自动焊接技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景

邵春生

摘要：自动焊接技术在西方发达国家的石油化工管道施工中应用普遍，但是我国石油化工管道施工中当前对于自动焊接技术的应用率不高。虽然一些石油化工企业在一定范围内的管道施工应用了自动焊接技术，但从总体上来说还是有些落后和许多不足之处。如何在石油化工管道施工中推广应用自动焊接技术，应当成为石油化工管道施工中重点研究的目标。

关键词：自动焊接技术 石油化工管道施工

一、应用问题分析

1、起步晚，应用范围小

石油化工管道施工中的自动焊接技术起源于西方发达国家，与西方国家相比较，当前我国的自动焊接技术仍然比较落后，起步晚，发展较为缓慢。而且，因为对于自动焊接技术的应用较少，许多相关行业并未了解到自动焊接技术的优势和作用，只是将研究重点都放在了手工焊接和半自动焊接技术上;另外我国也缺乏高端的自动焊接设备、自动焊机的高端电源、以及高端焊接材料等，现有焊接设备无法与自动焊接技术相匹配，在焊接效率和质量上，以及焊接成本效益和技术装备上，都有很大的进一步发展的空间。

2、设备成本高，专业人员技能掌握不足

自动焊接技术想要广泛推广应用，需要先进的机器设备作为基础。但是当前我国的自动焊接设备性能不足，无法满足自动焊接技术的要求和标准，如果企业想要在石油化工管道施工中应用自动焊接技术，必须从外国进口专业设备，成本非常高，挤占了施工企业的经济效益。一些石油化工企业为了降低成本，便放弃使用自动焊接技术，而仍使用手工焊接或半自动焊接，对自动焊接技术的推广应用造成了阻碍。

另外，自动焊接技术对于操作人员的专业知识和综合素养要求较高，但是我国当前自动焊接技术的操作人员关于自动焊接专业知识掌握不全面，职业素养不高，对于自动焊接技术的原理和操作流程掌握并不熟练。企业如果要大范围的应用自动焊接技术，还要组织人力物力并占用大量时间来对焊接操作人员进行自动焊接的培训，这又是一笔不小的投入。为了节约资金，或者企业本身的资金紧张，难以在自动焊接技术上投入过多，使我国自动焊接技术的应用和研发停滞不前，并无法得以在石油化工管道施工中推广使用。

二、自动焊接技术的应用

1、在石油化工长输管道工程施工中的应用

1.1 长输管道自动焊技术。长输管道全位置自动焊接技术最核心的施工原理是多焊炬内焊机和双焊炬外焊机共同作用，该技术适用于地势平坦的地方，焊接效率非常高，在我國长输管道推广应用以来取得了有目共睹的效果。但是长输管道全位置自动焊技术的实际应用成本很高，且有地势的应用限制，因此仅在部分地区应用。

1.2 长输管道全位置半自动焊技术。该项技术具体有三种。第一，熔滴精确过渡技术。该技术的应用原理是，首先检测出短时电流的出现频率与何时出现，然后用该电流调整焊接的电流和电压，使焊缝基本成型而且工作效率也很高，属于动态型控制技术。第二，半自动实芯焊丝气体保护焊技术，该技术由美国林肯公司研发，工作原理是通过对不同的时段的监控，来精准把控熔滴向熔池的过渡时间点，使焊缝的根部位置快速且高质量地成型。第三，自保护药芯焊丝半自动焊技术。该技术的应用原理是通过焊丝药芯制造出来的气体来保护熔池，这样就不需要额外增加其他气体对熔池进行保护。因此这种技术在野外作业中应用较多，适用于填充焊缝并进行盖面，我国进行石油长输管道焊接时对该技术使用较多。自保护药芯焊丝半自动焊技术的不足之处是焊缝冲击值具有较大的离散性，会因此导致焊接的质量不高，缺乏稳定性。

2、炼油化工管道中的自动焊技术应用。在自动焊技术引入我国的时候，部分炼油化工企业使用自动焊接技术，并衍化出了管道预制生产技术，将管道的防腐、除锈、坡口加工及自动焊接等一系列工序流程化作业。在日常焊接的基础上，增加每处焊接工位的变位装置和管道旋转装置，这样焊接口可以在水平旋转的情况下实现更加高质量的焊接，可以提高石油化工管道工程的施工效率质量。如果施工现场的条件复杂，则需要将管道预制流水线分成多个模块分别进行预制加工。当前，大多的管道预制厂仅将自动焊接技术应用于焊接转动焊口，而对于固定焊口的焊接则仍使用人工焊接技术，但是这样严重影响管道预制的效率和质量，这也是未来自动焊接技术需要解决的问题及研究发展的方向。

三、自动焊接技术发展前景与方向

1、高端焊接电源研发。高端焊接电源是管道自动焊接技术使用的基础，能够保障石油化工管道自动焊接作业的正常开展。当前，我国进行高端焊机电源研发的企业专业知识体系并不完善，而且企业间的竞争愈发激烈，这种需要大量资金和时间投入的研发活动很多企业都会望而却步。因此还需要国家对这些高端项目的研发工作提供一定的资金和政策扶持，这是未来自动焊接技术应用研发的发展方向。

2、自动焊接设备的研发。要使自动焊接技术更加广泛且效果更好的应用于石油化工管道施工中，需要加快自动焊接技术配套机器设备的研究开发进度。如推动精确度较高以及工作效率较高的的坡口加工设备、管道设备的研发等，这些配套设备能够保证自动焊接技术在石油化工管道施工中的顺利开展，并促进石油化工管道自动焊技术的不断改良与发展。

3、高端焊接材料的研发。先进的自动焊接技术必须要有高端的焊接材料相匹配应用，并且焊接材料的质量直接影响自动焊接技术的应用效果。当前我国的高端焊接材料缺乏，许多高端焊接材料都需要从外国进口，因此成本很高，给自动焊接技术的发展带来阻碍。因此，高端焊接材料是我国石油化工企业在管道施工中应用自动焊接技术的另一研究方向，降低自动焊接技术的应用成本，强化自动焊接技术的应用效果，促进自动焊接在石油化工管道施工中的推广应用。

四、结束语

我国当前在石油化工管道施工中自动焊接技术的应用范围较小，水平较低，鉴于自动焊接技术焊接质量高、工作效率高的优点，我国相关企业应当加大对自动焊接技术以及配套焊接设备、焊机高端电源、高端焊接材料的研发力度，国家也应当加大对自动焊接技术研发的资金和政策扶持力度，促进自动焊接技术的应用发展。

参考文献

[1]王鲁君.自动焊技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景[J].金属加工（热加工），2015，（2）：41-43.

[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（5）：90.