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把握机遇 不断提升石油工程建设中的焊接技术水平
——访中国石油工程建设协会焊接专委会冯标秘书长
2008.04.10   来源:中国金属加工在线(mw1950.com)   作者:张淑杰 于淑香   关键词:冯标,焊接技术

    记者:焊接技术作为石油石化工程建设极为重要的技术之一,关系着工程的质量。首先请您谈谈焊接技术服务于石油石化行业的发展情况及相关特点。

    冯秘书长:从近年我国完成的一些标志性工程来看,焊接不仅已经渗透到制造业的各个领域,而且发挥着重要的作用。具体到石油石化行业,主要是长输管道、炼化装置特种材料的焊接。

    长输管道的焊接这几年进步很快,但也经历了一个过程。早在1973年建东北的83管线时,基本是手工上向焊,设计压力在4MPa以下,材料为16Mn,采用的是常规探伤。到了20世纪80年代,开始逐渐推行下向焊工艺,焊接效率明显提高。但存在的问题是:下向焊大多采用纤维素焊条和低氢焊条,石油行业用纤维素焊条绝大部分需要进口。

    90年代我国正式推行自保护药芯焊丝半自动焊,这是长输管道焊接的一次革命。采用下向焊工艺,实现了连续送丝,现场效率比较高,我国长输管道的焊接70%~80%采用该工艺。但到目前为此,自保护药芯焊丝还是全部进口,比如说承建的陕京管线、兰成渝、中武线、西气东输、西部管道及苏丹管线等。自保护药芯焊丝的附加值非常高,比如用于X80钢的焊丝,国外报价达到8万元/t,已经超过了不锈钢焊丝。长期进口不仅要付出经济代价,更关键的是还要受制于人!比如说,管道局承担的苏丹管道工程正准备开工时,由于美国制裁苏丹政府,我们从美国的定货也不得不转运到第三国。正是由于缺乏自已的核心产品,所以要承担技术和经济上的双重风险。但值得高兴的是,最近天津金桥焊材公司成功研制了X80管线钢自保护药芯焊丝。在去年通过了由天津市科委和我们中国石油工程建设协会联合组织的鉴定,用户的反映也相当不错,目前已在西气东输二线开始小批量试用。如果作为工业产品使用时性能稳定,效果不错的话,将大批量推广使用。X80管线钢自保护药芯焊丝的研制成功,无论是从发展我国的民族工业,还是打破国外技术的封锁和垄断,都具有重要意义。

    长输管道的自动焊我国是2003年在西气东输工程中开始正式采用的。西气东输4000多km、φ1016mm的大口径X70钢管道,是中国管道史上运距最长的,设计口径也是最大的,设计压力10MPa也是最大的。大约有650km采用了自动焊,其中国产装备占到了1/3,技术水平与国际接近。国产自动化装备在西气东输的应用,标志着我国管线建设迈向国际先进水平。

    从中石油这个角度,西气东输二线大力提倡使用全自动焊接,一是效率高,二是焊接质量比较好,三是我们使用过程中积累了经验。西气东输二线干线总长7000多km,大部分准备采用X80钢。到目前为止,全世界采用X80钢建设的管线总长累积也就2000多km。而西气东输二线工程的目标是成为引领世界管线建设的潮流,站到世界最高点。

    石油石化行业的炼塔、储罐、圆筒形钢制储罐的焊接情况各不相同。球罐国内已经做到单体1万m3。球罐空间位置复杂,钢材种类不一,90年代中石油一建和七建也采用过自动焊,但目前大部分还是采用手工焊;80年代初期,中石油全面从日本进口单台10万m3的储罐10多座(包括板材、工艺、材料和焊接设备等)。随后,焊接材料陆续国产化,90年中期设备开始国产化。现在,国内5万m3以上储罐的自动焊使用比例达到95%,包括横焊、纵缝的气电立焊和罐底的角缝焊接等。其中,气电立焊国内也已经自主研制,并在工程上应用了不少,横焊几乎全部国产化。在炼化装置里,一些特殊的双相不锈钢、锆合金等焊接材料还是需要进口。锆合金焊丝已经达到90万元/t,但用量比较少,主要用于要求耐腐蚀、耐高温的管道焊接。目前,中石油也涉及海洋工程焊接,但海上现场安装自动焊非常少。比如现在做海洋平台、导管件,一般都是从工厂预制后拖到海上安装,而且基本上都是手工焊。海上用钢板都比较厚,一般在20mm以上,甚至90mm厚。手工焊的劳动强度可想而知,效率比较低。如何解决海上焊接的自动化,这是今后中石油迫切需要解决的问题。

