大口径长输管道焊接领域专利申请分析

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摘 要：作为大口径长输建设施工的重要一环，焊接质量的好坏将大大影响其安全性能和使用年限。基于大口径长输管道焊接专利，文章从申请量及申请区域、申请人和技术发展脉络这三方面展开分析。

关键词：大口径；长输管道；焊接；专利

引言

近年来，石油及天然气等逐渐成为工农业生产应用的主要能源，其大量的开发与输送也促进了管道工业的快速发展。作为一种低成本、高效率、操作方便的输送方式，管道运输已从平原走向高山、沙漠、大海，从温带、热带走向极地，并从低压小管径输送发展成为高压大管径输送。当前国内外管道工程建设正在向大直径和厚壁化方向发展，从而实现高压、高效输送。焊接技术在管道工程建设领域占有非常重要的地位。

1 申请量及申请区域分析

早于1965年全球范围内已有关于大口径长输管道焊接的专利申请，自1965至2015年，全球范围内的申请量有起有伏，但总体仍呈逐步上升的趋势，在2006年以前，专利申请都处于相对低的水平。对于中国国内的专利申请，在1998年以前未出现相关的专利申请，由此说明国内企业研究起步晚，其具体原因在于，中国于1998年开始酝酿西气东输工程，直到2014年完成了西气东输工程三线的建设。这一浩大工程的开展必然会带动大口径长输管道在国内需求的扩大，而为了保障西气东输中天然气的传输质量，其所用大口径长输管道质量也将受到重视。此外，通过对比全球范围和中国国内的申请量可以看出，随着中国国内申请量的增加，全球范围的申请量也在增加，并且在2004-2015年间，全球范围申请量随着中国国内申请量的波动而波动。由此说明，在近10年内，中国国内关于大口径长输管道焊接领域的专利申请量在全球范围内处于主导地位。

由图1可以看出，申请量排名前四的分别是中国、日本、前苏联和美国，这四个国家占据了所有专利申请的77%，由于管道输送能够减少铁路等其他运输方式的压力，大口径长输管道也在美国、俄罗斯和中国这几个国家得到广泛应用。结合前述分析可以进一步确定，中国虽然起步晚，但是根据国内石油、天然气运输需求的增加，中国在该领域的专利申请量逐渐上升，并逐渐成为该领域专利申请的主要国家之一。

2 申请人分析

通过统计大口径长输管道焊接领域申请人的专利申请量，分析得出该领域排名前6的申请人，按申请量从高到低的顺序具体如下：（1）川崎制铁株式会社；（2）新日铁制铁株式会社；（3）巴顿焊接研究所；（4）日本钢管公司；（5）中国石油天然气集团公司；（6）日本住友金属制品。基于专利信息综合分析可以得到该领域申请人的特点：申请人主要集中在日本，日本在该领域的核心技术研发较中国早20年左右，为实现大口径长输管道的焊接打下了基础，并较早占据该领域市场的主导地位。中国在该焊接技术发展较为成熟的基础上，进一步通过改进管道焊接方法和管道焊接辅助装置以提高大口径长输管道的焊接质量和效率。

3 技术发展脉络

基于大口径长输管道焊接技术的专利文献分析如下：对于大口径长输管道焊接方法，其技术发展路线为手工焊半自动焊自动焊，早在1970年以前，全球范围内已出现大口径长输管道手工焊焊接技术，随着对大口径长输管道焊接质量及效率要求的提高，手工焊焊接技术的应用逐渐被半自动焊和自动焊技术取代。1974-1985年期间，大口径长输管道焊接已开始采用半自动焊技术，并且很快又出现了管内壁全自动环焊技术。根据实际的焊接需求，自1985-2015年期间，上述焊接方法一直在改进，从最初仅提高焊接效率且基本满足大口径长输管道焊接需求，逐渐发展到优化各种焊接参数和改进焊接原料及进一步完善焊接质量和减少焊接缺陷。由于手工焊灵活方便，仍然是其他方法无法完全取代的，因此在1985-2005年期间仍有相关的专利申请。对于大口径长输管道焊接装置，根据装置在施焊过程中所起作用将其分为管内焊装置、管外焊装置和焊接辅助装置。管外焊接较管内焊接更直观，设备也相对简单，因而在1970-1974年期间，首先出现了关于管外焊接装置的专利申请；在1974-1985年期间，开始出现关于管内焊接装置的专利申请，至2005-2015年期间，管内焊装置发展到多工位内环焊机，管外焊接装置发展到管道纵向焊缝的焊接装置。

4 结束语

由于大口径长输管道技术成熟较早，该领域的专利申请基本是在现有成熟技术上作出的细微改进，基于此，申请人应充分了解该领域的专利申请情况，围绕前沿技术深入挖掘，进一步推动该技术在国内的发展。

参考文献

[1]刘硕.大口径油气管道环焊技术的进展及在宝钢的应用[J].宝钢技术，2007（2）：35-38.

[2]张雪锋.我国长输管道焊接技术的发展与趋势研究[J].山东工业技术，2015（14）：16.