關于提高海洋石油平臺陸地建造鋼結構焊接質(zhì)量的研究

崔國慶

摘 ?要：從自然資源部門公布的數(shù)據(jù)來看，我國海洋石油資源儲量豐富，隨著石油需求量的持續(xù)增加，各大石油公司投入大量資源，對海洋油氣資 源進行開發(fā)，以中海油為例，從2014年開始，隨著海洋石油勘探、開采技術的成熟，開采成本的降低，其石油產(chǎn)量呈現(xiàn)出上升態(tài)勢，降低了我國石油對 外依賴程度?；谶@種實際，為保證能源安全，加大海洋石油平臺建設力度，對現(xiàn)有的平臺建設、施工工藝進行優(yōu)化調(diào)整，旨在通過開采平臺的打造， 提升石油資源供應的穩(wěn)定性。本文對提高海洋石油平臺陸地建造鋼結構焊接質(zhì)量進行研究。

關鍵詞：海洋石油平臺;鋼結構焊接;加工設計;陸地建造;質(zhì)量管理

1 海洋石油平臺鋼結構的特點分析

為確保海洋石油平臺鋼結構焊接工作的有序開展，避免焊接質(zhì)量問 題的發(fā)生，工程師在進行鋼結構設計、開始焊接工作之前，需要系統(tǒng)分析 石油平臺鋼結構的特點，形成正確的觀念認知，為后續(xù)焊接質(zhì)量管控提供 方向性引導。海洋石油平臺由于作業(yè)環(huán)境的特殊性，其鋼結構必須具備極 高的強度，才能夠應對海上大風、潮汐等對于鋼結構的破壞作用，保證鋼 結構平臺使用壽命，降低整個海洋石油平臺的建設、維護成本。為達到這 一目標，海洋石油平臺鋼結構在加工設計階段，選用相應的鋼材規(guī)格、材 質(zhì)，優(yōu)化受力結構，合理布局焊縫位置及數(shù)量，考慮相應的坡口形式、焊 接工藝和檢驗標準，同時在建造過程中，對于鋼結構的焊接方法、管理舉 措也需要作出相應的完善。海洋鋼結構普遍采用焊接的方式，進行必要組 件之間的連接。與其他鋼結構相比，海洋石油平臺鋼結構，其鋼材的規(guī)格 尺寸更大、鋼材壁厚更厚，焊接工作的體量更為巨大。為提高焊接效率和 焊接質(zhì)量，目前地面卷管預制及板拼梁作業(yè)中的厚板焊接多采用埋弧焊接 工藝，裝配預制及總裝階段廣泛采用二氧化碳氣體保護焊接工藝，采用 100%MT以及100%UT檢驗標準，以保障焊接質(zhì)量要求。鑒于整個海洋石油 平臺鋼結構焊接作業(yè)占主導，因此在焊接過程中，需要開展相關的焊接質(zhì) 量管理工作，以此來防范焊接質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

2 海洋石油平臺陸地建造鋼結構焊接質(zhì)量管理的意義

焊接作業(yè)作為海洋石油平臺鋼結構陸地建造的重要組成部分，其焊接 質(zhì)量，對于鋼結構的強度以及使用壽命均會產(chǎn)生直接影響，因此需要重視焊 接質(zhì)量管理工作，積極引導觀念認知的有效轉(zhuǎn)變。鋼結構焊接質(zhì)量管理工作 的開展， ?是提升海洋石油平臺陸地建造鋼結構項目施工質(zhì)量的重要保障。從 過往經(jīng)驗來看，受到多種因素的影響，海洋石油平臺鋼結構在焊接中會出現(xiàn) 焊接質(zhì)量問題，例如熔深或余高不足、焊縫存在氣孔、夾渣、裂紋等問題， ?這無疑會影響海洋石油平臺鋼結構的整體強度，加大母材損壞率，從而導致 海洋石油平臺鋼結構使用壽命的降低，增加了管理人員維修、養(yǎng)護的難度。 鋼結構焊接質(zhì)量管理在很大程度上能夠解決這些問題，管理人員通過細致、 全面的管理手段，能夠?qū)附忧?、焊接中、焊接后存在的質(zhì)量問題以及不規(guī) 范的焊接操作，實現(xiàn)快速發(fā)現(xiàn)與有效應對，從而更好地提升鋼結構焊接區(qū)域 的結構強度，使得鋼結構的平臺作用得到充分的發(fā)揮。

