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          關鍵焊技術對提升海工建造整的作用研究

          來源:中國石油和化工標準與質量 作者:宋家鑫,楊紅升,宋洪波
          發布于:2021-12-21 共3456字
              本篇論文目錄導航:

          【第1-2篇】焊接技術論文(經典范文6篇)
          【第3篇】汽車發動機制造中自動化焊接技術的應用
          【第4篇】復合材料在現代航天材料中的應用現狀
          【第5篇】我國石油開采建設中石油焊接技術的應用
          【第6篇】 關鍵焊技術對提升海工建造整的作用研究

          焊接技術范文第六篇:關鍵焊技術對提升海工建造整的作用研究

            摘要:隨著能源需求的日益增長,人們將目光逐漸轉向了海洋資源的開發。焊接技術作為海洋工程建造的重要組成部分也受到了廣泛關注。關鍵焊技術對提升海工建造整體質量有著積極的促進作用;诖,研究關鍵焊接技術對自升式、半潛式、張力腿、立柱式鉆井平臺以及浮式生產儲卸油船等海洋工程建造質量的提升具有重要意義,本文對高強鋼、復雜節點、高壓管線的焊接技術以及大厚度鋼板切割技術進行了深入分析,以供參考。

            關鍵詞:海工建造;關鍵焊接技術;探究;

            作者簡介:宋家鑫(1985-),男,本科學歷,工程師,研究方向:海洋工程。;

            1 關鍵焊接技術對海工建造技術起到的作用

            1.1 對自升式鉆井平臺技術的作用

            自升式鉆井平臺主要由樁腿、平臺結構以及升降機所組成,其中平臺結構的主船體部分是一個封閉結構,由平臺結構、樁腿及升降機構組成,其中自升式鉆井平臺的主船體部分是一個不透水的密閉結構,主船體部分一方面可以對機械設備起到承載作用,另一方面實現鉆井采油的功能。自升式鉆井平臺可以根據海平面位置不同進行自動升降且具有良好的穩定性,而且該平臺的造價相對較低[1].

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            但是,其也有自身作業環境方面的缺陷,該平臺無法在較深海域進行鉆井采油工作,這主要是其樁腿長度限制所決定的。海工建造過程中,關鍵焊接技術可以行之有效的處理自升式鉆井平臺高強度下料方面的問題、也可以有效幫助解決自升式鉆井平臺控制升降裝置的升降管抵抗機械疲勞等問題。

            1.2 對半潛式鉆井平臺技術的作用

            半潛式鉆井平臺由起支撐和連接作用的立柱、讓平臺具備浮力的浮體等多個部分組成。半潛式鉆井平臺的立柱露在海面以上,直接面對海面環境的變化,而浮體大部分浸沒在水下,這樣使得半潛式鉆井平臺可以抵御惡劣的作業環境;诎霛撌姐@井平臺的特點,其設備材料多選用低合金高強度鋼,目的是降低平臺自重的同時提升平臺載荷能力,繼而為平臺施工作業提供便利。關鍵焊接技術對抑制半潛式鉆井平臺焊接質量缺陷的產生有較好的促進作用,特別是對強化焊接接頭和提高焊接位置抵抗疲勞能力等方面有較大促進作用。

            1.3 對張力腿平臺技術的作用

            張力腿平臺可以在較深海中使用,可以垂直系泊。張力腿平臺原理是利用半順應、半剛性的平臺產生遠大于結構自重的浮力來抵消預張力,為平臺提供一個相對穩定的作業環境。此外,張力腿平臺因特殊的直立浮筒結構也為其增加了良好的運動性能。高強度鋼在張力腿平臺結構中充分發揮其強度的前提是關鍵焊接技術的正確應用。

            1.4 對深吃水立柱式平臺的作用

            深吃水立柱式平臺由上部組塊、柱式浮體、系泊纜、頂部浮筒式井口立管、懸鏈式立管和樁基礎構成,因該平臺的重心水平線比浮力水平線要低,所以該平臺具有較強的穩定性,外界環境不容易干擾到平臺作業。深吃水立柱式平臺的錨泊系統位置處于海洋底部,可以很好的穩定平臺,避免因平臺設備重力振動或者作業外部環境的影響而產生縱搖現象。關鍵焊接技術可以有效增強深吃水立柱式平臺結構的抗疲勞能力。

            1.5 對浮式生產儲卸油船的作用

            海洋石油的采油系統在井口平臺和浮式生產儲卸油船的相互配合下得到了進一步的完善,浮式生產儲卸油船具有移動便捷、循環使用以及可深水作業的優勢,且具有抵抗惡劣作業環節的能力。關鍵焊接技術在低溫焊接接頭中所起到的作用可明顯改善浮式生產儲卸油船焊接接頭的斷裂韌性,對浮式生產儲卸油船焊接質量起到了至關重要作用。

            2 海洋工程制造中的關鍵焊接技術分析

            2.1 高強鋼焊接技術

            低合金高強剛在海工建造過程中使用的頻率較高,而韌性指標是低合金高強剛焊接接頭質量控制的一個關鍵指標,所以韌性的控制是低合金高強剛焊接的一個關鍵技術。低合金高強鋼在焊接過程中容易出現焊接冷裂縫的缺陷,究其原因是焊接過程中的快速加熱和快速冷卻所造成的,再加上熱影響區強度高、塑性和韌性都較差。焊接過程的加熱速度或者冷卻速度要給予科學合理的控制,如果加熱速度控制的過快,會導致焊縫金屬強度高韌性低;如果冷卻速度控制的過快,會導致焊縫金屬強度低韌性高。所以,只有將加熱速度或者冷卻速度控制在合理范圍內,才會使得焊縫金屬強度和韌性趨向平衡,使得其質量都符合設計規范要求。在海工建造焊接過程中,要對熱輸入作用給予足夠的重視,因熱輸入作用對焊縫效果的影響較大,所以,在焊接過程中要科學確定熱輸入點來加強焊縫性能。此外,海工建造焊接過程要遵循質量標準,反復實踐并靈活運用焊接工藝。

