海洋石油平臺吊點焊縫檢驗實例分析

趙忠祥 鄧德亮 蔣桂通 李茂 董佳澎

【摘 要】本文主要描述了海洋石油平臺吊點的質(zhì)量控制要求，主要的控制步驟包括前期的下料，組對，焊接過程監(jiān)控，外觀檢查，以及焊后的NDT檢驗。一個吊點的質(zhì)量好壞是由全過程質(zhì)量控制的結(jié)果，每一過程，每一細節(jié)的控制都會影響結(jié)果。本文列舉了一質(zhì)量控制實例，以具體實例詳述了海洋平臺吊點每個過程的具體質(zhì)量控制要點要求。

【關(guān)鍵詞】海洋石油平臺;吊點;焊縫檢驗

中圖分類號： TE95 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）11-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.085

【Abstract】This paper mainly describes the quality control requirements of padeye of Offshore Oil Platform. The main control steps include pre-loading， fit-up， welding process monitoring， visual inspection， and NDT. The quality of padeye is the result of quality control in the whole steps. Every process and every detail control will affect the results. This paper take a choice with a specific example about quality control， and elaborates the key points of quality control in each process of padeye? of Offshore Platform.

【Key words】Offshore Oil Platform; Padeye; Weld inspection

0 前言

在海洋平臺結(jié)構(gòu)的吊裝和海上安裝過程中，吊點承受著整個模塊的自身重量和吊裝過程中可能出現(xiàn)的各種附加載荷。因此在平臺建造過程中，吊點建造過程的質(zhì)量監(jiān)控及完成后的驗收工作非常重要。主要涉及到下料、組隊、外觀、磁粉、超聲檢驗。

現(xiàn)以在建海洋平臺為例，針對檢驗工作展開分析：該項目在原有采油平臺位置處新增加一座采油平臺，以適應(yīng)該采油區(qū)塊的生產(chǎn)能力，該平臺為改造類的平臺。該項目組塊分三層甲板：上層甲板EL（+）29.4 m 、中層甲板EL（+）21.4m和下層甲板EL（+）13.4m。組塊依據(jù)原有平臺的基礎(chǔ)構(gòu)架設(shè)有12根腿柱，與主梁、斜撐構(gòu)成組塊的基本框架。為便于組塊建造安裝，根據(jù)平臺方位分為南北側(cè)組塊。每個新建組塊陸地建造重量在3500噸左右，每一組塊的吊裝有4個吊點承擔(dān)全部重量，依據(jù)相關(guān)設(shè)計要求，吊點安全系數(shù)為2.0，可推算出每一吊點大概承受1750噸的重量。吊點結(jié)構(gòu)依靠焊縫組裝拼接而成，其焊縫強度要求之高，質(zhì)量要求之嚴，可想而知，因此吊點焊縫的質(zhì)量尤為重要。

1 吊點檢驗主要順序步驟

吊點在下料前，吊點的質(zhì)量控制工作已經(jīng)開始。按照檢驗先后順序步驟如下：

（1）首先開始的是材料跟蹤工作，由質(zhì)檢人員確定原材料的材料等級、型號、爐批號是否正確，之后由下料工人依照加工設(shè)計圖紙進行鋼板切割;

（2）下料完成后進行吊點主板超聲波縱波探傷檢驗，檢查吊點主板是否有夾層類缺陷影響后續(xù)的施工。材料經(jīng)檢驗合格，進行下一步材料裝配工作，依據(jù)加工設(shè)計圖紙要求，按照尺寸精度進行裝配。裝配前需進行焊接坡口的加工，有關(guān)焊接的參數(shù)信息嚴格依照焊接工藝程序;

（3）裝配完成后需報檢，由質(zhì)控人員確認裝配是否符合要求。隨后進行焊接;

（4）焊接過程中，質(zhì)檢人員全程參與。焊前需核查焊工是否具有焊接資質(zhì)，是否具有對應(yīng)結(jié)構(gòu)的焊接工藝，其組對情況是否符合WPS要求，焊接過程中監(jiān)控焊材使用是否正確，熱輸入是否達標(biāo);

