新形势下，我们需要优化其技术细节，让自动焊技术能够在石油化工管道施工中发挥应有的作用。在此基础上，还需要根据实际工作需要推进新技术的研发工作，为管道焊接质量的提升打下坚实的技术基础。上文中笔者对这类问题进行了分析探究，希望对推进自动焊技术在石油化工管道施工中的应用有所启示。

参考文献：

[1]刘聪.我国长输油气管道自动焊技术应用现状及展望[J].化工管理，2018（25）：151-152.

[2]杨玉祥.自动焊技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景[J].化工设计通讯，2018，44（05）：90.