海外岸橋交付現(xiàn)場母材裂縫返修處理與分析

方吉

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

近年來，新的岸橋項(xiàng)目整機(jī)滾裝發(fā)運(yùn)至用戶碼頭以后，交付過程中，結(jié)構(gòu)母材裂紋甚至開裂的事件偶有發(fā)生，新岸橋還未交付的情況下就發(fā)生開裂，會(huì)造成用戶對岸橋產(chǎn)品質(zhì)量的不信任，影響到現(xiàn)場的交付工作，甚至影響到用戶跟公司未來的合作前景。因此現(xiàn)場的裂縫返修處理十分關(guān)鍵，返修是否成功，直接影響岸橋的調(diào)試交付能否順利完成，也會(huì)影響用戶對于岸橋質(zhì)量的信心。

1 梯形架撐管焊縫返修處理與分析

1.1 項(xiàng)目背景介紹

某海外岸橋2臺岸橋項(xiàng)目，在卸船完成后安裝恢復(fù)階段，用戶在檢查結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)2號機(jī)梯形架撐管和梯子平臺牛腿焊縫連接處有裂縫，經(jīng)過仔細(xì)查看，裂縫長度貫穿焊縫，裂紋延伸到撐管上，長度達(dá)到30cm左右，位置在從上橫梁往上第三根牛腿處。現(xiàn)場安排打磨掉該處位置油漆后，裂縫和撐管上的裂紋依然存在。用戶當(dāng)天安排了MT探傷，裂紋總長度約400mm,母材上裂紋長度約100mm左右。用戶第二天又安排了UT，裂紋最深處已經(jīng)裂穿母材。

1.2 裂縫原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場初步分析與研判，開裂原因可能有以下幾點(diǎn)：

（1）海運(yùn)途中風(fēng)浪大，船搖晃比較大，且該橋吊在船頭，可能導(dǎo)致管子開裂。

（2）該平臺牛腿焊縫正好跟梯形架管子螺旋管焊縫重疊和交差，導(dǎo)致應(yīng)力集中，可能導(dǎo)致開裂。

（3）可能平臺牛腿和梯形架管子裝配質(zhì)量問題，導(dǎo)致該牛腿出焊縫的殘余應(yīng)力偏大，在海運(yùn)途中搖晃，可能導(dǎo)致開裂。

1.3 修復(fù)方案

公司的修復(fù)步驟和方案如下：

（1）先把原來牛腿割除，然后重新先焊接新牛腿支架固定好平臺。

（2）把原來焊縫開裂的地方焊接重磅板，然后兩頭碳刨，然后補(bǔ)焊。

注意事項(xiàng)：

（1）重磅板需要彎圓弧的和數(shù)控開孔，請現(xiàn)場了解一下，是否有設(shè)備和加工廠家可以加工？現(xiàn)場能否買到大尺寸的方鋼？現(xiàn)場沒有大西洋牌的焊接材料，可以改成林肯E7081牌號的焊材。

（2）焊接和碳刨人員需要有資質(zhì)的。

（3）重新焊接在梯形架管子上的牛腿支架，焊接位置時(shí)候注意不要跟重磅板干涉。

總體要求：

（1）焊接修補(bǔ)必須嚴(yán)格按照評定合格的、經(jīng)批準(zhǔn)的WPS 執(zhí)行。

（2）所有執(zhí)行焊接修補(bǔ)的焊工必須按照取得資質(zhì)的焊接位置、焊接方法進(jìn)行焊接作業(yè)。

（3）立焊位置焊接修補(bǔ)必須為立向上位置。

鋼板缺陷修補(bǔ)：

（1）鋼板表面缺陷包括：表面腐蝕凹坑、馬腳咬邊、馬腳切割傷害、電弧擊傷等。

（2）當(dāng)缺陷深度d≤3mm時(shí)可以采用局部打磨方法予以清除，修磨后表面應(yīng)光潔平順。

（3）當(dāng)缺陷深度d＞3mm時(shí)，需要采用焊接修補(bǔ)，具體見焊接修工藝內(nèi)容。

焊接修補(bǔ)工藝如下：

（1）返修由施工隊(duì)電焊領(lǐng)班負(fù)責(zé)，填報(bào)返修單后，在質(zhì)檢員和探傷人員的督察、配合下根據(jù)缺陷深度和施工條件決定焊縫的返修面，控制返修質(zhì)量。

（2）焊接返修由技術(shù)好，經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工擔(dān)任。

（3）對于此缺陷則需用碳弧氣刨刨除。探傷人員應(yīng)協(xié)助確認(rèn)所有缺陷已清除干凈，然后將碳刨的表面打磨光滑明亮，并使之成為適合焊接的U形坡口狀，坡口兩端應(yīng)呈斜坡狀，總長不得小于50mm，具體如圖1所示；然后經(jīng)MT確認(rèn)無表面缺陷才能進(jìn)行焊補(bǔ)。建議采用碳刨加打磨的方式，在碳刨至根部時(shí)，采用打磨的方式修割坡口根部間隙至WPS要求，并確保根部間隙盡量一致。