（5）焊接完成后，檢驗人員進行最終無損檢驗。

2 外觀檢驗和無損檢驗

焊接完成后的檢驗工作包括：外觀檢驗和無損檢驗。

首先進行外觀檢驗，確認焊縫外觀是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。依據(jù)規(guī)格書要求，吊點材料需焊后48小時進行NDT檢驗。因吊點材料和結(jié)構(gòu)特點，NDT檢驗包含兩項，分別為磁粉檢驗和超聲檢驗。先進行磁粉檢驗，檢測焊縫表面及近表面是否有缺陷，如發(fā)現(xiàn)不連續(xù)指示依照AWS D1.1進行驗收評判，磁粉檢驗驗收要求與外觀檢驗驗收要求是一致的。驗收要求參照表1 AWS D1.1 TABLE6.1

磁粉檢驗完成之后進行超聲波檢驗。超聲檢驗特點是對面狀缺陷較為敏感，而危害最大的裂紋、未融合恰為面狀缺陷，因此選擇超聲檢驗方法檢測吊點焊縫。超聲檢驗與前面的檢驗過程相比更為重要。依據(jù)該項目超聲檢驗程序，需使用0°、45°、60°、70°四種角度的探頭。吊點情況如下圖1和圖2。

此結(jié)構(gòu)特點為吊點主板傾斜貫穿立柱頂端，焊縫坡口需開在立柱的相應(yīng)位置。由于吊點主板斜插入立柱中，每一處焊縫位置，掃查區(qū)的形狀都不相同，因此要注意由于掃查區(qū)形狀的變化對反射體定位的影響。超聲檢驗應(yīng)按照如下步驟進行檢驗，可達到最佳檢驗效果：

（1）選用0°探頭對掃查區(qū)母材進行檢查，確認掃查區(qū)無影響后續(xù)探傷的不連續(xù)，掃查區(qū)包括主板和立柱相應(yīng)區(qū)域;

（2）利用斜探頭在立柱外側(cè)進行檢驗，如圖2中a所示，在外側(cè)掃查過程中要注意觀察掃查區(qū)曲率的變化對聲程位置的影響，以免造成誤判。立柱內(nèi)側(cè)由于形狀原因，導(dǎo)致探頭耦合效果很差，聲束能量無法入射至材料中;

（3）斜探頭在主板外表面上掃查，如圖2中b所示，此種掃查利用折射波可以發(fā)現(xiàn)坡口貼近主板側(cè)的面狀缺陷，且效果較好，直射波由于焊縫蓋面寬度的影響掃查距離有限，可探測的焊縫截面有限，故直射波發(fā)現(xiàn)能力有限。斜探頭在主板內(nèi)表面上掃查，如圖1中c所示，由于內(nèi)側(cè)焊縫寬度較小，可利用直射波和反射波發(fā)現(xiàn)靠近主板兩側(cè)的面狀缺陷;

（4）利用45°斜探頭沿焊縫軸線進行掃查，以發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)垂直焊縫軸線的缺陷，尤其是檢測橫向裂紋。

通過以上四種方式的掃查，可以覆蓋焊縫全部截面，檢測發(fā)現(xiàn)不連續(xù)，依據(jù)業(yè)主規(guī)格書要求，按照API RP 2X A級評定驗收。

無損檢驗完成后，全部檢驗工作就已完成。吊裝完成后，依據(jù)平臺生產(chǎn)需求需切除吊點，因此吊點屬于臨時結(jié)構(gòu)，不需要進行噴砂涂漆防腐處理，因此不涉及涂敷防腐檢驗工作。僅因其在吊裝時期承擔(dān)結(jié)構(gòu)物全部重量，因此其結(jié)構(gòu)尤為重要。

上述為吊點的全部檢驗工作，每一環(huán)節(jié)對吊點的質(zhì)量控制工作都非常重要。

3 結(jié)語

采用吊裝法進行平臺安裝是渤海油田常用的一種安裝方法，此種安裝方法，吊點的使用不可避免，至關(guān)重要。為保證其質(zhì)量，檢驗人員應(yīng)參與諸多建造環(huán)節(jié)，嚴把每一環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān)，只有這樣才能做好吊點的質(zhì)量控制工作，獲得高質(zhì)量的平臺吊點。

【參考文獻】

[1]AWS D1.1/D1.1M：2015 《Structural Welding Code-Steel》.

[2]馬飛翔，李長鎖，肖花.《海洋工程用吊點的參數(shù)化建模分析》.