海洋平台焊接技术及发展趋势

焊接技术是海洋平台建造的关键工艺。随着深海油气资源的勘探开发,海洋平台用钢向着高强度、大厚度、良好的低温韧性等方向发展,国内海洋平台焊接技术存在自动化水平低、焊接效率低、焊接质量波动大等问题,严重制约着国内海洋工程装备制造的发展。大厚度高强钢的高效焊接技术、高强钢焊接热影响区的脆化和软化、焊接结构的应力与变形控制是现阶段海洋平台焊接亟待解决的问题。窄间隙焊接、激光电弧复合焊、K-TIG、热丝TIG是新型的高效高质量焊接工艺,适用于海洋平台用钢的焊接,可进一步深入研究并在海洋平台建造领域推广应用。     

海洋石油平台吊点焊接施工技术

吊装作业在海洋石油平台结构物吊装及海上安装作业中占有非常重要的地位,一旦发生事故导致结构损伤或者作业失败,将造成生命财产的严重损失。吊点虽然是吊装作业的辅助结构,却需要承受吊装结构物自重以及其他附加载荷。因此,要充分保证海洋石油平台吊装的安全性,就必须考虑海洋石油平台吊点的焊接质量问题。结合近年参建的海油工程项目,介绍了海洋石油平台吊点的典型形式,从吊点常用钢及焊接性、焊接工艺设计以及焊接施工措施角度分析了海洋石油平台吊点的焊接施工技术。     

焊接材料对海洋平台用高强钢接头组织和低温韧性的影响

针对690 MPa级海洋平台用高强钢,分别采用编号为690-1和690-2两种手工电弧焊焊条进行焊接。对焊接接头进行了-50℃低温力学性能试验,对比分析了两种焊接材料下焊缝金属合金元素和内部组织对焊接接头低温韧性的影响。研究结果表明:690-2焊缝金属合金元素含量更为合理,且内部组织主要由贝氏体和少量粒状贝氏体组成,M-A组元以颗粒状及少量块状存在,且均匀分布无方向性,使得焊接接头低温韧性较690-1优越,表明690-2焊条更适合海洋平台用690 MPa级高强钢焊接生产要求。     

E36海洋平台用钢焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究

针对海洋平台用钢E36-Z35钢的焊接特点,开发了一种药芯焊丝焊接工艺,并对焊接接头的母材、焊缝、热影响区和熔合线进行了疲劳裂纹扩展速率试验.结果表明:由于焊材及工艺选择合理,焊缝、热影响区及熔合线处的疲劳裂纹扩展速率低于母材.     

日本海洋平台用厚板开发现状

介绍了日本JFE公司、新日铁公司及住友金属公司海洋平台用钢板的开发现状,重点介绍日本钢铁公司海洋平台用钢板系列化品种、焊接热影响区的韧化及先进的轧制工艺。并针对我国海洋平台用钢开发滞后的局面,指出了未来的重点是按照国际海洋工程用钢的4个标准,成系列开发海洋平台用钢板,如高强钢板、大线能量焊接钢板、低温及耐海水腐蚀钢板等系列产品,并开发独有的焊接热影响区韧化技术及焊接技术。     

焊接技术在我国石油工程建设中的应用

石油工程领域中的焊接结构存在多种类型,其应用条件各不相同,对结构用钢的性能提出了不同的要求。综述了焊接技术在我国油气储运、钻采机械、石油化工机械和海洋平台等石油工程建设中的应用现状。随着石油工程建设中焊接结构复杂化程度的增加和应用条件的不断提高,解决其相关焊接关键技术将是未来石油工程建设中的重要发展方向。     

海洋平台焊接结构多尺度疲劳寿命预测

由于焊接结构承受复杂的动态载荷并存在较大离散性,而疲劳试验需要耗费大量的人力物力,为海洋平台结构的疲劳设计带来较大的挑战。因此,提出EH36钢海洋平台焊接结构基于BPNN算法的疲劳寿命预测模型,综合考虑焊接方法、接头类型、板厚、应力比及应力范围等因素对疲劳寿命的影响,建立了EH36钢多尺度疲劳性能数据库。结果表明：不同条件下的疲劳寿命均能实现良好的预测,能够满足疲劳设计的要求。     