            2.2 復雜節點的焊接技術

            海工裝備結構主要有各類型的立柱和管子等組成,特別是像立柱、橫撐等受力構件的焊接接頭復雜程度極高,再對此類焊接難度極高的構件進行焊接作業時,要對焊接各個環節進行有序把控,特別是不同結構的先后順序一定不能錯,要明確接頭的切割方式和坡口角度,根據構件結構特點,選擇相匹配的焊接技術。此外,要將焊接作業的前期預熱的溫控工作把握好,為全面焊接作業打好夯實基礎。

            2.3 焊接變形殘余應力的控制技術

            在控制焊接變形和焊接殘余應力控制方面需要用可靠數據來說話,需要用實際數據來解決問題,需要三維建模來模擬運算。所以,要經過一定量的試驗來搜集主要結構的數值。在解決焊接變形和焊接殘余應力所帶來的問題時,要盡可能將超聲波沖擊效應充分發揮,通過超聲波技術實現焊趾重熔,繼而有效調控焊接線的能力分布,此外要做好焊趾打磨工作,焊接前與焊接后要對熱處理環節給予足夠的重視,盡量避免焊接殘余應力的產生。

            2.4 大厚度鋼板切割技術

            因低合金高強度鋼在海工建造中使用較為頻繁,但低合金高強度鋼通常是具有一定厚度的,所以在使用過程中不需要對其進行深度加工,只需要按照規范要求進行切割即可使用。

            在進行大厚度鋼板切割作業時,要嚴格控制火焰高度,將火焰高度控制在0.3 m以內為宜,在控制火焰高度的同時要把控好切割嘴的風向。為了保證大厚度鋼板切割斷面的光滑性和平整性,可以采用高壓或者高速的方式來進行控制。此外,因大厚度鋼板自重較大,如果從一頭切割勢必會因局部受力過大而產生鋼板變形,所以,應采用雙頭對稱切割工藝來進行切割作業,目的就是為了保持鋼板固定的形狀。與此同時,大厚度鋼板切割過程中要合理確定減壓器割具,必要時可以選擇液氧助燃來協助切割作業的順利進行。如果采用丙烷或者氧氣來進行切割作業時,要注意調整切割速度,避免切割速度過快造成鋼板斷面不光滑平順的現象發生。

            2.5 自動焊接技術

            隨著海洋工程逐步向深海挺進,海工建造的海底管道鋪設項目也在不斷的增加,這對海底管道鋪設質量提出了較高要求。為提高海底管道焊接建設的可靠性和安全性,雙炬焊接機器人在海底管道焊接過程中得到了較大應用。海底管道焊接過程中通常是一個工作站點兩套工作設備,所以海底管道焊接過程需要的雙炬焊接機器人數量較多。放置雙炬焊接機器人時要確定其軸心,確定軸心時以管道為依據并確定起弧位置[2].焊機作業時,要設定好機器人焊接作業的先后順序,一般采用逆時針的方法對向進行施工。單臺或者多臺雙炬焊接機器人都可以較好的完成預先設定的焊接作業程序,所以焊接作業中引入自動焊接技術可以大幅度提高焊接質量[3].

            2.6 高壓管線焊接技術

            大部分海工建造項目的整個建設周期內用到的高壓管材質,所以在對高壓管線進行焊接作業時,應嚴格按照相關規定評定其焊接工藝是科學合理的,在工藝評定基礎上選擇合理的焊接技術進行施焊[4].與此同時,特別需要注意的是高壓管線的焊接工作必須在船體平臺高壓管線位置進行焊接

            3 結語

            海工裝備建造是海洋工程中重要的一環,海工裝備建造的發展離不開核心技術的進步,所以海工企業要在研發方面投入大量的人力物力,對關鍵核心技術進行不斷升級的同時,也要牢牢掌握住自己的核心技術,提升海工建造核心部件的性能,對海洋工程實踐過程中遇到的難點和重點問題進行合理解決,并從解決問題的過程中探索核心技術升級改造的基本思路,掌握自主創新權利。鼓勵企業焊接工程師和一線焊接作業人員對焊接關鍵技術進行深入研究,提出更加科學合理的焊接工藝,在保障焊接質量的前提下,降低海工建造焊接作業成本,促進海工裝備建造行業蓬勃發展。

            參考文獻

            [1]彭濤,林忠欽,楊建民海洋工程裝備建造設備發展淺探[J]中國工程科學, 2016(04):109-112.

            [2]李曉東焊接自動化技術在石油鉆采設備制造中的應用服[J]化工設計通訊, 2021(02):17- 18+64.

            [3]李風波,潘川,楊文華,等海洋工程用高強鋼焊接技術研究現狀及發展趨勢[J].金屬加工(熱加工) , 2021(08):35-38.

            [4]何旭丹,陳妍淺析船舶及海洋工程高效焊接技術[J].冶金與材料, 2020,40(04):117-118.

          作者單位:海洋石油工程(青島)有限公司
          原文出處:宋家鑫,楊紅升,宋洪波,王政嚴.海洋工程建造關鍵焊接技術探究[J].中國石油和化工標準與質量,2021,41(18):183-184.
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