    记者:冯秘书长,还请您介绍一下西气东输二线的招标情况,以及存在的问题。

    冯秘书长:早在2007年初,中石油科技发展部就做了规划,立了几个大的项目。其中西气东输二线施工技术研究作为一个大的课题,由管道局、中国石油集团工程技术研究院、管材所和几个制管厂共同承担。从炼钢制管开始,到现场焊接检测等。我们和管道科学研究院共同承担的是西气东输二线工程的子项目:西气东输管线钢X80钢的焊接工艺研究。我们根据西气东输一线工程中各个公司的自动化装备、半自动机组和人员现状,进行优化组织,同时向国内外的焊材厂发出送样邀请。我们对送样进行焊接性能研究,把性能指标完全符合X80钢焊接技术要求的产品提交给科技主管部门,再由业主根据提交的研究数据组织招标。

    在做这项工作的过程中,我们看到了国内产品的进步,也看到了不足。比如说,金桥药芯焊丝的各项性能指标已不亚于国外产品,大桥集团的实芯焊丝也完全能够达到X80钢的焊接要求;反过来,国外送选的药芯焊丝并不多,还满足不了我们的要求。这说明,通过国家管道的建设,大大地促进了管道焊接材料的发展。石油石化行业的焊接装备主要是由行业内部的科学机构研究完成。经过20多年的努力,如坡口机、对口器、管道的全位置自动焊机、储罐的埋弧横焊机以及气电立焊等装备都已经实现了国产化。而且随着国产化技术的不断成熟,国外设备的用量在逐步减少,价格也下降得非常快。比如,2002年备战西气东输一线时,一套设备要 60多万元,国产设备成熟以后价格降到了20多万。一期工程中,国产自动焊设备占了1/3,自保护药芯焊丝则是全部进口。二期工程国产设备也差不多占1/3,还是进口了不少美国CRC的装备。这个局面,还要求我们的生产厂商从设备的可靠性上再下功夫。

    由于二线工程比较大,中石油的所有建设队伍可能都要参加。不仅如此,未来5年之内,中国的长输管道,新建总里程要达到2.5万km以上,将国内石油施工的人员、装备全部用上,力量还不够。

    记者:我们杂志创刊于1950年,尤其是近10年,更是非常关注焊接技术的发展和应用。配合石油石化行业的发展,从焊接技术的角度我们自己的满足能力或说水平还不够理想,许多钢材、焊机、焊材要依靠进口,形成这样现状的原因是什么?

    冯秘书长:总体来看,主要是以下的原因:

    (1)焊工基础理论薄弱,操作技能需要提高。从调查数据来看,全系统各类设备数量是各级焊工数量的1.68倍。这说明,真正在企业编制的焊工不够,而直接从事生产的焊工为数不少是从社会上雇佣而来。当今世界,新技术、新材料、新工艺不断出现,需要焊工有一定的文化知识,甚至要有一定的专业知识。一些自动焊设备的使用不仅需要焊工掌握操作技能,还要懂得一些必要的电气、自动化控制方面的原理,这方面的焊接人才愈显不足。

    (2)焊接科研机构分散,研究力量相对薄弱。集团公司在焊接技术的科技研发上投入相对较少,目前,全系统的焊接技术研究基础薄弱,资源配置不足。当前,石油工程建设已经步入高速发展的快车道,大型炼油化工装置、海洋石油工程、大型长输管道工程和LNG的建设,需要我们具有强有力的焊接科研体系,提供技术支持和保障。

    (3)焊接设备和焊接材料的国产化研究不足。调查表明,全石油系统现有大小焊接设备中,进口设备占总量的27.7%,其中手工焊机占6.5%;半自动焊机占83.8%;球罐自动焊机占84.1%;储罐自动焊机占35.8%;管道自动焊机占50.7%。焊接材料中,管道用纤维素打底焊条进口占100%;自保护药芯焊丝占100%;实芯焊丝占36%。越是专用设备或材料,产品的附加值越高,进口量的比例越大。进口设备不仅一次购置投入大,而且维修零配件价格十分昂贵,大大增加了成本。为此,需要我们抓紧抓好国产化研发工作。

