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焊接质量检验技术在超大型海洋钢结构的运用探讨

2020-02-19宋洪波

云南化工 2020年9期
关键词:质量检验钢结构海洋

宋洪波

(海洋石油工程 (青岛)有限公司,山东 青岛 266520)

1 超大型海洋钢结构简介

将焊接质量检验技术,运用到超大型海洋钢结构中,最为重要的环节是了解其基本结构,才能为后续的工作打下坚实可靠的基础。超大型海洋钢的结构分为低碳钢与低合金钢。只有做好钢结构的调查分析,并根据钢材的特性、质量与要求,才能选择科学合理的检验技术。超大型海洋钢,主要用于海上油气田开发工程中的钻进平台构建[1]。因此就要保障钢结构的质量与性能,才能为海上油气田的开发,提供坚实的保障。随着开采深度、外部环境的变化,对于钢结构的要求也在不断变化。而钢结构在实际应用中,是非常容易受损的部位,因此就要做到具体问题具体分析,应用不同厚度、等级、性能的钢材,才能高效完成油气田的开采工作。

2 焊接质量检验技术在超大型海洋钢结构中的运用要点

2.1 注意冷裂纹

在超大型海洋钢结构的生产与建造中,经常会出现各种冷裂纹。不仅危及着施工人员的生命安全,还会造成大量的财产损失。因此在焊接质量检验中,就要注意冷裂纹这一问题,从源头上来做好防控工作。冷裂纹出现的原因较多,比如焊接时温度没有把控好,焊接流程不合理,使用的冷却水不正确,都会引发冷裂纹。在实际检验中,就要求工作人员,熟练焊接流程,并且制定切实可行的解决措施与应急预案。还要选择适宜的冷却水,把控好焊接温度。

2.2 掌控金属疲劳

在每一个钢结构的节点中,都有可能出现金属疲劳现象。在实际检验中,就需要对节点的焊接缝,进行仔细打磨,提高其衔接度。还要对打磨方向、力度、次数、频率等严格控制,保持受力均匀,才能有效提高抗疲劳能力。

3 超大型海洋钢结构存在的质量问题

超大型海洋钢结构,容易受到各种因素的影响,出现各种质量问题。比如冷裂缝、热裂缝、焊接裂缝、变形等等,都将影响着钢结构的施工建造与高效应用。因此就需要将焊接质量检验技术,应用在实际工作中,来做好质量检验与控制工作。

3.1 设计问题

在超大型海洋钢结构施工建造之前,必须要根据工程项目的实际情况,做好现场的勘查规划,制定合理的设计图纸与方案,才能为后续施工,提供坚实可靠的保障。然而在实际施工建造中,由于设计人员能力有限,没有做好勘查规划,或者勘查报告的内容不完整、数据有差异,在钢结构的设计中,都会出现相应的变形与裂缝,严重影响后期的使用。

3.2 建造问题

在钢结构的建造中,必须要遵循相应的准则要求、建造流程,才能避免各种质量问题。然而在实际建造中,施工人员的专业能力低下,对于新型技术、工艺的运用能力低下,没有遵循相应的建造流程与标准,为后续施工埋下了很大的隐患。因此只有通过焊接质量检验技术的应用,才能及时找出问题,如裂缝、夹层等,预防安全事故的发生。

3.3 材质问题

在钢结构的建造中,所用到的材质,也将影响到最终的质量。比如钢材、焊条、焊剂、螺栓等,都会导致构件的强度不足,容易出现裂缝与断裂,严重影响最终的使用。再加上钢结构在实际应用中,是非常容易受损的部位,因此就要做到具体问题具体分析,应用不同厚度、等级、性能的钢材,才能高效完成油气田的开采工作。

4 焊接质量检验技术在超大型海洋钢结构中的运用措施

4.1 选择适宜的检验技术

目前,在超大型海洋钢结构的焊接质量检验中,所用到的技术分别为TOFD检验技术、PAUT检验技术、三维坐标尺寸控制技术。这些焊接质量检验技术,都是在科学技术与信息技术高速发展的背景下,诞生的一种新型、高效的检验技术,对于钢结构的质量检验,都提供了强有力的保障。

1)TOFD检验技术。主要是指用超声波的方式,通过一个探头来接收数据信息,一个探头来发送数据信息,进行数据信息的收集,然后判断钢结构的缺陷,并确定其位置。该技术的优点表现为:第一,速度快。借助超声波的检验方式,其速度为传统技术的十倍以上,并且不受钢结构厚度、特性等影响,能够准确判断其缺陷部位。第二,结果保存。该技术是在现代化信息技术的辅助下实现的,因此就能够将检测数据,以数字化的方式,永久保存下来。便于以后的检验分析,总结更多的经验。第三,低失误。在钢结构的质量检验中,一旦出现各种失误,就会为后期的检修工作,带来很大的阻碍与困扰。然后通过TOFD检验技术的应用,就可以降低失误率,准确判断出缺陷的类型、位置,便于后续的检修工作。第四,范围广。通过大量的试验分析,发现该技术对于5~6cm厚度的钢结构,仍旧具有着高强的检验效率。

目前,很多国家已经将TOFD检验技术,应用到超大型海洋钢结构的检验中,并且取得了显著的成绩。此外,还制定了多种检验标准、检验方法、检验准则等,为其高效使用,提供了坚实可靠的保障。比如 《无损检验之超声检测》,就属于欧盟国际标准,我国现阶段使用的准则标准,沿用的是美国制定的 《采用超声波衍射时差法的标准实施规程》等。现阶段,TOFD检验技术在超大型海洋钢结构的运用中,主要用于卷管纵和环缝,还需要进一步的研究与分析,来扩大应用范围。