圖1 修復(fù)工藝方案

（4）碳弧氣刨的預(yù)熱溫度不低于65℃。

（5）焊接修補(bǔ)采用的焊接方法一般用SMAW，也可用FCAW。

（6）焊接修補(bǔ)需按照評定合格的相應(yīng)位置和相應(yīng)接頭的WPS。

（7）返修焊接后的表面應(yīng)與鄰近母材或焊縫表面齊平，不平處應(yīng)打磨成與鄰近表面平順過渡。

（8）返修的焊縫必須按照原先使用的方法重新進(jìn)行檢查并且采用同樣的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在通過同樣的NDT檢測合格后，焊縫返修是被認(rèn)為可以接受的。

1.4 現(xiàn)場執(zhí)行修復(fù)過程

我們隨船發(fā)運(yùn)的大西洋的焊條現(xiàn)場已經(jīng)用完了，在外面找到了林肯的焊條，但是型號沒有E7081的，有E7018的，跟工藝確認(rèn)后滿足要求。

現(xiàn)場安裝了一個(gè)臨時(shí)工藝平臺在裂縫位置，為后續(xù)的修復(fù)工作做準(zhǔn)備，當(dāng)天用戶幫忙安排了UT探傷，裂紋最深處已經(jīng)裂穿。6月13日，公司提供修復(fù)方案，方案要把原來牛腿割除，然后重新先焊接新牛腿支架，原來焊縫開裂的地方焊接重磅板，然后兩頭碳刨，補(bǔ)焊，單面焊雙面成型?，F(xiàn)場收到方案后第一時(shí)間聯(lián)合用戶，在當(dāng)?shù)貙ふ遗Ｍ群椭匕醢寮庸S、符合資質(zhì)要求的焊工以及采購規(guī)定的焊材。

實(shí)際操作中，重磅板貼的位置覆蓋在管子的拼縫上，而管子拼縫是凸出的，需要把管子拼縫磨平，不然重磅板沒法貼合管子表面。

起初沒有打止裂孔，因?yàn)椴荒鼙ＷC焊透。做完MT貼的板，開坡口以后又做MT，發(fā)現(xiàn)裂紋邊長了，外面沒裂，從里面裂開了，現(xiàn)在裂紋已經(jīng)600MM，順著新裂紋開完坡口，再做一次MT。坡口都磨到重磅圈的位置了，MT做下來還是有裂紋，無法完全清除裂紋。確認(rèn)當(dāng)初碳刨是從兩端離裂紋50MM左右開始刨的，管子存在報(bào)廢的可能性。經(jīng)過內(nèi)部討論，決定還是采取打止裂孔的方法，現(xiàn)場最小的鉆頭3.5MM，開了三個(gè)止裂孔，先確認(rèn)孔的邊緣有沒有裂紋?，F(xiàn)場還曾考慮裂紋越刨越有，本身有個(gè)口子，管子本身有張力，一邊用打磨槍磨，管子一邊繼續(xù)撕裂，是否可以燒幾塊板子在已經(jīng)刨開的口子上面，把口子拉住，加一道力，但是該方案被工藝證明為無效也沒有必要。止裂孔圓心遠(yuǎn)離裂紋一公分，圓心與裂紋線對齊。該裂縫返修總體順利，具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下。

6月7日：用戶安排了MT探傷，裂紋總長度約400mm,母材上裂紋長度約100mm左右。

6月8日：用戶安排了UT，裂紋最深處已經(jīng)裂穿母材。

6月9日：現(xiàn)場安裝了一個(gè)臨時(shí)工藝平臺在裂縫位置，為后續(xù)的修復(fù)工作做準(zhǔn)備，當(dāng)天用戶幫忙安排了UT探傷，裂紋最深處已經(jīng)裂穿。

6月13日：公司提供修復(fù)方案，方案要把原來牛腿割除，然后重新先焊接新牛腿支架，原來焊縫開裂的地方焊接重磅板，然后兩頭碳刨，補(bǔ)焊，單面焊雙面成型?，F(xiàn)場收到方案后第一時(shí)間聯(lián)合用戶，在當(dāng)?shù)貙ふ遗Ｍ群椭匕醢寮庸S、符合資質(zhì)要求的焊工以及采購規(guī)定的焊材。

6月24日：焊縫修復(fù)完成，油漆復(fù)涂結(jié)束。用戶同意恢復(fù)試車。雖然已經(jīng)修復(fù)完成，但用戶認(rèn)為在我們新機(jī)器上出現(xiàn)類似嚴(yán)重質(zhì)量問題非常難以理解，需要公司方面給出合理的說法和解釋。鑒于此，公司召集相關(guān)部門，討論并內(nèi)部分析該質(zhì)量問題發(fā)生的原因，最終形成內(nèi)部確認(rèn)的書面文件正式提交給用戶。

