隨著能源需求的日益增長，人們將目光逐漸轉(zhuǎn)向了海洋資源的開發(fā)。焊接技術(shù)作為海洋工程建造的重要組成部分也受到了廣泛關(guān)注。關(guān)鍵焊技術(shù)對提升海工建造整體質(zhì)量有著積極的促進作用。基于此，研究關(guān)鍵焊接技術(shù)對自升式、半潛式、張力腿、立柱式鉆井平臺以及浮式生產(chǎn)儲卸油船等海洋工程建造質(zhì)量的提升具有重要意義，本文對高強鋼、復(fù)雜節(jié)點、高壓管線的焊接技術(shù)以及大厚度鋼板切割技術(shù)進行了深入分析，以供參考。

　　1 關(guān)鍵焊接技術(shù)對海工建造技術(shù)起到的作用

　　1.1 對自升式鉆井平臺技術(shù)的作用

　　自升式鉆井平臺主要由樁腿、平臺結(jié)構(gòu)以及升降機所組成，其中平臺結(jié)構(gòu)的主船體部分是一個封閉結(jié)構(gòu)，由平臺結(jié)構(gòu)、樁腿及升降機構(gòu)組成，其中自升式鉆井平臺的主船體部分是一個不透水的密閉結(jié)構(gòu)，主船體部分一方面可以對機械設(shè)備起到承載作用，另一方面實現(xiàn)鉆井采油的功能。自升式鉆井平臺可以根據(jù)海平面位置不同進行自動升降且具有良好的穩(wěn)定性，而且該平臺的造價相對較低[1].

　　但是，其也有自身作業(yè)環(huán)境方面的缺陷，該平臺無法在較深海域進行鉆井采油工作，這主要是其樁腿長度限制所決定的。海工建造過程中，關(guān)鍵焊接技術(shù)可以行之有效的處理自升式鉆井平臺高強度下料方面的問題、也可以有效幫助解決自升式鉆井平臺控制升降裝置的升降管抵抗機械疲勞等問題。

　　1.2 對半潛式鉆井平臺技術(shù)的作用

　　半潛式鉆井平臺由起支撐和連接作用的立柱、讓平臺具備浮力的浮體等多個部分組成。半潛式鉆井平臺的立柱露在海面以上，直接面對海面環(huán)境的變化，而浮體大部分浸沒在水下，這樣使得半潛式鉆井平臺可以抵御惡劣的作業(yè)環(huán)境。基于半潛式鉆井平臺的特點，其設(shè)備材料多選用低合金高強度鋼，目的是降低平臺自重的同時提升平臺載荷能力，繼而為平臺施工作業(yè)提供便利。關(guān)鍵焊接技術(shù)對抑制半潛式鉆井平臺焊接質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生有較好的促進作用，特別是對強化焊接接頭和提高焊接位置抵抗疲勞能力等方面有較大促進作用。

　　1.3 對張力腿平臺技術(shù)的作用

　　張力腿平臺可以在較深海中使用，可以垂直系泊。張力腿平臺原理是利用半順應(yīng)、半剛性的平臺產(chǎn)生遠大于結(jié)構(gòu)自重的浮力來抵消預(yù)張力，為平臺提供一個相對穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境。此外，張力腿平臺因特殊的直立浮筒結(jié)構(gòu)也為其增加了良好的運動性能。高強度鋼在張力腿平臺結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮其強度的前提是關(guān)鍵焊接技術(shù)的正確應(yīng)用。

　　1.4 對深吃水立柱式平臺的作用

　　深吃水立柱式平臺由上部組塊、柱式浮體、系泊纜、頂部浮筒式井口立管、懸鏈?zhǔn)搅⒐芎蜆痘�礎(chǔ)構(gòu)成，因該平臺的重心水平線比浮力水平線要低，所以該平臺具有較強的穩(wěn)定性，外界環(huán)境不容易干擾到平臺作業(yè)。深吃水立柱式平臺的錨泊系統(tǒng)位置處于海洋底部，可以很好的穩(wěn)定平臺，避免因平臺設(shè)備重力振動或者作業(yè)外部環(huán)境的影響而產(chǎn)生縱搖現(xiàn)象。關(guān)鍵焊接技術(shù)可以有效增強深吃水立柱式平臺結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力。

