焊接質(zhì)量控制在海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

隋喜斌，董長樂，趙洪衛(wèi)，劉 群，王邦陳

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

引言

海上石油平臺(tái)的焊接問題一直以來都是海上石油平臺(tái)建設(shè)的難點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)作為石油平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)，保證了整個(gè)石油平臺(tái)的工作支點(diǎn)和重心。為了保證整個(gè)平臺(tái)能夠正常工作，鋼材料的焊接技術(shù)水平和焊接質(zhì)量檢測是保證石油平臺(tái)安全穩(wěn)定的重要因素。同時(shí)海上平臺(tái)為了的主體結(jié)構(gòu)由鋼結(jié)構(gòu)組成，鋼結(jié)構(gòu)支撐平臺(tái)起著非常重要的作用。

1 海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的組對(duì)檢測

1.1 選用更加適合的尺寸進(jìn)行數(shù)據(jù)核對(duì)

必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)尺寸大小進(jìn)行檢測和校核是海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接前的重要工作，為了保證鋼結(jié)構(gòu)框架的質(zhì)量，在進(jìn)行全尺寸焊接前，必須對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行全面檢查。鋼結(jié)構(gòu)焊接材料質(zhì)量不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，勢必不能保證施工質(zhì)量，嚴(yán)重的問題會(huì)使得整個(gè)工程癱瘓，面臨更大的財(cái)務(wù)損失。因此，加強(qiáng)選材的管理和控制是十分必要的。由于不同類型的材料用于焊接不同類型的結(jié)構(gòu)連接件和不同的質(zhì)量要求，在使用這些材料時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求[1]。

1.2 實(shí)地對(duì)坡口情況進(jìn)行具體檢測和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)檢測

鋼結(jié)構(gòu)焊接工作中，焊接坡口工作作業(yè)是鋼結(jié)構(gòu)的主體工程，焊接工藝包括坡口、預(yù)熱溫度、焊接材料和焊接工藝參數(shù)等。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)在施工現(xiàn)場張貼相應(yīng)焊接作業(yè)指導(dǎo)書。焊接時(shí)注意以下幾點(diǎn)：首先，去除根部。確保間隙符合圖紙要求，坡口的大小影響著焊接質(zhì)量，通俗講，坡口過大浪費(fèi)焊材并造成熔池金屬過熱，影響金屬組織，坡口小容易產(chǎn)生未熔合、未焊透等缺陷。因此，焊接技術(shù)人員必須嚴(yán)格遵守焊接質(zhì)量控制要求，避免出現(xiàn)影響鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的錯(cuò)誤。

1.3 實(shí)地對(duì)坡口預(yù)熱狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測

預(yù)熱在一定程度上直接決定了海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，因?yàn)轭A(yù)熱可以有效地控制焊接應(yīng)力和變形的冷卻速度，而且預(yù)熱后它還可以保證組織不硬化。有些鋼結(jié)構(gòu)剛度大或焊接性差，冷裂紋發(fā)生的可能性大。因此，鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制的重點(diǎn)應(yīng)是坡口預(yù)熱溫度和預(yù)熱方式。其次，烘烤的主要方式應(yīng)是預(yù)熱烘烤旋鈕或加熱電阻片。第三，從測量最終預(yù)熱溫度的角度出發(fā)，在使用紅外測溫槍時(shí)，紅點(diǎn)不應(yīng)位于槽的正確位置，而應(yīng)在75 mm 左右的凹槽邊緣。

2 海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接過程監(jiān)控

焊接人員必須有相關(guān)的資質(zhì)證書，因此，焊接資質(zhì)的檢驗(yàn)也是一項(xiàng)重要的工作。焊接時(shí)，應(yīng)確保焊條和焊絲不受損傷，特別是避免焊材受潮[2]。此外，施工現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)督人員應(yīng)對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查，及時(shí)制止焊接違規(guī)等行為。在焊接施工中，質(zhì)量控制的重點(diǎn)應(yīng)放在懸掛板、厚板環(huán)、導(dǎo)管腿等重要結(jié)構(gòu)的主要檢查點(diǎn)上。此外，這些數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確地記錄下來，并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，以便在焊接過程中準(zhǔn)確地控制焊縫的冷卻速度和熱輸入，從而確保焊縫組織可以獲得良好的性能。

3 在石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的質(zhì)量控制

海上石油平臺(tái)焊接過程中存在許多問題，焊接質(zhì)量必須嚴(yán)格控制。這樣的工作機(jī)制和質(zhì)量控制保證有關(guān)人員的安全。鋼結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量的切實(shí)保障也進(jìn)一步保證了鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在焊接過程中的質(zhì)量檢測工作困難的問題也迎刃而解。此外，在焊接中，焊接人員應(yīng)認(rèn)真對(duì)待，選擇更多的焊接專家，焊接企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格選擇相關(guān)人員，以加強(qiáng)石油平臺(tái)海軍技術(shù)力量.弧焊的重要手段之一是焊接技術(shù)。在一定程度上影響了焊接質(zhì)量，使焊接過程中的焊接設(shè)備達(dá)到一定的完善和優(yōu)化，是保證焊接過程順利進(jìn)行的必由之路[3]。

