关于提高海洋石油平台陆地建造钢结构焊接质量的研究

2021-12-07 14:13崔国庆
科技研究·理论版 2021年17期
关键词:质量管理

崔国庆

摘  要:从自然资源部门公布的数据来看,我国海洋石油资源储量丰富,随着石油需求量的持续增加,各大石油公司投入大量资源,对海洋油气资 源进行开发,以中海油为例,从2014年开始,随着海洋石油勘探、开采技术的成熟,开采成本的降低,其石油产量呈现出上升态势,降低了我国石油对 外依赖程度。基于这种实际,为保证能源安全,加大海洋石油平台建设力度,对现有的平台建设、施工工艺进行优化调整,旨在通过开采平台的打造, 提升石油资源供应的稳定性。本文对提高海洋石油平台陆地建造钢结构焊接质量进行研究。

关键词:海洋石油平台;钢结构焊接;加工设计;陆地建造;质量管理

1 海洋石油平台钢结构的特点分析

为确保海洋石油平台钢结构焊接工作的有序开展,避免焊接质量问 题的发生,工程师在进行钢结构设计、开始焊接工作之前,需要系统分析 石油平台钢结构的特点,形成正确的观念认知,为后续焊接质量管控提供 方向性引导。海洋石油平台由于作业环境的特殊性,其钢结构必须具备极 高的强度,才能够应对海上大风、潮汐等对于钢结构的破坏作用,保证钢 结构平台使用寿命,降低整个海洋石油平台的建设、维护成本。为达到这 一目标,海洋石油平台钢结构在加工设计阶段,选用相应的钢材规格、材 质,优化受力结构,合理布局焊缝位置及数量,考虑相应的坡口形式、焊 接工艺和检验标准,同时在建造过程中,对于钢结构的焊接方法、管理举 措也需要作出相应的完善。海洋钢结构普遍采用焊接的方式,进行必要组 件之间的连接。与其他钢结构相比,海洋石油平台钢结构,其钢材的规格 尺寸更大、钢材壁厚更厚,焊接工作的体量更为巨大。为提高焊接效率和 焊接质量,目前地面卷管预制及板拼梁作业中的厚板焊接多采用埋弧焊接 工艺,装配预制及总装阶段广泛采用二氧化碳气体保护焊接工艺,采用 100%MT以及100%UT检验标准,以保障焊接质量要求。鉴于整个海洋石油 平台钢结构焊接作业占主导,因此在焊接过程中,需要开展相关的焊接质 量管理工作,以此来防范焊接质量问题的出现。

2 海洋石油平台陆地建造钢结构焊接质量管理的意义

焊接作业作为海洋石油平台钢结构陆地建造的重要组成部分,其焊接 质量,对于钢结构的强度以及使用寿命均会产生直接影响,因此需要重视焊 接质量管理工作,积极引导观念认知的有效转变。钢结构焊接质量管理工作 的开展,  是提升海洋石油平台陆地建造钢结构项目施工质量的重要保障。从 过往经验来看,受到多种因素的影响,海洋石油平台钢结构在焊接中会出现 焊接质量问题,例如熔深或余高不足、焊缝存在气孔、夹渣、裂纹等问题,  这无疑会影响海洋石油平台钢结构的整体强度,加大母材损坏率,从而导致 海洋石油平台钢结构使用寿命的降低,增加了管理人员维修、养护的难度。 钢结构焊接质量管理在很大程度上能够解决这些问题,管理人员通过细致、 全面的管理手段,能够对焊接前、焊接中、焊接后存在的质量问题以及不规 范的焊接操作,实现快速发现与有效应对,从而更好地提升钢结构焊接区域 的结构强度,使得钢结构的平台作用得到充分的发挥。

