海洋工程用钢的焊接技术现状及发展.pdf

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1、第28卷第3期江苏船舶V01．28No．32011年06月JIANGSUSHIPJune．2011海洋工程用钢的焊接技术现状及发展邹家仁，钱建民，李华其(1．宁波奥凯钢结构工程有限公司，浙江宁波315400；2．江苏科技大学，江苏镇江212003)摘要：通过分析海洋平台用高强钢的类型和成分，研究海洋平台用高强钢的焊接性，介绍现有的海洋平台用高强钢的焊接方法，展望海洋平台用高强钢焊接方法的发展趋势。关键词：海洋平台用钢；焊接方法；焊接性中图分类号：U671．8文献标识码：AFH36(Z15，Z25，Z35)、AH402一FI{40(Z15，Z25，0

2、引言Z35)、API2H、Cr42、Cr50等。世界上70％的油气资源蕴藏于海洋，目前已探1．2海洋平台用钢的特性及成分明的海洋油气资源的80％以上在水深500m范围1．2．1海洋平台用钢的特性内。海洋油气资源开发中的海洋平台的建造已经成海洋平台是开发海洋资源的超大型焊接钢结为世界各国的焦点。海洋平台用钢板一般具有高强构，支撑着数百吨的平台和钻井设备。海洋平台处度、高韧性，良好的抗层状撕裂、焊接性和耐腐蚀性在复杂、多变的海上，应用环境比较恶劣，要考虑到等性能。近年来，随着我国国力的增强、科技的发风载荷、波浪载荷、海流载荷、地震载荷等影响。这展，大型

3、的海洋平台得到了迅速的发展，我国的海洋些特性要求海洋平台用钢拥有更高的强度，更厚的油气开采正从大陆架走向深海，海洋平台的建造需规格，更好的抗层状撕裂、耐腐蚀性以及低温韧性。要更高强度的平台用钢。对于高强度、大厚度的海(1)高强度洋平台用钢，合理的焊接技术不仅可以保证平台的随着深海油气资源开发进一步加强，普通的质量，还可以有效地提高平台的建造效率。355MPa级和420MPa级的平台用钢已经不能满足建造的要求，这就必然要求平台用钢具有更高的强1海洋平台用钢度。我国首座3000In深水半潜式钻井平台所用的1．1海洋平台用钢分类平台用钢的强度达到了700

4、MPa。目前，我国没有具体的海洋平台用钢标准，主要(2)厚规格使用的海洋平台标准有EN10225、API、BS7191以及随着海洋平台大型化，设备日益增多，使得平台船舶标准，主要交货方式为TMCP(热机械轧制)、正用钢的厚度也逐渐在加厚。某钢集团生产出的海洋火及调质态。平台用调质高强钢A514CrQ的厚度达到了215国际海洋平台用钢主要级别为355、420、4601TimoMPa。主要牌号为355MPa级的EN10225的$355、(3)良好的抗层状撕裂性能API的API2H250、API2w250、BS7191的350EM，船海洋平台用钢不同于一

5、般的船用钢，其要求具标的E36；420MPa级的EN10225的$420、API的有良好的抗层状撕裂性能。API2Y260、API2w260，船标的E40、E420；460MPa级(4)良好的耐腐蚀性的EN10225的$460，船标的E460。海洋平台长期服役于海上，易受到海水及海洋国内海洋平台用钢主要牌号为A、B、D、E(Z15，生物的侵蚀而产生剧烈的电化学腐蚀。这些腐蚀降Z25，Z35)、AH322一FH32(Z15，Z25，Z35)、AH362一低了结构材料的力学性能，缩短了其使用寿命。平台服役周期长，远离海岸，不能像船舶那样进行定期收稿日期

6、：2011—02—26的维修和保养，这就要求海洋平台用钢具有良好的作者简介：邹家仁(1963一)，男，工程师，研究方向为钢结构焊接工程；钱建民(1976一)，男，工程师，研究方向为钢结构设计；李华其耐腐蚀性能。(1985一)，男，硕士，研究方向为高强钢焊接。(5)良好的低温韧性36江苏船舶第28卷随着海洋平台建造技术的提高，油气资源开发(珠光体)等区表面的晶粒边界上；在热影响区，氢的区域日益扩大，海上环境日益复杂多变，这就对平扩散的主要路径为针状或板条状贝氏体区表面的晶台用钢的低温韧性提出了更高的要求。迪林根开发界上；在焊缝中，氢扩散的主要路径为铁

7、素体，针状的用于北极圈库页岛的$450钢在一60时冲击功铁素体边界区的断晶边界上。可见在稍有缺陷的焊超过300J。接接头上，氢极易聚集，诱发氢致裂纹，所以这种钢1．2．2海洋平台用钢的成分设计的焊接易产生冷裂纹。目前，海洋平台已经使用了TMCP钢，这是由安1．3．2热裂纹全性和焊接成本所决定的。使用TMCP技术生产的海洋平台用钢一般含碳量较低，含锰量较高，且海洋平台用钢可以有效地降低其碳当量，提高平台含磷、硫杂质控制较严，因此热裂纹的倾向较小。用钢的焊接性。但是，较低的碳当量又会导致其强1．3．3焊接热影响区HAZ的韧性度不足。一般平台用钢会加入铌

8、、钒、钛进行微合金HAZ中韧性的恶化是由于在较大的焊接线能化，充分发挥微合金元素细化晶粒、沉淀强化的作量下HAZ晶粒粗化导