3 海洋石油平臺陸地建造鋼結構焊接質(zhì)量管理方法

3.1 ?設計階段有效規(guī)避

為防止因下料尺寸問題導致坡口返工，致使焊道大于三次熱量輸入， ?需要在加工設計時，提前考慮好下料余量及裝配余量。一般來講，平口 立柱的公差要求0～+3mm ，斜拉筋接長后長度公差放到-2～+3mm。甲板框 架預制，根據(jù)拼接鋼板的板厚、焊接工藝以及長度方向上的拼接焊縫的 數(shù)量，考慮合適的裝配余量，進而確認單根組合梁或成品H型鋼的下料余 量。在保證合理的材料利用率的前提下，通過優(yōu)化加工設計，盡可能的減 少構件拼接，減少焊接作業(yè)量。拼接縫的設計需要滿足APIRP2A標準，其 中規(guī)定管類拼接縫滿足API2B第5.5節(jié)要求;型鋼類拼縫位置及數(shù)量取決于 型鋼在結構整體中所起的作用，一般來說相鄰拼接縫距離不得小于梁高的 兩倍或者1m，二者取最小值。為保證焊接質(zhì)量，避免焊縫重疊，還需要在 加設階段考慮足夠的焊接間隙，以保證焊接作業(yè)的無障礙進行。以管節(jié)點 為例，為防止拉筋管腳印落在節(jié)點管的縱縫上，節(jié)點管縱縫需要轉(zhuǎn)開至少 300mm或者至少90°。同時，保證相鄰兩個拉筋管焊趾間距 ≥ 50mm。

3.2 ?焊接材料的質(zhì)量管理

鋼結構焊接之前，工程師需要認真做好焊接材料的質(zhì)量管理工作。 ?具體來看，需要對鋼材規(guī)格、材質(zhì)以及特性等方面進行細致的檢驗，確保 鋼材不存在質(zhì)量缺陷。對于焊接過程中使用的各類耗材、焊材、保護氣體 等，管理人員則需要根據(jù)焊接技術交底規(guī)范，做好選型、檢驗、存儲管 理、領用記錄等相關工作。

3.3 ?強化鋼結構焊接過程質(zhì)量管理

基于海洋石油平臺陸地建造鋼結構的特性，管理人員可以采取旁站 管理的方式，通過實時的定點監(jiān)管，強化監(jiān)督力度，提升管理人員的投入 度。例如在桿件下料階段，管理人員需要在作業(yè)前，對材質(zhì)選擇、單件圖 配備、劃線、桿件號及爐批號的轉(zhuǎn)移等方面抽查檢驗。對已經(jīng)完成下料的 桿件尺寸做好復檢工作，通過二次核對，確保組對間隙的符合焊接要求。 在結構組對過程中，可以重點觀察結構點焊區(qū)域是否除銹、除濕、預熱以 及定位焊長度是否滿足項目要求。焊接作業(yè)中的實時監(jiān)管，有效監(jiān)督焊前 預熱溫度是否達標、層間溫度是否做到位、焊工資質(zhì)是否匹配，焊工對焊 接工藝是否充分理解等等。

3.4 ?認真組織開展焊接考試及培訓工作

海洋石油平臺鋼結構焊接工作需要大量焊接人員的參與，因此焊接人 員的專業(yè)能力，對于焊接質(zhì)量有著直接影響。基于這種認知，在焊接質(zhì)量 管理工作開展過程中，管理人員需要根據(jù)焊接人員的實際，結合海洋石油 平臺鋼結構焊接預制、安裝、焊接技術交底的項目要求，組織焊接人員進 行實操培訓并考試，持證上崗。通過培訓，從多個方面出發(fā)，確保焊接技 術交底工作的順利完成，避免焊接過程中出現(xiàn)盲區(qū)，造成鋼結構焊接質(zhì)量 下降，引發(fā)系列焊接質(zhì)量問題的發(fā)生。除了做好日常培訓工作之外，對于 焊接人員的焊工資質(zhì)進行審查，以保證焊接資質(zhì)和焊接作業(yè)的匹配。同時 開展必要的績效考核工作，對焊接人員的焊接返修率進行統(tǒng)計、評估。

3.5 ?做好防風擋雨等相關舉措

海洋石油平臺陸地建造鋼結構的過程中，考慮整個施工周期相對較 長，為減少外部環(huán)境對于焊接工作的影響，防范質(zhì)量問題的出現(xiàn)。管理人 員需要認真做好防風擋雨舉措，有效解決海邊施工區(qū)域的大風、潮濕問 題。具體來看，可利用腳手架、三防帆布搭建可移動擋風棚，降低大風和 潮濕環(huán)境對于焊接作業(yè)的影響，為焊接質(zhì)量的保障、減少焊接缺陷創(chuàng)造有 利條件。

結束語

綜上所述，海洋石油平臺陸地建造鋼結構焊接質(zhì)量管理對于整個平 臺建設的成效有著深遠影響。為減少焊接質(zhì)量問題的出現(xiàn)機率，保證鋼結 構整體強度，文章從實際出發(fā)，對鋼結構焊接質(zhì)量管理方法進行了深入探 討，逐步理順焊接質(zhì)量管理流程，形成成熟高效的海洋石油平臺鋼結構焊 接質(zhì)量管控機制。

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