CN112276311A - 一种超大直径钢桩组对焊接工艺 - Google Patents

一种超大直径钢桩组对焊接工艺 Download PDF

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汪春标
张耀
李思
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Abstract

本发明公开了一种超大直径钢桩组对焊接工艺，包括以下步骤：将超大直径钢桩划分成等长的多个单节管段；对单节管段下料卷制成型，利用辅助滚动件上，完成单节管段的纵向拼缝焊接；对单节管段进行二次卷制调圆处理，并在其内部设置加固件；在单节管段外壁设置临时使用的吊装件；通过上述步骤完成多个单节管段的预制，并将多个单节管段依次竖立吊起并进行组对焊接，完成超大直径钢桩的初步组对焊接；将超大直径钢桩横向放置于辅助滚动件上，完成对该钢桩中各个单节管段之间的环向拼缝焊接。本发明的钢桩组对焊接工艺降低了对操作人员的操作技能要求和建造成本，减少了焊缝外观处理作业工作量，提高了焊接施工效率及焊接合格率。

Description

一种超大直径钢桩组对焊接工艺
技术领域
本发明涉及海洋石油开发领域，具体而言，特别涉及一种超大直径钢桩组对焊接工艺。
背景技术
随着海洋石油工业逐渐向着深海和超深海水域发展，各种半潜式海洋石油生产平台等到了广泛应用，该类型海洋石油生产平台相较于浅海生产平台需要更大的系锚载荷，提供该系锚载荷的钢桩直径及壁厚也趋于大型化，常用直径一般在3米到12米之间，壁厚一般在25毫米到100毫米之间。
如此超大直径钢桩在常规建造过程中公差要求不圆度不大于6毫米，随着钢桩直径增加，受自重影响变形严重，现有工艺难以保证满足公差要求。同时，常规建造中采用电弧焊或者二氧化碳气体保护焊的方式进行焊接，施工中带来以下问题：单位时间里熔敷率小，焊接效率低下；焊接位置沿着管径方向存在平焊、立焊、仰焊等多个焊接位置，对焊工技能要求高；焊接成型不理想，容易产生焊接缺陷，焊接合格率低；焊接过程中伴随着烟尘，焊工施工焊接较为恶劣。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种降低对操作人员的操作技能要求和建造成本，减少焊缝外观处理作业工作量，提高焊接施工效率及焊接合格率的超大直径钢桩组对焊接工艺。
本发明提供一种超大直径钢桩组对焊接工艺，包括以下步骤：
S1、依据所述超大直径钢桩具体结构，将该钢桩划分成等长的多个单节管段；
S2、对S1中所述的单节管段进行下料后并卷制成型，而后将成型的所述单节管段横向放置于辅助滚动件上，由立焊转为平焊后进行焊接，完成所述单节管段的纵向拼缝焊接；
S3、将S2中的所述单节管段进行二次卷制调圆处理，并对调圆处理后的所述单节管段内设置加固件；
S4、将S3中的所述单节管段水平放置于组对焊接区，并在该单节管段外壁设置临时使用的吊装件；
S5、重复步骤S2、S3、S4，完成多个所述单节管段的预制，将预制完成的多个所述单节管段依次竖立吊起并分别进行组对焊接，完成所述超大直径钢桩的初步组对焊接；
S6、将S5中的所述超大直径钢桩横向放置于辅助滚动件上，完成对该钢桩中各个所述单节管段之间的环向拼缝焊接。
根据本发明的一个实施例，步骤S2中，所述单节管段的纵向拼缝及环向拼缝开X型坡口，并通过埋弧焊机进行焊接。
根据本发明的一个实施例，所述单节管段的所述X型坡口中，其位于管段内侧坡口深度为壁厚的三分之二，管段外侧坡口深度为壁厚的三分之一。
根据本发明的一个实施例，进行纵向拼缝焊接时，通过埋弧焊机完成所述单节管段内侧拼缝焊接后，借助所述辅助滚动件将所述单节管段环向旋转180度，并对其外侧拼缝进行气刨清根后，通过埋弧焊机完成外侧拼缝焊接。
