海洋石油平台钢结构焊接质量控制与检验方法研究

王松波

摘要：本文首先阐述了组对环节的质量控制方法与措施，接着分析了焊接过程监控的方法与措施，最后对焊后外观检验的质量控制方法与措施进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：海洋石油;平台;钢结构;焊接;质量控制;检验方法

引言：

海洋石油平台长年处于海水恶劣的服役环境，需要较高的建造质量来保证足够的使用年限。文章以海洋石油平台钢结构建造质量控制方法与措施的应用为例，就如何保证海洋石油平台的焊接质量进行论述。

1组对环节的质量控制方法与措施

1.1人员资质

组装工具备一定的工作经验，熟悉相关图纸，施工技术方案及相关操作规程，并持有建造公司质量保证/控制部颁发的组装工技能等级证书。质量控制人员需要持有国际权威焊接检验资质，例如：美国焊接学会注册焊接检验师--AWSCWI，加拿大焊接局焊接监督--CWBWELDINGSUPERVISOR。

1.2组对尺寸控制

1.2.1结构钢管组对尺寸检验

首先，径向偏差。钢管纵焊缝对接边的径向偏差不超过3.2mm。如果环向接头的径向偏差超过了3.2mm，但是焊工可以从两侧进行焊接，那么，环焊缝对接边的径向偏差允许值可以达到0.2倍的壁厚，但是最大值不能超过6.4mm。当钢管环缝局部径向偏差过大时，只要局部偏差的长度小于8T，我们需要使用适当的堆焊方法，将偏差部位熔敷出一个斜度为4：1的过渡带，即便这样，这种过渡带的长度也要控制在8倍的壁厚范围内，并且环焊缝的径向偏差也不能够超过0.3倍的壁厚，最大不能超过9.6mm。其次，纵缝及环缝间距。根据API2B的规定，相邻管段的纵向焊缝至少应该错开90°;相邻两道环焊缝之间的距离，需要取下列较小者：钢管的直径，或者910mm;环焊缝的数量，在钢管的任意3050mm长度范围内，不应当超过两道。再次，不圆度。不圆度也称椭圆度，它的定义是：沿着钢管外壁的圆周方向测量一圈，所测得的最大与最小外径的差值。

1.2.2接头节点组对检验

所有接头节点组对尺寸，需要按照批准的WPS（焊接工艺规程）中的节点详图进行检验。检验员需要认真核对坡口角度、根部间隙、钝边等尺寸在允许的范围内。检验员应当确保焊接坡口周围的清洁，没有铁锈、油污等杂质，检查范围是所有方向至少25mm范围内。

2焊接过程监控的方法与措施

2.1焊材管理与控制

焊材牌号要与项目WPS要求一致，焊材的烘干、保温需符合焊材使用管理规定，焊丝使用过程中注意防护，现场领用的焊条需放置于合格的保温筒之内，当天未使用完的手工焊条、焊剂、药芯焊丝需及时退回焊条烘干房，特殊焊材的使用按照厂家说明进行。

2.2焊接区域保护

焊接区域的风、雨雪等，会对焊接质量产生不利影响，当风速超过8kg/h时，会造成焊接电弧产生偏吹，而雨雪中的水分子，在高温熔覆下会产生氢，从而使焊缝产生冷裂纹。质量控制人员需要检查焊接防护情况，确保有充分的防风、防雨雪措施。

2.3焊接参数控制

一般情况下，较薄的板（38mm以下）采用烤把加热，厚板（38mm及以上）采取电阻加热的方式，对接头区域进行预热。预热范围为距离焊接接头所有方向至少50mm。一般情况下，海洋钢结构旁站检验关键部位的层间温度最小值不能低于预热温度，最大值不能高于WPS中指定的最高温度值。焊接过程中需对焊接电流、电压、焊接速度等参数进行监控;具体焊接参数参照在建项目已经批准的WPS。对于重要节点，例如吊点、50mm厚以上的环板，还要做好旁站检验和记录。

2.4节点预边堆焊的控制

预边堆焊即通常所说的长肉。如果焊接接头根部间隙超过焊接工艺规程限值，应重新组对;如不可能，对于根部间隙大于2倍较薄构件的壁厚或超过20mm时，二者取取小值，可按照相关支持批准的焊接工艺规程WPS进行单边或双边预边堆焊，后进行打磨处理，直至符合焊接工艺规程公差范围。预边堆焊不适用于常规纠正及尺寸偏差的修正。

2.5焊接中断的控制

在条件允许情况下，焊接应连续进行;焊接中断之前，至少完成根部焊接及后续的连续六层焊道或焊缝金属堆积达到壁厚的1/3的小者;焊缝区域应确保缓慢控冷;焊接中断后，再重新续焊前，应进行预热，对焊缝进行外观检验，以确认是否存在裂纹。如业主要求，可进行干磁粉检测。

3焊后外观检验的质量控制方法与措施

焊接完毕，检验员需要对完工焊缝进行外观检验。焊缝外表面必须符合以下要求：第一，任何位置发现的任何尺寸的裂纹都不合格。第二，相邻焊层之间，母材与焊缝金属之间，必须得到充分的熔合，能够有未熔合产生。第三，起弧或者收弧的弧坑必须填满，但是断续角焊缝，超出其有效长度的部分，可以除外。第四，进行外观检验的时间：需要等待完工焊缝冷却至环境温度后，才可以开始进行焊缝外观检验。但是对于ASTMA514、A517钢和A709100級及100W级钢焊缝，由于他们属于低合金高强度的调质钢，因此，这些钢焊缝的外观检验，必须在焊接完毕至少48小时后，才能开始进行。第五，角焊缝的尺寸不足部分不允许超过焊缝长度的10%。大梁翼缘板和腹板连接的焊缝，在梁的两端，长度等于两倍翼缘板宽度的范围内，严禁出现焊缝尺寸不足。第六，对于静载荷非管状连接，当焊缝厚度小于25mm时，咬边不能超过1mm;任何局部累积长度到50mm的咬边，严禁超过2mm，这个范围需要控制在300mm长度范围内。当焊缝厚度≥25mm的时，任何长度焊缝的咬边严禁超过2mm;对于周期性载荷的非管状连接和管状连接.

结束语：

按照上述质量控制方法与措施，对渤海区域海洋石油平台建造过程进行了有效的质量控制，保证了各在建项目的施工质量，也给同行业相关人员起到了借鉴作用。

参考文献

[1]海洋石油平台钢结构焊接质量控制与检验方法研究[J].张大伟，李明雪，李雅林.石油和化工设备.2018（02）

[2]焊接质量控制在海洋石油平台钢结构中的运用[J].王名利，管红伟，李涛.中国石油石化.2017（08）

[3]钢结构焊接质量及检验在海洋石油平台中的应用研究[J].赵顺利.中国建材科技.2019（01）

海洋石油工程股份有限公司 天津 塘沽 300451