海洋石油工程焊接變形控制要點探討

任宏斌，邢媛，劉淑艷，馬紅旗，葛剛，朱穎

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300461）

陵水17-2氣田開發工程項目是世界上首個萬噸級儲氣半潛平臺，也是目前世界上最大柱穩式半潛平臺，其作業區域位于中國南海海域，海況環境惡劣，有30年不進塢的設計要求，其船體和上部模塊部分結構復雜、分段多，焊接工作多，精度管控要求嚴苛。本文依托陵水17-2項目在建過程中的實際經驗，分析和梳理焊接變形控制的原因、控制要點，為后續類似半潛式油氣生產平臺、浮式油氣生產裝置焊接變形控制提供參考和借鑒。

1 焊接變形的原因及主要類型

焊接時產生的焊接應力是導致變形的主要原因，焊接前配件組對安裝偏差及焊接過程中配件的相對位移是次要原因。

常見的焊接變形有：縱向收縮；橫向收縮；角變形；弓型變形和盤型變形；翅曲，如圖1。

圖1

2 影響變形的因素

實際生產中，焊接位置局部被瞬間加熱，產生的高溫熔融狀態與周邊金屬狀態溫度差異很大，產生強于母材屈服強度的應力，因此產生焊接變形。

影響焊接變形的主要因素有：（1）母材本身的性能；（2）焊接件是否被拘束；（3）焊接接頭坡口類型設計；（4）焊接組對；（5）焊接工藝。

（1）母材本身的性能

母材性能中，熱膨脹系數及單位體積比熱容將影響變形。母材本身的熔點高低、冷凝性、熱固性等也對變形有重要影響。

（2）焊接件是否被拘束

焊接時，焊接件處于自由狀態，焊接應力將通過自由變形釋放。如被拘束，自由變形動作將受到外力影響變小或者不發生變形。……