根据本发明的一个实施例，步骤S3中，所述加固件为呈十字型结构连接的两根支撑杆。
根据本发明的一个实施例，所述吊装件为临时吊耳。
根据本发明的一个实施例，步骤S5中，竖向组对中，相邻设置的两节所述单节管段上的纵向拼缝错开180度。
根据本发明的一个实施例，步骤S6中各个所述单节管段之间进行环向拼缝焊接时，首先借助所述辅助转动件旋转完成对管段内侧的拼缝焊接，然后对管段外侧拼缝进行气刨清根后，通过埋弧焊机完成管段外侧的拼缝焊接。
根据本发明的一个实施例，所述辅助滚动件为转胎。
本发明的超大直径钢桩组对焊接工艺中，其在建造时，首先以单节管段为单位，单节管段卷制完成后采用横向放置，通过埋弧焊机完成单节管段纵向拼缝焊接；而后将单节管段水平放置进行多节管段组对焊接，进行环向拼接口封底焊接组成长管段，然后将接长管段横向放置于转胎上，通过埋弧焊机完成接长管段环向拼缝焊接完成超大直径钢桩的组对焊接，通过上述组对焊接工艺大大降低了对操作人员的操作技能要求和建造成本，减少了焊缝外观处理作业工作量，提高了焊接施工效率及焊接合格率。
附图说明
图1是根据本发明的一种超大直径钢桩组对焊接工艺的整体结构图。
图2是根据本发明的一种超大直径钢桩组对焊接工艺中单节管段的整体结构图。
图3是单节管段的纵向、环向拼缝坡口示意图。
图4是单节管段水平放置示意图。
图5是根据本发明的超大直径钢桩组对焊接示意图。
附图标记：1-单节管段；2-辅助滚动件；3-纵向拼缝；4-加固件；5-吊装件；6-环向拼缝；11-管段内侧坡口；12-管段外侧坡口；100-超大直径钢桩。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图5所示，一种超大直径钢桩组对焊接工艺，包括以下步骤：
S100、依据超大直径钢桩100具体结构，将该钢桩划分成等长的多个单节管段1；
S200、对S100中的单节管段1进行下料后并卷制成型，而后将成型的单节管段1横向放置于辅助滚动件2上，由立焊转为平焊后进行焊接，完成单节管段1的纵向拼缝3焊接；
S300、将S200中的单节管段1进行二次卷制调圆处理，并对调圆处理后的单节管段1内设置加固件4；
S400、将S300中的单节管段1水平放置于组对焊接区，并在该单节管段1外壁设置临时使用的吊装件5；
S500、重复步骤S200、S300、S400，完成多个单节管段1的预制，将预制完成的多个单节管段1依次竖立吊起并分别进行组对焊接，完成超大直径钢桩的初步组对焊接，其中单节管段1的竖立吊起可采用吊车或室内行车等；
S600、将S500中的超大直径钢桩100横向放置于辅助滚动件2上，完成对该钢桩中各个单节管段1之间的环向拼缝6焊接。
本发明的超大直径钢桩组对焊接工艺中，其在建造时，首先以单节管段1为单位，单节管段1卷制完成后采用横向放置，通过埋弧焊机完成单节管段1纵向拼缝3焊接；而后将单节管段1水平放置进行多节管段组对焊接，进行环向拼接口封底焊接组成长管段，然后将接长管段横向放置于转胎上，通过埋弧焊机完成接长管段环向拼缝6焊接完成超大直径钢桩的组对焊接，通过上述组对焊接工艺大大降低了对操作人员的操作技能要求和建造成本，减少了焊缝外观处理作业工作量，提高了焊接施工效率及焊接合格率。
如图3所示，步骤S200中，单节管段1的纵向拼缝3及环向拼缝6开X型坡口，并通过埋弧焊机进行焊接，其中单节管段1的X型坡口中，管壁厚为T，位于管段内侧坡口10深度为壁厚的三分之二，即2T/3，管段外侧坡口12深度为壁厚的三分之一,即T/3，当进行纵向拼缝3焊接时，通过埋弧焊机完成单节管段1内侧拼缝焊接后，借助辅助滚动件2将单节管段1环向旋转180度，并对其外侧拼缝进行气刨清根后，通过埋弧焊机完成外侧拼缝焊接。
如图4和图5所示，步骤S300中，加固件4为呈十字型结构连接的两根支撑杆，需要理解的是，支撑杆为角钢，制作工艺简单且生产成低。