2)PAUT检验技术,PAUT检验技术,最早应用在医学与军事领域,比如医院的B超,就是采用了该技术。该技术能够以图像的形式,将其数据信息准确、直观的呈现在人们面前,其功能强大,准确率较高,并且搭配了常规超声探头,可以实现多个部位、多种角度的成像扫描。该技术的优点主要表现在:第一,检验时间短。相比于传统的质量检验技术,PAUT检验技术的检验时间非常短,可以有效控制在4min左右。第二,精准度高。该技术是在超声波技术的辅助下,不仅可以确定钢结构的缺陷长度,还可以确定其深度与高度,判断其准确位置。第三,失误率低。钢结构由于其体积、厚度、特性等不同,其气孔、裂纹、夹渣等缺陷也存在着较大的差异。而不同的检验技术,在不同的缺陷检验上,其优缺点不同。但是将PAUT检验技术运用到钢结构的质量检验中,能够准确检验出各种缺陷,其失误率也比较低。第四,影响因素较少。以常规RT检验技术来讲,非常容易受到各种因素的影响。比如检验人员的专业能力、温度湿度、厚度等等,都会导致准确率降低。然而通过PAUT检验技术的运用,既可以保障整个过程的节能、环保,还能够降低各种因素的影响。

目前,PAUT检验技术的标准、准则,与TOFD检验技术大体相同。在实际应用中,就可以快速替代传统的RT检验,对于焊接工艺、焊缝等,都可以展开有效检验。将该技术运用到我国超大型海洋钢结构的检验中,不仅加快了TOFD检验技术的应用力度,还填补了海洋工程无损检验技术的空白,保障了海上油气田开采的质量与效率。

3)三维坐标尺寸控制技术。三维坐标尺寸控制技术,先要根据工程项目的实际情况,做好现场的勘查规划,然后制定合理的设计方案,进行点位布设。在通过点位的测量,来建立三维坐标控制模型。接下来将获取的相关数据信息,准确反映给技术人员,结合工程项目的实际情况,进行适当的调整与优化,快速解决问题,最终保障钢结构的质量。三维坐标尺寸控制技术的优点主要表现在以下几个方面:第一,新颖性。在超大型海洋钢结构的质量检验中,该技术的运用,不仅能够克服各种困难,解决多种问题,而且是传统技术的一种革新,具有新颖性特点。第二,多角度。三维坐标尺寸控制技术,能够实现多个角度的摆动与观测,并且将其以三维立体模型的方式呈现出来。这样就可以避免单一数据的重叠与失真,便于准确了解。第三,高效率。将该技术运用到钢结构的检验中,能够对导管架进行整体检测,做到全面、动态与高效。不仅满足了施工过程的需要,而且能够实现全面控制。因此在今后的钢结构检测中,就可以加大其应用力度,来保障钢结构的质量。

4.2 提高检验人员的素质

在超大型海洋钢结构的检验中,对于检验人员的素质,也提出了很高的要求。第一,在人员招聘中,不仅要求其出示相应的资格证书,还要对其工作技能、理论知识等进行考核,保障整个招聘环节的公开、公正与透明,来吸引更多优秀的检验人员。第二,要为检验人员提供多元培训深造机会。可以通过岗前培训、离职培训、继续教育等方式,鼓励检验人员主动参与培训深造。可以借鉴国内外优秀的检验技术与方法,也可以通过实际工作经验,与他人进行沟通交流,来总结一套可行的检验方法与技巧。第三,通过绩效考核制度的建立,将工作人员的工作能力与薪资报酬挂钩,要求检验人员做好自身本职工作,主动参与职称考评,提高自身的综合素质。此外,还要加强与高校、培训机构等合作,共同研发新的教育模式,为社会培养更多的高质量检验人员,保障行业的健康发展。

4.3 健全质量检验制度

制度体系,是保障钢结构质量检验技术高效应用的关键环节,更是提高钢结构质量的有效措施。第一,国家相关部门要出台相应的法律政策,规范钢结构焊接质量检验技术与行为。要严格审查相关企业的注册标准,实地考察行业与市场检验的管理方式、检验技术与设备、制度体系等。各地相关部门还要积极响应国家的法律政策,制定质量检验标准、规范。第二,要设立质量监管部门,由资深的技术人员组成。根据国家、行业的相关法律准则,结合工作的实际需求,建立相应的质量检验与控制体系。及时找出问题,分析原因,提出切实可行的解决策略。第三,运用现代化信息手段。在质量检验过程中,还要通过现代化信息手段的运用,紧跟时代发展的步伐与潮流,密切观察整个检验动态。超大型海洋钢结构的焊接质量检验工作,与传统的钢结构质量检验,存在着很大的不同,因此传统的检修技术与设备,就无法适应现阶段的质量检验工作的开展,还需要对技术设备进行更新升级。才能紧跟时代发展的步伐与潮流,做到与时俱进。只有严格根据钢结构的客观要求,充分利用各种质量检验技术,不断积累更多的经验,来进行高效分析。第四,为了确保焊接质量检验工作的准确与高效,除了应用高效的检验技术外,还要做好检验工作的监管。除了严格遵循国家的法律政策,行业的准则体系外,还要对检测环境、检测人员、检测设备、检测机构、检测流程等,展开全面管控。并且通过市场准入机制,来制定资质高的检测机构与人员。

5 结语

综上所述,钢结构的变形、损伤、弯曲等,都会影响到其高效应用。尤其是超大型海洋钢结构,更需要做好焊接质量检验工作,运用新型的焊接质量检验技术,来及时找出问题,分析原因,提出解决策略,才能保障钢结构的质量,促使其高效应用。

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