海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn)方法研究

屈剛 王勝來 劉斌 池福源 李森

海洋工程技術(shù)服務(wù)分公司 天津 300452

1 海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的焊接特點(diǎn)

由于海上石油平臺(tái)的特殊性，其鋼結(jié)構(gòu)焊接不同于一般的鋼焊接工作，具有自己的焊接特點(diǎn)。首先，在電極材料的選擇上，一般采用低氫或超低氫堿性電極。其次，焊接前必須對(duì)鋼板進(jìn)行預(yù)熱，防止焊接過程中鋼板開裂。據(jù)說預(yù)熱溫度需要控制在200-250℃左右。最后，焊接過程中還有一個(gè)參數(shù)叫做熱輸入值，它是保證每個(gè)焊接接頭具有良好韌性的重要保證。一般需要控制在45KJ/cm。整個(gè)焊接工作完成后，應(yīng)及時(shí)有效地處理殘余熱應(yīng)力，避免影響石油平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定?？傊?，海上石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接必須嚴(yán)格按照國家有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的組對(duì)檢驗(yàn)

2.1 尺寸核對(duì)

海上石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)前，必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和校核。一般來說，檢查鋼結(jié)構(gòu)材料尺寸最直接的方法是檢查施工圖。在具體檢查過程中，需要對(duì)鋼卷的厚度和內(nèi)徑進(jìn)行重點(diǎn)檢查，并檢查材料的分布位置，以保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

2.2 坡口情況檢驗(yàn)

在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，坡口的焊接貫穿整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的主體，是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在焊接工藝的選擇上，坡口的焊接一般采用全熔透焊接。鋼結(jié)構(gòu)本體焊接前，技術(shù)人員必須準(zhǔn)確檢查坡口的實(shí)際情況，確保其符合相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)。所謂焊接標(biāo)準(zhǔn)和要求具體包括許多方面，如槽的角度、鋼板的預(yù)熱溫度、所用的焊接材料等。在實(shí)際施工過程中，有必要在施工現(xiàn)場張貼相應(yīng)的焊接標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行檢查。在進(jìn)行坡口焊接時(shí)，要特別注意以下幾點(diǎn)：第一，根部間隙。保證間隙大小不能過大或過小，過大的間隙不能填充焊料，過小的電極不能進(jìn)入；第二，槽角。邊坡過大，傳熱過大，焊接時(shí)間延長，效率降低，邊坡過小，根部不易滲透，大大降低了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；第三，鈍邊的厚度。鈍邊過厚，不易穿透；如果太薄，很容易焊接。因此，焊接技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照焊接質(zhì)量控制要求進(jìn)行實(shí)際操作，避免焊接誤差，影響鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

2.3 坡口預(yù)熱狀況的監(jiān)測

預(yù)熱對(duì)海上石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量有重要影響。由于接頭焊接后的冷卻速度和變形，可以通過預(yù)熱來合理控制。預(yù)熱后不出現(xiàn)硬化結(jié)構(gòu)。一些鋼結(jié)構(gòu)剛度較高，焊接性能較差，容易產(chǎn)生冷裂紋。因此，為保證鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，需要進(jìn)行預(yù)熱。因此，坡口預(yù)熱溫度和預(yù)熱方法是焊接工作中非常重要的一部分。槽的預(yù)熱溫度和預(yù)熱方式一般有以下要求：（1）預(yù)熱后，應(yīng)保證主體結(jié)構(gòu)厚板和高強(qiáng)鋼的預(yù)熱溫度為110℃；（2）采用電阻加熱片作為主要預(yù)熱方式；（3）從預(yù)熱溫度最終測量開始，使用紅外測溫槍時(shí)，紅點(diǎn)的命中位置不能直接對(duì)著凹槽，且應(yīng)在凹槽周圍75mm以內(nèi)。

2.4 外觀檢驗(yàn)

焊接工作完成后，最初的檢查過程是焊接的目視檢查。外觀檢查將對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)進(jìn)行總體質(zhì)量檢查，修改和改善一些細(xì)部焊接細(xì)節(jié)，進(jìn)一步提高整體焊接質(zhì)量。具體檢查過程中，檢查員首先要測定焊接剩余高度，測定工具為焊接檢驗(yàn)尺。然后，實(shí)際對(duì)焊接角度的測量，可以通過對(duì)焊接施工圖的正確測量和校核，防止發(fā)生角度偏差，可以防止總施工效果。檢測范圍主要包括焊接表面是否存在小的氣孔，是否存在剩余的焊珠，以及焊接表面是否存在。發(fā)現(xiàn)這些問題，如有小裂縫等，相關(guān)焊接技術(shù)人員立即符合原焊接標(biāo)準(zhǔn)和要求，保證全海石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的安全。

3 海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制

3.1 焊接工作環(huán)境

焊接工作對(duì)施工環(huán)境有獨(dú)特的要求，在風(fēng)雨交加的情況下盡量避免施工。施工前，要仔細(xì)了解施工現(xiàn)場的溫濕度，避免高溫和水汽對(duì)焊接質(zhì)量的影響。

3.2 焊接設(shè)備

焊接設(shè)備是焊工工作的工具，對(duì)焊接質(zhì)量有很大的影響。在缺乏一套良好的焊接設(shè)備的情況下，即使焊接工人的焊接技術(shù)熟練，也很容易產(chǎn)生焊接缺陷。因此，在海上石油平臺(tái)焊接過程中，應(yīng)定期對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保焊接設(shè)備安全、良好地工作。

3.3 焊接人員

焊接缺陷的形成與焊接人員的操作有很大關(guān)系。因此，保證焊接人員的專業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)焊接工人的資格管理顯得尤為重要。此外，公司在嚴(yán)格選拔焊工的同時(shí)，還應(yīng)建立一系列的培訓(xùn)和教育機(jī)制，提高焊工的技術(shù)水平和責(zé)任。

3.4 焊材

必須從檢測的焊接耗材中選擇焊接耗材，并特別注意耗材的儲(chǔ)存、使用和回收，并定期檢查相應(yīng)記錄，避免耗材或耗材的誤用。

3.5 焊接工藝

所有焊接工作必須根據(jù)焊接程序（WPS）通過測試評(píng)估（PQR）。焊接過程中規(guī)定了預(yù)熱溫度、焊接耗材、電流、電壓、焊接方向等相關(guān)信息。在實(shí)際焊接過程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝要求。

3.6 坡口組對(duì)控制

在海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)中，主要結(jié)構(gòu)采用全熔透或半熔接焊接。因此，坡口的處理直接影響焊接質(zhì)量。主體焊接前，技術(shù)人員必須了解坡口的實(shí)際情況。進(jìn)行準(zhǔn)確檢查，確保符合相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際施工過程中，主要控制根部間隙、坡口角度、鈍邊厚度等關(guān)鍵點(diǎn)。

4 結(jié)語

與其他石油平臺(tái)相比，海上石油平臺(tái)建在海上，長期以來一直受到海水的沖擊。在這樣的深海環(huán)境下，只有提高平臺(tái)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量才能保證海上石油開發(fā)人員的安全。因此，加強(qiáng)海上石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制十分重要。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)也在不斷完善。相信海上石油平臺(tái)將會(huì)變得越來越專業(yè)。