徐景林 馮海波(海洋石油工程(青島)有限公司, 山東 青島 266520)
海洋石油平臺鋼結構焊接質量控制與檢驗
徐景林 馮海波(海洋石油工程(青島)有限公司, 山東 青島 266520)
海洋石油平臺是海洋石油開發的重點工程。隨著海洋石油平臺結構的大型化,其焊接工作變得復雜繁重,節點焊接的難度也隨之提升。海洋石油平臺的鋼結構厚度較大,這使得其被破壞的危險性升高,因而,在海洋平臺建造和修理過程中,對鋼結構的焊接要求也越來越高。
海洋石油平臺;鋼結構;焊接質量控制;尺寸控制;無損傷檢驗
本文從海洋石油平臺鋼結構焊接的特點出發,從鋼結構尺寸控制、外觀檢驗及無損傷檢驗三個角度,對海洋石油平臺鋼結構焊接質量控制與檢驗作一詳細介紹。
海洋石油平臺鋼結構焊接一般采用低氫和超低氫型堿性焊條,焊接時常常需要對厚鋼板進行預熱,預熱溫度一般在200~250℃之間,以免發生熱裂;此外,焊接熱量輸入值必須控制在45kJ/cm左右,以保證接頭的韌性[1]。
海上平臺的修建質量要求很高,焊接工作必須嚴格按照國家安全標準進行。在焊接工作完成后,鋼結構中許多管節點和關鍵部件仍會有殘余的熱應力存在,因而需要對其進行熱處理,以消除其對平臺穩定性的影響。
2.1 質量控制的方法
海洋石油平臺鋼結構焊接常常會出現一些缺陷,這些缺陷對鋼結構的穩定性和使用壽命有很大的影響,不僅易造成經濟上的損失,還威脅著平臺上工作人員的生命安全。因此,對平臺鋼結構焊接質量進行控制與檢驗是該類工程必不可少的環節。筆者總結前人研究成果,結合自身工作經驗,將海洋平臺鋼結構質量控制方法總結如下。
(1)保證鋼結構搭建材料的質量,在進行焊接工作之前,仔細檢查其完整性及牢固性;嚴格控制焊條等焊接材料的進貨途徑,保證其符合焊接要求。
(2)焊接缺陷的造成,與焊接人員的操作失誤有很大的關系。因此,保證焊接人員的專業性,加強焊接工人的資質管理十分重要。此外,企業在對焊工進行嚴格選拔的同時,還應建立系列培訓教育機制,以提高焊接工人的技術水平和責任心。
(3)焊接設備是焊工進行工作的工具,對焊接質量也有很大的影響。沒有一套較好的焊接設備,即使焊接工人的焊接技術再嫻熟,也容易導致焊接缺陷。因此,在海洋石油平臺焊接過程中,應定期對焊接設備進行檢修,確保其能安全且良好地工作。
(4)焊接條是焊接工作中使用最多的材料之一。由于其自身特性,焊接條極易受潮失效。因此,對焊接條的儲存應特別注意防水防潮,避免在焊接前發生焊接條質量受損的現象。
(5)焊接工作對施工環境的要求也較為獨特,應盡量避免在大風大雨天氣施工[2]。在施工前,還需了解好施工場地的溫度與濕度,避免高溫和水汽對焊接質量產生影響。
(6)控制好焊接過程中的電流、電壓、焊速,確保焊接質量。在焊接后,還應對焊接口進行熱處理,避免裂縫的產生。
2.2 焊接檢驗
海洋石油平臺鋼結構焊接質量檢驗是一個連續的過程,從焊接起弧前開始,質量控制與檢驗工作便要逐步開展起來。焊接外觀檢驗一直被當作檢驗焊接質量最為基本的方法,在許多焊接質量控制過程中發揮著不可替代的作用。外觀檢驗一般包括焊接前檢驗、焊接檢驗和焊接后檢驗三個階段。
(1)焊接前檢驗。焊接前檢驗是以項目技術規格書為標準,對焊接設備、焊接目標、焊接尺寸、母材和焊材進行質量檢查的一個檢驗過程。該過程需要根據施工圖紙對鋼結構的尺寸進行核查,做好尺寸控制,才能更好地保證工程的質量。
(2)焊接過程檢驗。焊接檢驗主要是對焊接參數進行比對,檢驗內容包括層間溫度、層間清潔度及焊接順序等。
(3)焊接后檢驗。焊接后檢驗主要根據規范和項目的其他要求,采用檢驗工具對焊接長度、焊接目標的尺寸及外觀情況進行檢驗。認真確認焊接尺寸,做好尺寸控制,保證鋼結構焊接無誤。
2.3 無損探傷檢驗
無損探傷檢驗主要分為滲透檢驗、超聲波檢驗、磁粉探傷檢驗和X-射線照相檢驗四種方法。在海洋石油平臺鋼結構中,無損探傷檢驗需按規定的比例進行,其關鍵部分的探傷比例需達到100%的無損檢測。這一檢驗方法對鋼結構不會造成破壞,是目前較為尖端也較為流行的質量檢驗方法。
海洋石油平臺長期處于動蕩的海洋環境中,其修建質量是保證工作人員安全的重要條件。因此,對海洋石油平臺鋼結構焊接質量進行質量控制與檢驗,具有極其重大的意義。在海洋石油平臺鋼結構焊接質量控制過程中,要嚴格把關各種材料的質量,對焊接過程要有嚴格的監督機制,要把握每一個細節,確保鋼結構焊接的牢固性。在對鋼結構焊接的質量進行檢驗時,筆者建議采用外觀檢驗和無損探傷檢驗相結合的方法,這樣既能保證焊接工程的質量,又不會對鋼結構產生破壞。
[1]陳國明,方華燦,沈家駿.海洋石油鋼結構焊接構件疲勞可靠性的研究[J]. 中國石油大學學報:自然科學版,1990,(3):55-61.
[2]吳連強,王磊,陳行等.半潛式海洋平臺的建造與質量管理研究[J].才智, 2013,(9).