海洋钻井平台升降腿焊接工艺及抗层状撕裂性能的研究

针对屈服强度为690 MPa的Z向钢制造的海洋平台升降腿,研究了二氧化碳气体保护焊和焊条电弧焊这两种不同焊接方法焊接工艺及焊接变形、焊接接头的组织及力学性能、母材的层状撕裂敏感性等.通过试验对比,选择合理的焊接方法和焊接材料,制订合理的焊接工艺,为海洋平台升降腿的制造提供了理论和试验依据.     

海洋石油钻机井架焊缝横向裂纹的焊接工艺控制

介绍了某海洋石油钻机井架结构的焊接用钢和节点形式,分析了焊缝横向裂纹的产生原因,提出了解决海洋石油钻机井架焊缝横向裂纹的焊接工艺控制措施。     

海洋平台桩腿用E690高强度淬火回火钢焊接工艺研究

针对用于海洋平台桩腿的CCS E690级别焊接结构用高强度淬火回火钢进行焊接工艺研究,对该材料的化学成分和力学性能进行研究和分析,参考生产厂家推荐的焊接工艺参数,分别采用焊条电弧焊和埋弧焊两种焊接方法制定合理的焊接工艺认可方案,根据焊接工艺认可方案实施,试验结果证明该方案合理可行。     

海洋平台用D36钢焊接构件振动时效后的组织与性能

海洋平台的焊接结构具有尺寸大、质量大、材料强度高的特点,其残余应力消除是一项十分重要但也十分困难的工作.振动时效技术可以用于海洋平台焊接结构的残余应力消除,但目前关于振动时效对海洋平台焊接结构、焊缝内部组织和疲劳性能等方面影响的研究还很少.本文选取了D36低合金高强钢的焊接构件作为研究对象,对比研究了在振动时效前后焊接构件的内应力、疲劳性能和微观组织的变化.试验结果表明,振动时效可以显著降低焊接构件的内部残余应力,同时并不会降低其疲劳性能,甚至能提高构件疲劳性能的稳定性.焊接构件的金相组织在振动前后不会发生变化,但在透射电镜下观察可以发现,构件内部的位错增多.这些研究成果为振动时效技术在海洋平台焊接结构的应用提供了新的理论基础.     

钛与其它金属的熔融焊接技术

钛因其优良的耐蚀性 ,常用于化工、电站等领域 ,近来又在尝试用作海洋结构物如跨海大桥的桥柱及超大型浮式海洋结构的防腐蚀衬板 ,衬板几乎都是用钛包覆钢 ,本文介绍用细铜丝将钛和钢直接焊接的衬焊技术。将钛焊接到钢板上的技术包括钛与钛之间的焊接和钛与钢的焊接 (连续缝焊和中间部分的固定焊接 )。前者可用传统焊接技术或其延伸技术 ,后者则使用细铜丝进行 MIG(熔化电极氩弧焊 )焊接。连续缝焊 (图 1 a)是在 1 2 mm× 75mm× 40 0 mm的 SS40 0钢板上把厚度 1 mm或0 .5mm的纯钛板用夹具压紧 ,在钛板端部进行 MIG焊接。焊丝使用 0 .…     

海洋平台用钢A710焊接接头的耐蚀性研究

通过金相显微镜、扫描电镜、电化学试验和浸泡失重等手段研究了海洋平台用钢A710焊接接头各区域的组织及耐蚀性。试验结果表明:焊接接头的母材、热影响区和焊缝的组织不一致,导致各区域的耐蚀性差别,各区域的腐蚀速率大小为焊缝热影响区母材。焊缝区组织存在板条马氏体,其耐蚀性最差。焊接接头各区域的腐蚀速率均在0.2~0.5 mm/a之间,焊接接头耐蚀性符合海洋环境要求。     