所謂目視檢查，就是對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，及時(shí)糾正焊接細(xì)節(jié)，從而大大提高焊接質(zhì)量。在具體的檢驗(yàn)過程中：技術(shù)人員需要使用焊工檢驗(yàn)尺來測量焊接殘余物，通常殘余高度小于3.2 mm，但不小于母材；角焊縫設(shè)計(jì)尺寸的精確測量和校核應(yīng)根據(jù)焊接施工圖進(jìn)行，以避免角偏差，影響施工效果；對(duì)磨削后的焊縫進(jìn)行詳細(xì)檢查，包括表面是否有小孔，焊縫是否有殘余小裂紋，如發(fā)現(xiàn)問題，有關(guān)人員應(yīng)及時(shí)處理滿足原標(biāo)準(zhǔn)和要求，確保石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

4 質(zhì)量控制技術(shù)在平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接的應(yīng)用

4.1 質(zhì)量控制的核心關(guān)鍵

焊條全面檢查要全權(quán)交給專業(yè)工作人員進(jìn)行定期檢測和數(shù)據(jù)記錄，包括強(qiáng)度和安全性，以確保焊條符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果主要問題是焊接故障的識(shí)別，則可以得到故障判斷。因此，企業(yè)必須建立一支高素質(zhì)的員工隊(duì)伍，以提高企業(yè)的整體素質(zhì)，并根據(jù)相關(guān)的施工要求，有效地控制焊接電流和焊接速度

4.2 質(zhì)量控制的具體策略

隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海上石油平臺(tái)的科技成果舉世矚目，同時(shí)可以肯定的是，海上石油設(shè)施施工過程中存在著許多以焊接質(zhì)量為基礎(chǔ)的質(zhì)量控制程序，因此，焊接質(zhì)量控制被認(rèn)為是一種對(duì)焊接件進(jìn)行質(zhì)量控制的方法。為了提高實(shí)際焊接水平，有必要對(duì)焊接過程進(jìn)行綜合監(jiān)控和管理。必須采取有效措施解決影響焊接質(zhì)量的各種基本因素。

5 多項(xiàng)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)統(tǒng)籌推進(jìn)

5.1 檢測技術(shù)的統(tǒng)籌使用和適配性

海上平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)檢測，其質(zhì)量往往也是需要多方位的測量和監(jiān)控，同時(shí)也要做到數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化管理[5]。監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)性和可靠性直接影響了檢測結(jié)果質(zhì)量的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，檢測技術(shù)的不斷升級(jí)，也為之后的后續(xù)檢測工作奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)，也應(yīng)該組合多功能性人才團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多項(xiàng)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的統(tǒng)籌推進(jìn)發(fā)展，保證技術(shù)推進(jìn)的同時(shí)，檢測設(shè)備和檢測技術(shù)的相應(yīng)適配和工作環(huán)境的適應(yīng)性。焊接檢測的方法有很多，一般分為焊接檢測數(shù)量劃分和方法劃分，往往采用在海上平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)，檢測方法多使用非破壞性檢測，往往使用外觀檢測，耐壓驗(yàn)測和封閉性測驗(yàn)等一系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)材料進(jìn)行選擇和評(píng)估。同時(shí)多用抽檢的方式，在焊接質(zhì)量比較穩(wěn)定的情況下，如自動(dòng)焊、摩擦焊、氬弧焊等，當(dāng)工藝參數(shù)調(diào)整好之后，在焊接過程中質(zhì)量變化不大，比較穩(wěn)定，可以對(duì)焊接接頭質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢測[6]。條件允許的情況下對(duì)材料進(jìn)行全檢，即對(duì)所有焊縫或者產(chǎn)品進(jìn)百分百的檢測。就目前而言多數(shù)企業(yè)更加重視無損檢測的結(jié)果。

5.2 新興技術(shù)的全面應(yīng)用

隨著海上石油平臺(tái)的進(jìn)一步發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的無損檢測技術(shù)，包括AUT、TOFD、PAUT 等。TOFD 是目前廣泛應(yīng)用的一種新的無損檢測方法，它能準(zhǔn)確地檢測故障，優(yōu)化檢測過程，最大限度地降低故障發(fā)生的概率。科技的進(jìn)步以及大型設(shè)備的使用，大大地減輕了人工檢測的時(shí)間浪費(fèi)，提高了檢測的效率和精確度。通過大型設(shè)備以及相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)，可以對(duì)內(nèi)部缺陷的性質(zhì)評(píng)估以及缺陷的產(chǎn)生原因和防治措施進(jìn)行更加系統(tǒng)的闡述和歸類。例如，焊接當(dāng)中出現(xiàn)的氣孔問題及內(nèi)部缺陷造成的密集出現(xiàn)氣孔等問題。

6 結(jié)語

海上石油平臺(tái)的建設(shè)工期長、時(shí)間跨度大、難度系數(shù)高，與傳統(tǒng)的石油平臺(tái)相比有著更高的技術(shù)性和，且不可替代。因此，加強(qiáng)海洋石油平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制具有十分重要的意義，隨著我國科技的不斷進(jìn)步，5G 時(shí)代的來臨以及信息化工程的逐步推進(jìn)，筆者認(rèn)為，未來海上石油平臺(tái)的建設(shè)將成為石油建設(shè)的重要工程，而石油平臺(tái)的焊接技術(shù)也會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷推進(jìn)。