    (4)专业人才不足。石油工程建设大多数企业缺少高学历的、熟悉生产的焊接工程师和有经验的焊接结构设计工程师,有些企业已经出现人才断层。全国高校实行专业改革以后,本科招收目录中取消了焊接专业,更加重了焊接专业人才的青黄不接。企业的发展归根结底是靠人才,应该引起高度重视。

    记者:您作为中国石油工程建设协会焊接专委会新一届秘书长,将会采取哪些有效的措施?将为企业的发展合作提供哪些服务?2008年我们焊接专委会将举办哪些重大活动和专题性会议?

    冯秘书长:中石油的发展战略是“资源、市场、国际化”。目前,油品的进口量占到了近50%,已经勘明的国内陆上可开采原油储量远远不够国内消费,必须寻求全球的资源,开展广泛的国际合作,包括南美、非洲及西亚等地区。焊接专委会将针对石油工程建设的焊接技术现状及未来发展方向,结合当前重点工程的需求开展工作。

    (1)国际认证。开展合作就要面临国际的资质认证,像焊工证、焊接技师认证以及国际焊接工程师认证等。为此,我们去年专门到英国焊接研究所,并和他们达成了协议:在中石油开展国际焊工资质认证的培训。2008年我们要在这方面做些工作,根据需要派人员进行培训。

    (2)培训中心差异化管理。石油工程建设企业都有自己的焊接培训中心,今后管理的工作要点是实行差异化管理,突出特色技术。即根据不同地域,上、中、下游技术需求,在油田建设、长输管道、炼油化工、海洋工程领域,引导企业走特色焊接技术发展之路。我们设想,重点在东北、西北、华北、华中、华南几大区域扶持几个焊接中心,在政策上给予支持,技术上给予引导,使之成为区域内焊接技术研究和岗位培训的基地。

    (3)建立石油工程焊接技术中心。从行业方面讲,焊接技术力量比较分散,研究的基础比较薄弱,专业技术研究不多。集团公司责成我们专委会对全行业进行大量的调查后,决定在中石油成立一个石油工程焊接技术中心,2008年要陆续着手建立。我们将瞄准国际先进的焊接机构,结合中石油自身的工程建设需求,组建各种实验室。其中以水下焊接、激光焊接作为重点实验室组建,力争达到国家级实验室水准。

    (4)举办技术交流会。我们从90年代开始,每年都举行一次全行业的交流会,一方面邀请世界焊接界的知名人士做专题报告;另一方面,让企业将自己的技术革新、创造与大家分享,实现资源共享。多年来有了不少成绩,取得了很好的效果。随着形势的发展,我们今年打算办成双交会的形式,既是技术交流也是技术交易。针对石油石化行业的需要搭建一个平台,让施工企业和国内外的焊接设备、焊接材料企业进行交流和交易,时间安排在11月份。

    (5)继续开展国际交流。针对窄间隙高效焊接,我们今年准备和日本的焊接部门、企业、社团等进行互访交流。

    (6)重点抓一些研究,比如说LNG9Ni钢的焊接。现在有些单位已经开始做了,但我们从协会的角度要进行系统全面的安排,避免重复和浪费。

    记者:您对石油石化工程建设焊接技术的未来持什么样的观点?

    冯秘书长:从发展来看,中石油承担着国家的能源安全,是石油主要的生产商和供应商,承担着政治、经济、社会三大责任,保证国家能源供应。“十一五”期间,将积极推进大炼油、大乙烯、大管道项目的建设,在国际工程建设上,原油和天然气作业产量、原油和天然气管输能力,也将有较大的发展,加之持续较高的投资强度,必将带动工程建设企业的加快发展。据统计,我国石油工程建设项目的焊接工作量占到工程安装总量的40%。突破焊接关键技术已经是摆在我们面前的重要课题,我们必须把握机遇,跟踪国际前沿技术,超前研究,提供强有力的技术支持。

    我们有信心:通过提升石油工程建设的焊接技术水平,增强企业核心竞争力,开展了卓有成效的工作,为石油工程建设焊接事业做出积极的贡献!

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