不同焊接工艺对Q420钢疲劳性能的研究

文中主要研究海洋平台用钢Q420在焊条电弧焊(SMAW)、焊条电弧焊打底+药芯焊丝电弧焊(FCAW)填充盖面、焊条电弧焊打底+埋弧焊(SAW)填充盖面下的3种焊接工艺的接头疲劳性能。对Q420钢焊接接头的疲劳性能开展了试验和研究,并探讨不同焊接工艺对其疲劳寿命与性能和疲劳裂纹萌生与扩展的影响。通过S-N曲线和微观组织分析,结果表明,采用SMAW打底+SAW填充盖面生产出的1102型焊接接头的疲劳性能要远远优于其他2种接头。     

X65钢铜衬垫焊接工艺研究及应用

对中石油坦桑尼亚海洋管道工程用钢管X65带铜衬垫焊接工艺进行了系统分析和研究,按照工程依据的相应规范进行了X65钢的焊接工艺PMC评价认证工作,对焊接接头不仅进行了标准规定的常规拉伸、弯曲、刻槽锤断、低温冲击、金相硬度试验,同时还进行了CTOD试验和耐腐蚀试验,并依据海洋管线铺管船特点优化了焊接工艺流程,该工艺成功地应用于坦桑尼亚海洋管道工程中,为中石油海洋管道建设奠定了技术基础。     

各种钢铁的焊接

490MPa级高层建筑用钢焊接性能的研究 焊接性能是评价建筑钢性能的重要指标之一。高层建筑用钢除了具有抗震和耐火功能外，其焊接性也是衡量该钢好坏的重要因素。对国产490MPa级高层建筑用钢进行了焊接性能试验，结果表明：焊接前后钢的屈服强度、抗拉强度相近。说明其焊接性能较好，可以满足工程要求。     

各种钢铁的焊接

490MPa级高层建筑用钢焊接性能的研究 焊接性能是评价建筑钢性能的重要指标之一。高层建筑用钢除了具有抗震和耐火功能外,其焊接性也是衡量该钢好坏的重要因素。对国产490MPa级高层建筑用钢进行了焊接性能试验,结果表明：焊接前后钢的屈服强度、抗拉强度相近。说明其焊接性能较好,可以满足工程要求。     

海洋平台用钢板品种发展及研发概况

随着我国海洋开发力度的不断加大,对海洋平台用钢的需求量不断增加,但高附加值海洋平台用钢仍需大量进口。在分析海洋平台用钢标准及品种基础上,综述了国内外先进钢铁公司海洋平台用钢的研发生产概况,并对下游海洋平台制造业进行了简要介绍。认为国内钢铁企业应抓住海洋平台制造业提供的市场机遇,进一步提高产品质量,加快开发高附加值产品并系列化生产海洋平台用钢。     

海洋平台建造中焊接材料的管理及使用

海洋平台呈现深水化、大型化的显著趋势,服役环境更加恶劣,结构形式更为复杂,其在陆地建造中对焊接质量的要求也更为严苛,而加强焊材管理是保证海洋平台结构焊接质量的基础。结合诸多海洋平台建造项目的生产管理经验,从焊接材料的采购、验收、储存和保管、焊接材料用量计算,以及海洋平台建造项目中常用焊接材料的烘焙、领取、回收及施工现场焊接材料的管控等方面探讨海洋平台建造中焊接材料的管理及使用。     

不同类型S420超高强钢焊接接头的疲劳性能对比研究

文中采用焊条电弧焊(SMAW)打底+药芯焊丝电弧焊(FCAW-G)填充、盖面的焊接工艺分别制备了海洋平台用S420铸钢(ASTM A148 Gr.90-60)及S420调质钢(API 2Y Gr.60)焊接接头,并对焊接接头进行疲劳性能试验,探讨不同类型的S420超高强钢对其焊接接头疲劳性能的影响,绘制了S-N曲线。结果表明,ASTM A148 Gr.90-60焊接接头疲劳性能明显优于API 2Y Gr.60焊接接头的疲劳性能。