2 下橫梁裂縫返修處理與分析

2.1 項(xiàng)目背景介紹

某海外岸橋項(xiàng)目，于11月3日發(fā)運(yùn)，11月22日，海運(yùn)途中，運(yùn)輸船長反饋回公司，在海運(yùn)過程中遇風(fēng)浪，船上綁扎開裂，19號機(jī)下橫梁電梯井附近位置母材有裂縫，且兩臺機(jī)外檔的八根海運(yùn)撐管陸續(xù)發(fā)生開裂。運(yùn)輸船于12月14日靠泊用戶碼頭，現(xiàn)場交機(jī)人員和保險(xiǎn)公司及用戶一同檢查了裂縫情況，裂縫長度在50公分左右，現(xiàn)場安排了探傷，檢測裂縫情況。

2.2 裂縫原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場初步分析與研判，開裂原因可能有以下幾點(diǎn)：

（1）海運(yùn)途中風(fēng)浪大，船搖晃比較大，可能導(dǎo)致?lián)喂荛_裂，母材裂縫。

（2）海綁撐管使用次數(shù)過多，內(nèi)部老化，遇到風(fēng)浪陸續(xù)發(fā)生開裂。

2.3 返修方案及執(zhí)行

總體要求：

（1）焊接返修必須嚴(yán)格按照評定合格的、經(jīng)批準(zhǔn)的相應(yīng)焊接位置的WPS執(zhí)行。所有執(zhí)行焊接返修的焊工必須按照取得資質(zhì)的焊接位置、焊接方法進(jìn)行作業(yè)。

（2）立焊位置焊接修補(bǔ)必須為立向上位置。

修補(bǔ)工藝最低限度條款：

（1）為了便于目測檢查和無損探傷，必須要把待返修區(qū)域表面的灰塵和油漆清理干凈。

（2）焊接返修前需進(jìn)行MT探傷，確定裂紋位置及深度，指導(dǎo)打磨作業(yè)的位置與深度。

（3）如果采用碳弧氣刨，碳弧氣刨前的預(yù)熱溫度嚴(yán)禁低于65℃；裂紋可以采用打磨或者碳刨的方式去除。探傷人員應(yīng)協(xié)助確認(rèn)所有缺陷已清除干凈，然后將碳刨或打磨的表面打磨光滑明亮，并使之成為規(guī)則的U型坡口形狀。

其中，對于裂紋，必須用目檢、MT或其他可靠的方法確定裂紋范圍；還需要清除裂紋以及超出裂紋兩端的50mm范圍的完好金屬并且重焊。

（4）裂紋采用碳刨方式或打磨將層狀撕裂部分完全去除，并將去除位置打磨至光滑過度，然后按照正式焊接WPS要求將去除凹槽堆焊填滿。

（5）返修區(qū)域裂紋打磨去除干凈后需要進(jìn)行MT確保缺陷已經(jīng)全部清除。

（6）預(yù)熱溫度、焊接電流、電壓、焊接速度、道間溫度等、必須按照WPS的參數(shù)執(zhí)行，并采用多層多道焊接。（7）焊后需要對焊縫進(jìn)行保溫以避免焊縫冷卻過快。（8）返修過程中必須清理干凈焊渣、并做好防風(fēng)措施，避免產(chǎn)生夾渣和氣孔等缺陷。

（9）返修后的焊縫表面一定要打磨，使該焊縫與鄰近母材以及焊縫的表面平齊，如有特殊情況，需工程師批準(zhǔn)，對表面進(jìn)行精修，打磨成稍有余高，但是要和鄰近表面平順過渡。

（10）返修焊縫必須按照原先使用的方法重新進(jìn)行檢查并且必須使用同樣的接受標(biāo)準(zhǔn)。在通過無損檢測合格后，焊縫返修是被認(rèn)為可以接受的。

（11）作業(yè)過程返修人員需做好安全預(yù)防措施，個(gè)人勞防用品需穿戴齊全，并配備專人監(jiān)護(hù)，進(jìn)行協(xié)調(diào)，保證施工安全。

3 結(jié)語

從2019年4月份開始，設(shè)計(jì)部門已經(jīng)開始修改梯形架走道平臺的牛腿形式，避免再發(fā)生類似梯形架撐管開裂事件。海運(yùn)工裝，尤其是海運(yùn)撐管，需加強(qiáng)檢驗(yàn)和維護(hù)管理工作，避免在缺乏保養(yǎng)和檢測的情況下循壞多次使用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)老化的管子進(jìn)行修復(fù)或報(bào)廢處理，避免在海運(yùn)途中因管子質(zhì)量問題導(dǎo)致險(xiǎn)情的發(fā)生。