海洋钢结构的焊接质量控制应用分析

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1、海洋钢结构的焊接质量控制应用分析中海福陆重工有限公司摘要：海洋钢结构是海洋石油工业生产中所不可缺少的一种重要材料,在海上油气钻采中起着重要的支撑作用。受石油等能源的价格上涨影响，海洋钢结构产量逐渐增加，海洋钢结构焊接质量控制越来越重要。鉴于此，木文对海洋钢结构的特点及类型进行了简单分析，对海洋钢结构焊接质量的检测技术与控制进行了详细分析，旨在提高海洋钢结构焊接质量，推动海上石油产业健康发展。关键词：海洋钢结构；焊接；质量控制；检测技术前言：海洋钢结构工作环境特殊，长期处于海水之下，且随着石油开采向深水海域的迈进，其工作环境更趋恶劣。较之常规钢结构，海洋钢结构焊接质量要求更高，控制更为严格。只有

2、全面控制好海洋钢结构的焊接质量，才能保证海上油气钻釆作业安全顺利进行。因此，加强海洋钢结构焊接质量的检测与控制对海洋油气开发具有重大意义。1.海洋钢结构的特点与类型海洋钢结构焊接对钢的使用以低合金钢和低碳钢为主，而对于钢材强度等级的确定则需要依据海洋结构钢的具体结构类型与工作条件来进行。通常情况下，海洋钢结构的主结构一般选用屈服强度等级为400MPa>420MPa>500MPa等几个级别的高强钢，厚度最大在10cm到15cm之间，次结构钢一般选用屈服强度等级较低的235MPa钢材；对于自升式钻井船桩腿，通常选择屈服强度等级为500MPa>550MPa等几个级别的高强钢，其他类型结构钢大多采用3

3、50MPa屈服强度的低碳钢⑴。海洋钢结构主要用于海上油气的钻探开采，所用钻探设备主要有半潜式钻井平台和自升式钻井平台，所用开采设备主要有立柱式平台、顺应塔平台、固定式导管架平台等。自升式钻井平台依靠桩腿支撑固定在海床上，钻井等设施安置在船体上，船体部分通过齿条与齿轮啮合可以实现与桩腿之间的上下运动，从而满足不同海上钻探要求。固定式导管架平台采用打桩方式固定在海底海床上,导管架在平台中发挥着重要的支撑作用，主要支撑着上部结构的所有重量。不同类型的钻探设备与开采设备适用于不同的海上油气钻采要求，有着各自的特点与优势。2•海洋钢结构的焊接质量检测技术2丄射线探伤方法（RT）目前应用较广泛的射线探伤方

4、法是利用（X、γ）射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光，焊缝中的缺陷影像便显示在经过处理后的射线照相底片上。主要用于发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。2.2.超声探伤（UT）利用压电换能器件，通过瞬间电激发产生脉冲振动，借助于声耦合介质传人金属中形成超声波，超声波在传播时遇到缺陷就会反射并返冋到换能器，再把声脉冲转换成电脉冲，测量该信号的幅度及传播时间就可评定工件中缺陷的位置及严重程度。超声波比射线探伤灵敏度高，灵活方便，周期短、成本低、效率高、对人体无害，但显示缺陷不直观，对缺陷判断不精确，受探伤人员经验和技术熟练程度影响较大。2.3•渗透探伤（PT）当含有颜料或

5、荧光粉剂的渗透液喷洒或涂敷在被检焊缝表面上时，利用液体的毛细作用，使其渗入表面开口的缺陷中，然后清洗去除表面上多余的渗透液，干燥后施加显像剂，将缺陷中的渗透液吸附到焊缝表面上来，从而观察到缺陷的显示痕迹。液体渗透探伤主要用于：检查坡口表面、碳弧气刨清根后或焊缝缺陷清除后的刨槽表面、工卡具铲除的表面以及不便磁粉探伤部位的表面开口缺陷。2.4.磁性探伤（MT）利用铁磁性材料表面与近表面缺陷会引起磁率发生变化，磁化时在表面上产生漏磁场，并采用磁粉、磁带或其他磁场测量方法来记录与显示缺陷的种方法。磁性探伤主要用于：检查表面及近表面缺陷。该方法与渗透探伤方法比较，不但探伤灵敏度高、速度快，而且能探查表面

6、一定深度下缺陷。2.5PAUT检测技术PAUT检测技术，即相控阵技术，在军事，医疗、航空等诸多领域均有广泛的应用，是一套超声波图像采集实吋成像系统，能够实现A扫描、B扫描、C扫描等多种扫描，能够为超声波检测数据分析提供所需强大功能。PAUT检测技术采用较长的常规超声探头，探头内有128个小晶片，可以单独激发⑵。使用该技术对海洋钢结构焊接质量进行检测，可以提高检测结果的精确度与可信度，口无辐射、安全可靠，是海洋钢结构焊接中采用较多的-•种质量检测技术。2.6TOFD检测技术TOFD检测技术，即超声波衍射I］寸差法，其采用两个探头，一个探头作为发送端一个探头作为接收端，形成一发一收的探测形式，产生

7、非聚焦的纵波,实现对检测对象的探测。该技术在海洋结构钢焊接质量检测中的应用主要是对工件内部结构缺陷进行检测，通过对结构钢内部端角与端点两处探测所得到的衍射能量信号，实现对缺陷的检测与定位，从而及吋发现缺陷并将其解决，提高海洋钢结构焊接质量［3］。与传统检测技术相比，TOFD检测技术具有检测速度快、效率高、范围广，检测结果数字化，可以实现永久保存，检测结果准确率高，对工件的表面裂纹、气孔、横纵向裂纹