3 海洋石油平台陆地建造钢结构焊接质量管理方法

3.1  设计阶段有效规避

为防止因下料尺寸问题导致坡口返工,致使焊道大于三次热量输入,  需要在加工设计时,提前考虑好下料余量及装配余量。一般来讲,平口 立柱的公差要求0~+3mm ,斜拉筋接长后长度公差放到-2~+3mm。甲板框 架预制,根据拼接钢板的板厚、焊接工艺以及长度方向上的拼接焊缝的 数量,考虑合适的装配余量,进而确认单根组合梁或成品H型钢的下料余 量。在保证合理的材料利用率的前提下,通过优化加工设计,尽可能的减 少构件拼接,减少焊接作业量。拼接缝的设计需要满足APIRP2A标准,其 中规定管类拼接缝满足API2B第5.5节要求;型钢类拼缝位置及数量取决于 型钢在结构整体中所起的作用,一般来说相邻拼接缝距离不得小于梁高的 两倍或者1m,二者取最小值。为保证焊接质量,避免焊缝重叠,还需要在 加设阶段考虑足够的焊接间隙,以保证焊接作业的无障碍进行。以管节点 为例,为防止拉筋管脚印落在节点管的纵缝上,节点管纵缝需要转开至少 300mm或者至少90°。同时,保证相邻两个拉筋管焊趾间距 ≥ 50mm。

3.2  焊接材料的质量管理

钢结构焊接之前,工程师需要认真做好焊接材料的质量管理工作。  具体来看,需要对钢材规格、材质以及特性等方面进行细致的检验,确保 钢材不存在质量缺陷。对于焊接过程中使用的各类耗材、焊材、保护气体 等,管理人员则需要根据焊接技术交底规范,做好选型、检验、存储管 理、领用记录等相关工作。

3.3  强化钢结构焊接过程质量管理

基于海洋石油平台陆地建造钢结构的特性,管理人员可以采取旁站 管理的方式,通过实时的定点监管,强化监督力度,提升管理人员的投入 度。例如在杆件下料阶段,管理人员需要在作业前,对材质选择、单件图 配备、划线、杆件号及炉批号的转移等方面抽查检验。对已经完成下料的 杆件尺寸做好复检工作,通过二次核对,确保组对间隙的符合焊接要求。 在结构组对过程中,可以重点观察结构点焊区域是否除锈、除湿、预热以 及定位焊长度是否满足项目要求。焊接作业中的实时监管,有效监督焊前 预热温度是否达标、层间温度是否做到位、焊工资质是否匹配,焊工对焊 接工艺是否充分理解等等。

3.4  认真组织开展焊接考试及培训工作

海洋石油平台钢结构焊接工作需要大量焊接人员的参与,因此焊接人 员的专业能力,对于焊接质量有着直接影响。基于这种认知,在焊接质量 管理工作开展过程中,管理人员需要根据焊接人员的实际,结合海洋石油 平台钢结构焊接预制、安装、焊接技术交底的项目要求,组织焊接人员进 行实操培训并考试,持证上岗。通过培训,从多个方面出发,确保焊接技 术交底工作的顺利完成,避免焊接过程中出现盲区,造成钢结构焊接质量 下降,引发系列焊接质量问题的发生。除了做好日常培训工作之外,对于 焊接人员的焊工资质进行审查,以保证焊接资质和焊接作业的匹配。同时 开展必要的绩效考核工作,对焊接人员的焊接返修率进行统计、评估。

3.5  做好防风挡雨等相关举措

海洋石油平台陆地建造钢结构的过程中,考虑整个施工周期相对较 长,为减少外部环境对于焊接工作的影响,防范质量问题的出现。管理人 员需要认真做好防风挡雨举措,有效解决海边施工区域的大风、潮湿问 题。具体来看,可利用腳手架、三防帆布搭建可移动挡风棚,降低大风和 潮湿环境对于焊接作业的影响,为焊接质量的保障、减少焊接缺陷创造有 利条件。

结束语

综上所述,海洋石油平台陆地建造钢结构焊接质量管理对于整个平 台建设的成效有着深远影响。为减少焊接质量问题的出现机率,保证钢结 构整体强度,文章从实际出发,对钢结构焊接质量管理方法进行了深入探 讨,逐步理顺焊接质量管理流程,形成成熟高效的海洋石油平台钢结构焊 接质量管控机制。

参考文献:

[1]屈刚,王胜来,刘斌.海洋石油平台钢结构焊接质量控制与检验方法研究[J]. 商品与质量,2019,(10):97-98.

[2]王磊.海洋石油平台钢结构焊接质量控制与检验方法研究[J].商品与质量, 2018,(01):44-45.

[3]张大伟,李明雪,李雅林.海洋石油平台钢结构焊接质量控制与检验方法研究[J].石油和化工设备,2018(05):99-101.

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