海洋工程制造中的關(guān)鍵焊接技術(shù)與應(yīng)用研究

孫輝

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，海洋工程受到了廣泛關(guān)注。在當(dāng)前海洋工程中關(guān)鍵焊接技術(shù)占有一定的地位，同時(shí)發(fā)揮著重要的作用。在一定程度上應(yīng)針對(duì)海洋工程以及相關(guān)的素質(zhì)培訓(xùn)進(jìn)行分析，進(jìn)而全面提高海洋工程裝備能力的自主創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：海洋工程制造 關(guān)鍵焊接技術(shù) 應(yīng)用 主要特點(diǎn) 研究

中圖分類號(hào)：TG47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）11（b）-0061-02

在海洋工程裝備材料中主要是以焊接為核心，與發(fā)達(dá)國家相比，我國的海洋工程材料的焊接技術(shù)較為落后，存在著一定的差距，不能真正滿足海洋實(shí)際開發(fā)的需要。在當(dāng)前形勢(shì)下，優(yōu)質(zhì)的焊接技術(shù)在海洋裝備制造中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，同時(shí)在海洋工程裝備中也是其重要的關(guān)鍵性因素。本文將針對(duì)海洋工程制造中的關(guān)鍵焊接技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)行針對(duì)性的探究。

1 各種海洋工程技術(shù)的主要特點(diǎn)

對(duì)于海洋工程來講主要以以下幾方面工程產(chǎn)品為主，下面將針對(duì)海洋工程中的相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.1 自升式鉆井平臺(tái)

自升式鉆井平臺(tái)能夠在海面中升降的一種平臺(tái)，在整體上講是一種移動(dòng)性平臺(tái)。對(duì)于自升式鉆井平臺(tái)來講具有著平穩(wěn)、效率高和造價(jià)較低這樣的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在樁腿具有著局限性以及工作水深具有著一定的限制性。就整體而言具體結(jié)構(gòu)主要以3個(gè)方面內(nèi)容為主，主要是鉆井平臺(tái)主體、樁腿和升降裝置這3個(gè)部分內(nèi)容。在近海石油勘探開發(fā)中鉆井平臺(tái)是其重要的工程裝備。在制造中焊接技術(shù)主要針對(duì)升降裝置中的厚板高強(qiáng)鋼齒條下料進(jìn)行全面的切割加工，對(duì)相關(guān)的齒條以及升降管進(jìn)行針對(duì)性的加工等。

1.2 半潛式鉆井平臺(tái)

對(duì)于半潛式鉆井平臺(tái)萊來講包含較多的內(nèi)容，其中浮體、立柱和工作平臺(tái)等都是其中重要的內(nèi)容。在平臺(tái)中浮體提供了較多浮力，而立柱主要將工作平臺(tái)與浮體進(jìn)行有效連接，進(jìn)而作為一種支撐性的工作平臺(tái)。在海上實(shí)際工作中工作平臺(tái)是最為主要的結(jié)構(gòu)，其中鉆井設(shè)備以及起吊設(shè)備和安全救生等都是其中重要的設(shè)備。在海浪環(huán)境中只有半潛式鉆井平臺(tái)中的立柱呈現(xiàn)出暴露的狀態(tài)，具有著抗風(fēng)性、穩(wěn)定性和安全性的特點(diǎn)。因此，在實(shí)際選用中主要利用較為優(yōu)質(zhì)的低合金高強(qiáng)鋼為主，不僅將破平臺(tái)的自重不斷減輕，同時(shí)將可變載荷也不斷增加，進(jìn)而使鉆井能夠更深。當(dāng)前半潛式鉆井平臺(tái)在深海水域油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，是主要的鉆井之一。在該平臺(tái)關(guān)鍵焊接技術(shù)中最為主要的作用是能夠?qū)⒑附尤毕莶粩鄿p少，同時(shí)還能有效提高焊接接頭中的韌性，進(jìn)而將抗疲勞強(qiáng)度不斷提高。

1.3 張力腿平臺(tái)

對(duì)于張力腿平臺(tái)來講是垂直系泊浮式平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)中主要是利用張緊纜繩以及相關(guān)的張力腿結(jié)合開來，進(jìn)而將浮式半潛平臺(tái)結(jié)構(gòu)融入到海底，因而適用在150～2000m這樣的水深海域。在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是平臺(tái)上體、浮體和張力腿為主要構(gòu)成基礎(chǔ)。另外，在整個(gè)平臺(tái)中主要是利用鋼筋中的張力腿以及固定在海底的錨樁結(jié)合開來，進(jìn)而船體浮力保證張力腿處于一種緊張狀態(tài)中，最終保證平臺(tái)垂直具有著穩(wěn)定性。在該平臺(tái)中的關(guān)鍵性焊接技術(shù)主要是以高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)用鋼以及管子為主。

1.4 立柱式平臺(tái)