如图4和图5所示，吊装件5为临时吊耳，用于单节管段1的竖立吊装使用，当超大直径钢桩100组对焊接完成后，再将临时吊耳去除，并对临时吊耳的安装位置进行打磨处理。
如图1和图5所示，步骤S500中，竖向组对中，相邻设置的两节单节管段1上的纵向拼缝3错开180度，以将焊接应力均匀的分散在整个超大直径钢桩100上，降低焊接应力带来的潜在危害。
如图1和图2所示，步骤S600中各个单节管段1之间进行环向拼缝6焊接时，首先借助辅助转动件2旋转完成对管段内侧的拼缝焊接，然后对管段外侧拼缝进行气刨清根后，通过埋弧焊机完成管段外侧的拼缝焊接。
如图1和图2所示，辅助滚动件2为转胎，用于辅助完成超大直径钢桩100的各项焊接过程，使用方便。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、依据所述超大直径钢桩具体结构，将该钢桩划分成等长的多个单节管段；
S2、对S1中所述的单节管段进行下料后并卷制成型，而后将成型的所述单节管段横向放置于辅助滚动件上，由立焊转为平焊后进行焊接，完成所述单节管段的纵向拼缝焊接；
S3、将S2中的所述单节管段进行二次卷制调圆处理，并对调圆处理后的所述单节管段内设置加固件；
S4、将S3中的所述单节管段水平放置于组对焊接区，并在该单节管段外壁设置临时使用的吊装件；
S5、重复步骤S2、S3、S4，完成多个所述单节管段的预制，将预制完成的多个所述单节管段依次竖立吊起并分别进行组对焊接，完成所述超大直径钢桩的初步组对焊接；
S6、将S5中的所述超大直径钢桩横向放置于辅助滚动件上，完成对该钢桩中各个所述单节管段之间的环向拼缝焊接。
2.根据权利要求1所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，步骤S2中，所述单节管段的纵向拼缝及环向拼缝开X型坡口，并通过埋弧焊机进行焊接。
3.根据权利要求2所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，所述单节管段的所述X型坡口中，其位于管段内侧坡口深度为壁厚的三分之二，管段外侧坡口深度为壁厚的三分之一。
4.根据权利要求3所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，进行纵向拼缝焊接时，通过埋弧焊机完成所述单节管段内侧拼缝焊接后，借助所述辅助滚动件将所述单节管段环向旋转180度，并对其外侧拼缝进行气刨清根后，通过埋弧焊机完成外侧拼缝焊接。
5.根据权利要求1所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，步骤S3中，所述加固件为呈十字型结构连接的两根支撑杆。
6.根据权利要求1所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，所述吊装件为临时吊耳。
7.根据权利要求1所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，步骤S5中，竖向组对中，相邻设置的两节所述单节管段上的纵向拼缝错开180度。
8.根据权利要求1所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，步骤S6中各个所述单节管段之间进行环向拼缝焊接时，首先借助所述辅助转动件旋转完成对管段内侧的拼缝焊接，然后对管段外侧拼缝进行气刨清根后，通过埋弧焊机完成管段外侧的拼缝焊接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种超大直径钢桩组对焊接工艺，其特征在于，所述辅助滚动件为转胎。
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