CN110270735A - 一种隔水管张紧环承压环组焊方法 - Google Patents

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刘宏亮
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刘海峰
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Abstract

本发明公开了一种隔水管张紧环承压环组焊方法，具体步骤包括：先将筒体水平放置，穿销轴组合各组耳板，定位焊牢固，各组耳板开档处点焊工艺撑；再将工装撑板装入筒体，并用压板压紧，然后穿入工装轴；然后将组装件整体吊装至滚轮架上，通过撑板减重孔在筒体内侧布设电加热装置；再然后转动承压环，依次在平焊位置采用手工电弧焊方法对称交替式进行承压环耳板焊接；最后将承压环组装件吊离滚轮架，拆除工装撑板及耳板工艺撑，入炉调质处理，即成。本发明的方法，降低了焊接难度，提高了焊接效率，保证了焊接质量。

Description

一种隔水管张紧环承压环组焊方法
技术领域
本发明属于海洋石油钻井装备技术领域，具体涉及一种隔水管张紧环承压环组焊方法。
背景技术
在隔水管工作时，由隔水管张紧器对隔水管系统提供顶部张紧力，而隔水管张紧环是将隔水管张紧器和隔水管伸缩装置连接起来的关键承载设备，其承载全部隔水管管柱重量，同时作为节流压井管线、泥浆增压管线及液压管线的终端排出机构。
承压环作为整体式张紧环的重要部件，包括筒体和耳板，两者均为X80J锻件，全熔透焊接而成。由于筒体尺寸大，若采用常规方式置于平台上进行焊接，焊缝均处于立焊位置，不仅焊接效率会大幅下降，而且焊接质量不易保证；由于承压环结构刚性大，筒体及耳板厚度大，焊缝较长，CJP焊缝坡口填充量大，焊接应力大，容易造成筒体层状撕裂，且耳板开档尺寸容易超差；由于其材质为调质态的高强度合金材料，碳当量较高，焊接性较差，具有较高的淬硬倾向，冷裂纹敏感性高，接头韧性容易降低。因此，急需设计一种针对隔水管张紧环承压环的组焊方法，以克服上述的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种隔水管张紧环承压环组焊方法，解决了现有技术中隔水管张紧环承压环焊接操作难度大、焊接质量不佳、焊接效率低下的问题。
本发明所采用的技术方案，一种隔水管张紧环承压环组焊方法，按以下步骤具体实施：
步骤1、先采用常规制造方法分别粗加工筒体内径和耳板销孔，将筒体水平放置，位置相邻且销孔同轴的两个耳板视为一组，分别穿销轴组合各组耳板，定位焊牢固，各组耳板开档处点焊耳板工艺撑；
步骤2、制作辅助工装，辅助工装结构包括工装底座、工装撑板和工装轴，将工装撑板装入筒体，并用压板压紧，然后穿入工装轴；
步骤3、将步骤2所述的组装件整体吊装至滚轮架上，通过工装撑板上的扇形减重孔，在筒体内侧布设电加热装置；
步骤4、转动承压环组装件，依次在平焊位置采用手工电弧焊方法对称交替式进行承压环耳板焊接；
步骤5、将承压环组装件吊离滚轮架，拆除工装撑板、压板、工装轴、电加热装置及耳板工艺撑，入炉调质处理，即成。
本发明特点还在于，
工装底座采用U形焊接结构，工装底座的顶面设有螺栓孔，螺栓孔与滚轮架上的安装孔相配合，用于连接滚轮架。
滚轮架连接工装轴的两端，工装轴间隙配合连接工装撑板。
工装撑板由撑板Ⅰ、撑板Ⅱ和加强管焊接成一体，撑板Ⅰ和撑板Ⅱ上周向均匀设有大小和位置一致的扇形减重孔。
步骤4中，焊接前，整体预热至150℃以上；焊接过程中，控制焊接区层间温度在150℃～250℃范围内；焊后石棉被保温缓冷。
步骤4中对于每个耳板，先焊内侧焊缝，在外部进行清根；采用多层多道法两面对称交替焊接。
压板与撑板Ⅰ采用螺钉固定。
工装轴上设有轴肩。
本发明的有益效果是：一种隔水管张紧环承压环组焊方法，采用滚轮架式焊接工装，将承压环耳板焊缝由立焊位置调整为平焊位置，降低了焊接难度，提高了焊接效率；采取焊前预热、焊中控制层间温度、焊后缓冷等措施，减小了焊接应力，防止了层状撕裂的产生。保证了焊接质量。
附图说明
图1是本发明一种隔水管张紧环承压环结构示意图；
图2是本发明一种隔水管张紧环承压环结构的俯视图；
图3是本发明隔水管张紧环承压环放置到工装上的示意图；
图4是隔水管张紧环承压环放置到工装上的局部剖视图。
图中，1.筒体，2.耳板，3.工装底座，4.滚轮架，5.工装撑板，6.压板，7.工装轴，8.减重孔，9.轴肩，51.撑板Ⅰ，52.撑板Ⅱ，53.加强管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
本发明一种隔水管张紧环承压环结构，如图1和图2所示，包括承压环的筒体1和耳板2，先采用常规制造方法分别粗加工筒体1内径和耳板2销孔，制作辅助工装，然后利用辅助工装完成筒体1和耳板2的全熔透焊接，最后整体加工成。
本实施例中筒体1和耳板2均为X80J锻件，如图3、图4所示，本实施例中辅助工装的结构包括，工装底座3、工装撑板5和工装轴7，工装底座3采用U形焊接结构，工装底座3的顶面设有螺栓孔，螺栓孔与滚轮架4上的安装孔相配合，用于连接滚轮架4；
滚轮架4连接工装轴7的两端，工装轴7上设有轴肩9，工装轴7间隙配合连接工装撑板5；
工装撑板5由撑板Ⅰ51、撑板Ⅱ52和加强管53焊接成一体，工装撑板5的中心加工有通孔，通孔间隙配合安装有工装轴7；撑板Ⅰ51一侧周向均匀设有压板6，压板6与撑板Ⅰ51采用螺钉固定；撑板Ⅰ51和撑板Ⅱ52上周向均匀设有大小和位置一致的扇形减重孔8。
本发明一种隔水管张紧环承压环组焊方法，按以下步骤具体实施：
步骤1、先采用常规制造方法分别粗加工筒体1内径和耳板2销孔，将筒体1水平放置，位置相邻且销孔同轴的两个耳板2为一组，分别穿销轴组合各组耳板2，定位焊牢固，各组耳板2开档处点焊耳板工艺撑，防止因为焊接角变形导致耳板开档尺寸超差；
步骤2、制作辅助工装，辅助工装结构包括工装底座3、工装撑板5和工装轴7，将工装撑板5装入筒体1，并用压板6压紧，然后穿入工装轴7，轴肩9可防止工装轴7脱落；
步骤3、将步骤2所述的组装件整体吊装至滚轮架4上，通过工装撑板5上的扇形减重孔8在筒体1内侧布设电加热装置；
步骤4、转动承压环组装件，依次在平焊位置采用手工电弧焊方法对称交替式进行承压环耳板2焊接；
焊接前，整体预热至150℃以上；焊接过程中，控制焊接区层间温度在150℃～250℃范围内；焊后石棉被保温缓冷，使母材及焊缝处均匀受热，减少应力应变，防止层状撕裂的发生；
本实施例中手工电弧焊所用焊条：J757Ni，其工艺参数如下表1：
表1手工电弧焊所用J757Ni焊条的工艺参数
对于每个耳板2，先焊内侧焊缝，在外部进行清根，便于操作；采用多层多道法两面对称交替焊接，减小焊接应力及焊接变形。
步骤5、将承压环组装件吊离滚轮架4，拆除工装撑板5、压板6、工装轴7、电加热装置及耳板工艺撑，入炉调质处理，即成本发明的一种隔水管张紧环承压环。
本发明一种隔水管张紧环承压环组焊方法，先采用常规制造方法分别粗加工筒内径和耳板销孔，筒体水平放置，穿销轴组合各组耳板，定位焊牢固，各组耳板开档处点焊工艺撑；再制作辅助工装，然后利用辅助工装完成筒体和耳板的全熔透焊接；入炉调质处理，最后整体加工成。本发明的方法，解决了隔水管张紧环承压环焊接操作难度大、焊接质量不佳、焊接效率低下的问题，提高了焊接效率，保证了焊接质量。