對(duì)于立柱式平臺(tái)來講主要特點(diǎn)體現(xiàn)為吃水較深，其水線呈現(xiàn)出較小的狀態(tài)，柱體底部中具有一定的壓載，進(jìn)而保證平臺(tái)的實(shí)際重心比浮力要低得多，保證了平臺(tái)自身的穩(wěn)定性，能夠使縱搖不斷減小。在平臺(tái)中部側(cè)面主要是以錨泊系統(tǒng)為主，進(jìn)而其錨泊處于海底中，能夠有效減少平臺(tái)在實(shí)際中的縱蕩漾以及垂蕩等。與一些深水平臺(tái)相比，在當(dāng)前世界海洋工程制造中SPAR平臺(tái)系泊系統(tǒng)占有一定的地位，同時(shí)也發(fā)揮著重要的作用。其中主要是由立柱以及頂部夾板模塊和主題結(jié)構(gòu)為主。在立柱式平臺(tái)中的模塊來講與SPAR之間具有較好的連接，另外與軟舵之間的關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)中的具體性焊接來講具有著抗疲勞的特點(diǎn)，同時(shí)還具備著高韌性這樣的要求。

1.5 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油船

對(duì)于浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油船來講主要是由錨系列中的海底游船型駁船組成，其中與井口平臺(tái)或者是相關(guān)的海底油船進(jìn)而組成較為完整的采油系統(tǒng)。浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油船具有著較多優(yōu)勢(shì)，其中重復(fù)利用以及投資省和遷移方便等都是其中的特點(diǎn)。能夠適應(yīng)各種水深條件，同時(shí)還具有著風(fēng)標(biāo)效應(yīng)這樣的優(yōu)勢(shì)，在惡劣環(huán)境中具有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力。另外，在浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油船中系泊系統(tǒng)以及船體部分都是其中的構(gòu)成部分，油生產(chǎn)設(shè)備以及卸載系統(tǒng)等都是其中重要的構(gòu)成部分。隨著海洋工程裝備技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的新型的FPSO開始出現(xiàn)，主要是向深水以及大型化的方向不斷發(fā)展。在實(shí)際建造中起到關(guān)鍵性焊接技術(shù)的作用是能夠保證低溫焊接接頭中的斷裂韌性。

2 在海洋工程制造中的關(guān)鍵焊接技術(shù)研究

2.1 高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)

對(duì)于海洋工程來講內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是利用低合金高強(qiáng)鋼為主，在實(shí)際焊接中接頭質(zhì)量性能主要指標(biāo)是以韌性為核心。在海工結(jié)構(gòu)以及大型船舶焊接中應(yīng)保證焊接接頭具有著一定的韌性。例如：EQ70鋼等。在實(shí)際焊接中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)焊接冷裂紋這樣的情況發(fā)生。而造成這樣的情況是因?yàn)樵趯?shí)際焊接中快速加熱以及相關(guān)的快速冷等造成的，導(dǎo)致焊縫金屬以及熱影響區(qū)具有著高強(qiáng)度以及較低的韌性。當(dāng)冷卻速度逐漸降低，其焊縫金屬以及HAZ自身的強(qiáng)度較低以及韌性較高。另外，冷卻速度在一種合適狀態(tài)中，強(qiáng)度以及相關(guān)的韌性會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。在實(shí)際確定材料過程中，熱輸入對(duì)焊縫性能具有著決定性作用，要想獲得一定的性能優(yōu)異焊縫，就應(yīng)從中尋找相關(guān)的最佳熱輸入，就是最為主要的平衡點(diǎn)。

企業(yè)在實(shí)際承接海洋工程過程中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定對(duì)熱輸入進(jìn)行全面性的評(píng)定，利用試驗(yàn)進(jìn)而能夠?qū)⒑附庸に嚾嫘缘恼莆?。另外，還應(yīng)對(duì)具體研究以及試驗(yàn)等進(jìn)行積極開展：第一，在實(shí)際選用焊接設(shè)備以及相關(guān)的接頭設(shè)計(jì)等。第二，預(yù)熱溫度以及后熱溫度和相關(guān)層間溫度的實(shí)際控制。第三，針對(duì)焊接接頭冷裂紋的全面性控制。第四，針對(duì)焊接接頭中的斷裂韌性進(jìn)行有效的試驗(yàn)。

2.2 焊接變形以及相關(guān)的高壓管線焊接技術(shù)

在海洋工程制造過程中經(jīng)常將高壓管低合金高強(qiáng)度鋼進(jìn)行全面的利用，在實(shí)際焊接過程中應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行綜合性的工藝評(píng)定，進(jìn)而能夠有效保證焊接工藝措施，在實(shí)船平臺(tái)高壓管線進(jìn)行全面性的焊接。另外，對(duì)于數(shù)值模擬計(jì)算來講應(yīng)該將試驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行局部性的控制，積極利用超聲波沖擊以及焊后焊趾打磨等方式，進(jìn)而能夠?qū)⒑附託堄鄳?yīng)力不斷減小。

3 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前海洋工程裝備設(shè)計(jì)過程中存在著自主研發(fā)創(chuàng)新能力較低以及缺少零部件生產(chǎn)能力這樣的問題，針對(duì)這樣的情況國家應(yīng)全面性的發(fā)展海洋工程裝備制造業(yè)。另外，還應(yīng)積極會(huì)推進(jìn)發(fā)展方式，進(jìn)而促進(jìn)船舶工業(yè)的良好發(fā)展，重視科技的驅(qū)動(dòng)力，重點(diǎn)將科技創(chuàng)新能力有效提升。在海洋工程中針對(duì)焊接質(zhì)量具有嚴(yán)格的要求，因而應(yīng)將焊接自動(dòng)化以及智能化運(yùn)用其中。在一定程度上講運(yùn)用科學(xué)合理的焊接方式，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化，還能促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高最終獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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