CN103624366A - 一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法 - Google Patents

一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法 Download PDF

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Abstract

一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法，先进行准备工作，焊接试板组对时，焊缝方向与板材轧制方向相垂直，施焊前焊条在烘箱中烘烤，取出后放在插电的保温筒中随用随取，工件预热，再焊接，采用手工电弧焊进行焊接，电流极性为直流反接，焊接位置选择板材对接立焊位置，采用双面V型坡口对接接头，背面清根焊接，采用小电流多层多道焊，焊后用可温控的电阻加热器将工件加热到200℃，并保温2小时，在空气中冷却至常温，本发明焊后不会产生氢裂纹。

Description

一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法
技术领域
本发明涉及海洋工程钻井平台建造技术领域，具体涉及一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法。
背景技术
目前为减轻海洋工程结构的重量，同时又要保证结构整体的安全性，采用材料的强度级别越来越高。海洋工程钻井平台项目，其桩腿齿条材质为超高强度淬火回火钢，齿条厚度为180mm，这种超高强度、大厚度的进口材料的材质非常特殊，屈服强度非常高（≥690MPa），焊后极易产生氢裂纹，且将来平台使用过程中承受自身全部重量，对焊接接头的要求非常高，必须在施工焊接前进行相关的焊接工艺评定，找出合适的焊材和焊接规范，满足使用中对强度和低温冲击韧性方面的要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法，焊后不会产生氢裂纹。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为
一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法，包括以下步骤：
第一步，准备工作：焊接试板组对时，焊缝方向与板材轧制方向相垂直；施焊前焊条在烘箱中烘烤2小时，烘焙温度为350～400℃，取出后放在插电的保温筒中随用随取；工件在150～180℃预热，预热范围为焊道两侧各50mm的区域，采用电加热片进行预热；
第二步，焊接：在工件达到要求的预热温度后，开始实施焊接，焊接位置选择板材对接立焊位置（3G），在试板两侧同时施焊，采用双面V型坡口对接接头，背面清根焊接，
采用小电流多层多道焊；层间温度控制在150℃至200℃之间，在施焊后层焊道之前，前层焊道必须经由红外线测温仪进行测量，达到要求后才可施焊后层焊道；焊后用可温控的电阻加热器将工件加热到200℃，并保温2小时，在空气中冷却至常温。
本发明的优点：在焊后72小时，经过对焊道进行100%外观检查、100%磁粉检查和100%超声波探伤，均符合规定要求，焊后不会产生氢裂纹。
附图说明
图1为齿条对接坡口示意图。
图2为焊接接头宏观腐蚀图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细描述。
一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法，包括以下步骤：
第一步，准备工作：焊接试板组对时，焊缝方向与板材轧制方向相垂直；施焊前焊条在烘箱中烘烤2小时，烘焙温度为350～400℃，取出后放在插电的保温筒中随用随取；工件在150～180℃预热，预热范围为焊道两侧各50mm的区域，采用电加热片进行预热；
第二步，焊接：在工件达到要求的预热温度后，开始实施焊接，焊接位置选择板材对接立焊位置（3G），在试板两侧同时施焊，采用双面V型坡口对接接头，背面清根焊接，坡口形式见图1。
采用手工电弧焊（SMAW）进行焊接，电流极性为直流反接，采用TENACITO80(CL)焊条，直径Φ3.2mm/Φ4.0mm，采用小电流多层多道焊；层间温度控制在150℃至200℃之间，在施焊后层焊道之前，前层焊道必须经由红外线测温仪进行测量，达到要求后才可施焊后层焊道；焊后用可温控的电阻加热器将工件加热到200℃，并保温2小时，在空气中冷却至常温。
在焊后72小时，经过对焊接工艺评定，试板焊道进行100%外观检查、100%磁粉检查和100%超声波探伤，均符合规定要求。
下面为采用本发明方法的焊接接头试验结果
1）焊接接头拉伸试验结果见表1。
表1焊接接头拉伸试验结果
Figure BDA0000427168620000031
2）焊接接头弯曲试验结果见表2。
弯头直径D＝6t(t为试件厚度)，弯曲角度：180℃
表6焊接接头弯曲试验结果
Figure BDA0000427168620000032
Figure BDA0000427168620000041
3）焊接接头的冲击试验结果见表3。
采用Charpy-V冲击法，试样尺寸10×10×55mm。
表3焊接接头冲击试验结果
Figure BDA0000427168620000042
4）焊接接头宏观腐蚀见图2。
焊接接头经4%硝酸溶液腐蚀，表面无缺陷。
试验结果分析
焊接变形：焊接变形同样可以得到有效的控制，工件焊后平直度较好。
此工艺评定试件经无损探伤检查，其结果满足AWS D1.1和ABSMODU Rules的要求，可以获得无缺陷的焊接接头，并成功的解决了焊后延迟氢裂的问题。
从拉伸试验和弯曲试验的数据中可知，所选用的焊接材料的强度级别与齿条钢匹配合理，塑性较好。
低温冲击：对于海洋工程要求的低温冲击韧性，从试验结果中可知，通过焊接过程中对电流、电压及层间温度等参数的控制，可使焊接接头低温冲击韧性满足要求。
通过宏观腐蚀试验，可知所选用的焊接材料与齿条钢熔合良好，可以产生致密的焊接接头。

Claims (1)

1.一种自升式钻井平台180mm厚度桩腿齿条的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，准备工作：焊接试板组对时，焊缝方向与板材轧制方向相垂直；施焊前焊条在烘箱中烘烤2小时，烘焙温度为350～400℃，取出后放在插电的保温筒中随用随取；工件在150～180℃预热，预热范围为焊道两侧各50mm的区域，采用电加热片进行预热；
第二步，焊接：在工件达到要求的预热温度后，开始实施焊接，焊接位置选择板材对接立焊位置（3G），在试板两侧同时施焊，采用双面V型坡口对接接头，背面清根焊接，
采用小电流多层多道焊；层间温度控制在150℃至200℃之间，在施焊后层焊道之前，前层焊道必须经由红外线测温仪进行测量，达到要求后才可施焊后层焊道；焊后用可温控的电阻加热器将工件加热到200℃，并保温2小时，在空气中冷却至常温。
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