渤海湾海底管道焊接及安全性控制技术研究

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1、第36卷第5期★★★石油工程建设25牛虎理，2，李春润L2，王志坚3，吕忠义3张潇3，关幼耕3(1．中国石油集团工程技术研究院，天津300451；2．中国石油集团海洋工程重点实验室，天津3004513．中国石油集团海洋工程有限公司海工事业部，山东青岛266555)摘要：采用铺管船法进行海底管道的铺设，要求铺设速度快、焊接质量高，文章根据工程要求，结合标准规范，通过开展焊接工艺、喷淋工艺及CTOD断裂力学安全性评价技术的研究，成功将铺管船法施工技术应用于渤海湾NP1—29井组海底管道铺设项目中，由于技术先进，工艺恰3"-，海上施工工期大大缩短，质量提高，并形成了一套完整、高效、经济

2、、可操作性强的海底管道焊接和安全性控制技术。关键词：海底管道；焊接；喷淋工艺；CTOD值；安全性控制中图分类号：TE973．3文献标识码：A文章编号：1001—2206(2010)05-0025-04O引言铺管船法进行海底管道的铺设，费用高，对焊海洋石油开发具有高投入、高风险的特点。海接速度和质量要求高，需进行大规范、连续焊接，底管道作为一种典型的海洋油气设施，其铺设施工这就要求所选择的熔化极焊接设备，在负载持续率通常要求以尽可能高的铺设速度最大限度地缩短海为100％的情况下，具有较大的输出功率，且性能上工期，以减少工程总投入，缩短油气田开发周稳定可靠；同时，在海面上作业，周围的

3、水汽环境期；同时海底管道铺设还要求极高的铺设质量，以具有较强的腐蚀性，因此，要求设备的抗潮耐湿性最大限度地降低风险_l】。要好；另外，由于焊接在铺管船上进行，设备的放在NP1—29井组海底管道铺设施工项目中，由置和操作空间小，要求设备尽可能体积小，重量于采用了先进的焊接工艺和安全性控制技术，海上轻。￥￥羊￥￥施工工期大大缩短，质量提高，并形成了一套完当前，国内外焊接电源很多，为满足工程的使整、高效、经济、可操作性强的海底管道焊接和安用要求，项目组对国内外现有品牌的电源进行比全性控制技术。较、分析和试验，从中选择确定了LINCOLNDC一1海底管道焊接工艺技术400、S1Tr等焊接

4、电源。海底管道的管壁厚，且材质为低合金高强1．2焊材的匹配钢，同时焊接质量要求很高。因此，对焊接工艺通过对收集到的焊接材料进行工艺性能和力学技术的要求很高，尤其是焊缝力学性能指标中的性能对比筛选，确定采用如表1所示的焊接材料进低温冲击韧性。为使采用的焊接工艺达到API行焊接工艺试验。1104技术规范的质量要求，必然对焊接设备的选表1焊接工艺试验用的焊材择、焊接材料的匹配、焊接工艺试验进行深入研焊道型号牌号生产厂家究。E6010PIPELINER6P+LINC0LNl-l焊接设备打底ER70S-GJM一58锦泰用于海上施工作业的焊接设备，一方面要考虑E8O1O-P1PIPELINE

5、R8P+LINC0LN设备的性能，另一方面还要考虑设备的可靠性和安填充、盖面E81T8一GPrimacoreSW一88PLINCOLN全性石油工程建设2010年10月1．3焊接工艺试验维素焊条具有较高的含氢量，若焊接产生的扩散1．3．1焊接工艺氢无法及时排出，则容易出现延迟裂纹等焊接缺根据依托工程的施工特点，结合施工单位现有陷。该坡口型式由于开口较大，有利于焊接过程焊接设备的实际情况(无RMD焊接设备)，并结中扩散氢的逸出，因此对于焊接质量的控制具有合本课题的要求，采用以下几种工艺组合。利用下较好的作用。向焊方法进行海底管道的焊接：(1)S，rr打底+自保护药芯焊丝半自动焊填充、

6、盖面。(2)手工焊打底+自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面。(3)手工焊打底+手工焊填充、盖面。执行标准为APIStd1104(2005年版)。图1手工焊打底坡口不意1．3．2坡口型式1．3．3焊接参数焊接过程中，采取同直径、同壁厚钢管对接，试验管按图1所示开坡口，预热温度为100～钢管水平固定(5G位置)方式。200oC，焊接方法为手工焊、S1Tr及RMD半自动对于手工焊打底，为方便焊工操作，提高焊根焊，手工焊和自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖接质量，采用如图1所示60。V型坡口。由于纤面，典型的焊接参数见表2和表3。表2典型的根焊焊接参数根焊方法填充材料焊材直径极性焊接方向焊接电

7、流焊接电压送丝速度焊接速度气体流量／mm／A／V／(mm／min)／(mr~min)／(L／min)手工PIPELINER6P+3．2DCEN下向80～8525～26130～203STTJM一581．2DCEP下向55，38O19120～15O68～114l8～22表3典型的填充、盖面焊接参数填盖方法填充材料焊材直径／mm极性焊接方向电流／A电压／V送丝速度／(m／rain1焊接速度／(mm／min)手工E8O108一P14．ODCEP下向l1O～11625～2613O～203半