Claims (8)

1.一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，按以下步骤具体实施：
步骤1、先采用常规制造方法分别粗加工筒体(1)内径和耳板(2)销孔，将筒体(1)水平放置，位置相邻且销孔同轴的两个耳板(2)为一组，分别穿销轴组合各组耳板(2)，定位焊牢固，各组耳板(2)开档处点焊耳板工艺撑；
步骤2、制作辅助工装，所述辅助工装结构包括工装底座(3)、工装撑板(5)和工装轴(7)，将工装撑板(5)装入筒体(1)，并用压板(6)压紧，然后穿入工装轴(7)；
步骤3、将步骤2所述的组装件整体吊装至滚轮架(4)上，通过工装撑板(5)上的扇形减重孔(8)，在筒体(1)内侧布设电加热装置；
步骤4、转动承压环组装件，依次在平焊位置采用手工电弧焊方法对称交替式进行承压环耳板(2)焊接；
步骤5、将承压环组装件吊离滚轮架(4)，拆除工装撑板(5)、压板(6)、工装轴(7)、电加热装置及耳板工艺撑，入炉调质处理，即成。
2.根据权利要求1所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述工装底座(3)采用U形焊接结构，所述工装底座(3)的顶面设有螺栓孔，所述螺栓孔与滚轮架(4)上的安装孔相配合，用于连接滚轮架(4)。
3.根据权利要求2所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述滚轮架(4)连接工装轴(7)的两端，所述工装轴(7)间隙配合连接工装撑板(5)。
4.根据权利要求3所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述工装撑板(5)由撑板Ⅰ(51)、撑板Ⅱ(52)和加强管(53)焊接成一体，所述撑板Ⅰ(51)和撑板Ⅱ(52)上周向均匀设有大小和位置一致的扇形减重孔(8)。
5.根据权利要求1所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述的步骤4中，焊接前，整体预热至150℃以上；焊接过程中，控制焊接区层间温度在150℃～250℃范围内；焊后石棉被保温缓冷。
6.根据权利要求1所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述的步骤4中对于每个耳板(2)，先焊内侧焊缝，在外部进行清根；采用多层多道法两面对称交替焊接。
7.根据权利要求4所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述压板(6)与撑板Ⅰ(51)采用螺钉固定。
8.根据权利要求3所述的一种隔水管张紧环承压环组焊方法，其特征在于，所述工装轴(7)上设有轴肩(9)。
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