超大型海洋钢结构的焊接质量检验与控制

熊奇，李楠

（1.海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

超大型海洋钢结构作为海洋石油化工生产的主要组成部分，对于海上油气钻探开采活动有着十分深远的影响，随着陆地油气资源储量的逐步减少，为了确保油气资源的充足稳定供应，许多企业将开采重心逐步转移到海洋之中。但是由于工作环境的特殊性，在海水作用下，钢结构极易发生侵蚀，钢结构的稳定性受到削弱，导致超大型海洋钢结构无法真正满足油气资源开采工作的客观要求。基于这种实际，需要技术人员对超大型海洋钢结构进行科学处理，采取更为高效的焊接技术，提升焊接质量，构建焊接检验体系，以期增强超大型海洋钢结构的耐受度，促进海洋开发活动的有序进行。

1 超大型海洋钢结构分析

对超大型海洋钢结构特点的分析，在很大程度上，能够帮助技术人员厘清工作的基本流程以及质量检验控制的核心诉求，为后续焊接质量检验控制活动的开展创造条件。

超大型海洋钢结构建设过程中，普遍使用低合金钢与低碳钢两种，根据海洋开发活动的实际需求，对钢材强度等级进行评估，确保钢结构的材料强度满足实际的开发使用需求。通常情况下，超大型海洋钢结构一般可以划分为400MPa、420MPa、500MPa等多个等级，钢材厚度最大可以到达10～15cm。由于超大型海洋钢结构主要应用与海上油气资源的开发，而相关开发活动大量使用半潜式钻井平台与自升式钻井平台，这些钻井平台都需要依靠钢结构对自身进行固定，同时也需要超大型钢结构，对开采深度进行调节，这就导致钢结构在运行过程中承受的应力变化明显，一旦没有进行科学处理，应力的变化极易导致钢结构的损伤，引发安全事故。

2 超大型海洋钢结构焊接质量检验控制所遵循的原则

焊接质量检验控制在超大型海洋钢结构的开展不仅需要各项技术的支持，还需要工作人员立足于焊接质量检验控制工作的实际，以科学性原则与实用性原则为引导，从宏观层面提升自身的思想认知，明确焊接质量检验控制工作的基本需求，进而全面提升超大型海洋钢结构焊接质量检验控制的效能。

（1）焊接质量检验控制在超大型海洋钢结构中的应用必须要遵循科学性的原则。焊接质量检验控制在超大型海洋钢结构中的实现，要充分体现科学性的原则，只有从科学的角度出发，对超大型海洋钢结构的相关内容、焊接质量检验控制的定位以及具体职能，进行细致而全面的考量，才能够最大限度地保证焊接质量检验控制能够满足超大型海洋钢结构的客观要求。只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下，才能够以现有的技术条件与操作方式为基础，确保焊接质量检验控制在超大型海洋钢结构中的科学高效实现。

（2）焊接质量检验控制在超大型海洋钢结构中的应用必须要遵循实用性的原则。由于超大型海洋钢结构涉及领域较多，工作类型内容多样，信息数据繁多。为了适应这一现实状况，确保焊接质量检验控制在超大型海洋钢结构操作中的有效应用，就要尽可能的增加焊接质量检验控制维护应用方案的兼容性，减少复杂冗余环节对超大型海洋钢结构中焊接质量检验控制维护活动的不利影响。因此焊接质量检验控制以及相关技术应用流程必须进行简化处理，降低操作的难度，提升焊接质量检验控制应用方案的实用性能，使得在较短时间内，进行有效化操作，保证超大型海洋钢结构的顺利开展，提升现阶段超大型海洋钢结构的质量与水平。

3 超大型海洋钢结构焊接质量控制要点

超大型海洋钢结构焊接质量控制活动的开展，要在科学性原则与实用性原则的框架体系下，依据过往焊接质量控制活动的有益经验，结合现代化的检验手段，逐步形成立体、全面的超大型海洋钢结构焊接质量控制体系。

3.1 冷裂纹控制

超大型海洋钢结构在焊接的过程中，一旦对温度没有进行有效控制，导致冷却温度降低到200℃以下，将会导致钢结构出现裂纹。作为超大型海洋钢结构焊接中经常出现的质量问题，冷裂纹的出现，对钢结构自身的结构强度、稳定性以及安全性都带来极为不利的影响，基于这种情况，工作人员在进行焊接质量控制的过程中，需要对冷裂纹进行必要的控制。具体来看，要在科学性原则的引导下，对整个焊接流程进行梳理，构建灵活、高效的温度冷却机制，避免温度冷却过快的情况出现，同时提升预热温度，有效缓解焊接缝冷却速率，在焊接过程中对氢含量指标进行实时监控，一旦发现氢含量过高，应及时采取应对措施。控制焊条与焊接剂对水分的吸收量，工作人员可以采取加装焊丝方式，对多余水分进行科学处理。通过上述几种操作方式，能够最大程度的确保超大型海洋钢结构焊接过程中出现冷裂纹的机率，确保钢结构生产作用的实现。

3.2 抗疲劳性控制

超大型海洋钢结构中有着为数众多的T、Y、K等节点，这些节点处应力十分复杂，有效避免节点处应力集中给超大型钢结构带来的金属疲劳，在节点焊接的过程中，需要工作人员对焊接缝进行打磨处理，确保焊接缝隙的光洁程度，实现对焊接缝隙的轮廓控制。具体来看，工作人员需要在实用性原则的引导下，对整个焊接缝打磨工作进行厘清，对打磨方向、打磨轮廓进行规划，例如在实际打磨的过程中，打磨方向应该垂直于焊缝的轴线，并且针对性的改善焊接缝的性质，使其在打磨之中呈现出凹形，提升节点应力的耐受度，增强超大型海洋钢结构抗疲劳性控制工作的质量与水平，提升焊接质量控制工作。

4 超大型海洋钢结构焊接质量检验的途径

4.1 射线探伤检验

从过往焊接质量检验工作来看，射线探伤检验主要利用(x,y)射线，借助于射线的穿透性，使得焊接缝隙后的胶片感光，从而将焊接缝隙之中的缺陷影响全面、准确的投放于射线底片之中。通常情况下射线探伤检验主要用于对超大型海洋钢结构焊接缝隙内部气孔、残渣、裂纹等焊接问题的检验，检验效率较高，在一定程度上满足了最基本的焊接质量检验工作的要求。

4.2 超声探伤检验

超声探伤检验是利用雅典换能器件，通过瞬间增加电压产生脉冲振动，通过声耦合介质传入金属之中形成超声波，而超声波在传播过程中，能够将各种缺陷发对应换能器之中。超声探伤检验灵敏度较高、周期较短、使用成本低，对环境不会产生危害。但是超声探伤检验对于缺陷的类型与判断并不直观，需要工作人员根据工作经验进行分析。

4.3 PAUT检验

采用常规的超声探头，实现了A扫描、B扫描以及C扫描等多种扫描类型的全面应用，这种扫描检验技术检测精度较高，安全可靠，对检测部位不会造成结构上损伤，是目前主流的超大型海洋钢结构焊接质量检验方式之一。

5 结语

超大型海洋钢结构焊接质量检验控制工作的开展对于提升钢结构的实用性、稳定性与安全性有着极为深远的影响。以上在分析超大型海洋钢结构的基础上，在科学性原则、实用性原则的框架体系下，从多个维度出发，逐步形成现代化的焊接质量控制与检验体系。