　　1.5 對浮式生產(chǎn)儲卸油船的作用

　　海洋石油的采油系統(tǒng)在井口平臺和浮式生產(chǎn)儲卸油船的相互配合下得到了進一步的完善，浮式生產(chǎn)儲卸油船具有移動便捷、循環(huán)使用以及可深水作業(yè)的優(yōu)勢，且具有抵抗惡劣作業(yè)環(huán)節(jié)的能力。關(guān)鍵焊接技術(shù)在低溫焊接接頭中所起到的作用可明顯改善浮式生產(chǎn)儲卸油船焊接接頭的斷裂韌性，對浮式生產(chǎn)儲卸油船焊接質(zhì)量起到了至關(guān)重要作用。

　　2 海洋工程制造中的關(guān)鍵焊接技術(shù)分析

　　2.1 高強鋼焊接技術(shù)

　　低合金高強剛在海工建造過程中使用的頻率較高，而韌性指標(biāo)是低合金高強剛焊接接頭質(zhì)量控制的一個關(guān)鍵指標(biāo)，所以韌性的控制是低合金高強剛焊接的一個關(guān)鍵技術(shù)。低合金高強鋼在焊接過程中容易出現(xiàn)焊接冷裂縫的缺陷，究其原因是焊接過程中的快速加熱和快速冷卻所造成的，再加上熱影響區(qū)強度高、塑性和韌性都較差。焊接過程的加熱速度或者冷卻速度要給予科學(xué)合理的控制，如果加熱速度控制的過快，會導(dǎo)致焊縫金屬強度高韌性低;如果冷卻速度控制的過快，會導(dǎo)致焊縫金屬強度低韌性高。所以，只有將加熱速度或者冷卻速度控制在合理范圍內(nèi)，才會使得焊縫金屬強度和韌性趨向平衡，使得其質(zhì)量都符合設(shè)計規(guī)范要求。在海工建造焊接過程中，要對熱輸入作用給予足夠的重視，因熱輸入作用對焊縫效果的影響較大，所以，在焊接過程中要科學(xué)確定熱輸入點來加強焊縫性能。此外，海工建造焊接過程要遵循質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，反復(fù)實踐并靈活運用焊接工藝。

　　2.2 復(fù)雜節(jié)點的焊接技術(shù)

　　海工裝備結(jié)構(gòu)主要有各類型的立柱和管子等組成，特別是像立柱、橫撐等受力構(gòu)件的焊接接頭復(fù)雜程度極高，再對此類焊接難度極高的構(gòu)件進行焊接作業(yè)時，要對焊接各個環(huán)節(jié)進行有序把控，特別是不同結(jié)構(gòu)的先后順序一定不能錯，要明確接頭的切割方式和坡口角度，根據(jù)構(gòu)件結(jié)構(gòu)特點，選擇相匹配的焊接技術(shù)。此外，要將焊接作業(yè)的前期預(yù)熱的溫控工作把握好，為全面焊接作業(yè)打好夯實基礎(chǔ)。

　　2.3 焊接變形殘余應(yīng)力的控制技術(shù)

　　在控制焊接變形和焊接殘余應(yīng)力控制方面需要用可靠數(shù)據(jù)來說話，需要用實際數(shù)據(jù)來解決問題，需要三維建模來模擬運算。所以，要經(jīng)過一定量的試驗來搜集主要結(jié)構(gòu)的數(shù)值。在解決焊接變形和焊接殘余應(yīng)力所帶來的問題時，要盡可能將超聲波沖擊效應(yīng)充分發(fā)揮，通過超聲波技術(shù)實現(xiàn)焊趾重熔，繼而有效調(diào)控焊接線的能力分布，此外要做好焊趾打磨工作，焊接前與焊接后要對熱處理環(huán)節(jié)給予足夠的重視，盡量避免焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。

　　2.4 大厚度鋼板切割技術(shù)

　　因低合金高強度鋼在海工建造中使用較為頻繁，但低合金高強度鋼通常是具有一定厚度的，所以在使用過程中不需要對其進行深度加工，只需要按照規(guī)范要求進行切割即可使用。

　　在進行大厚度鋼板切割作業(yè)時，要嚴(yán)格控制火焰高度，將火焰高度控制在0.3 m以內(nèi)為宜，在控制火焰高度的同時要把控好切割嘴的風(fēng)向。為了保證大厚度鋼板切割斷面的光滑性和平整性，可以采用高壓或者高速的方式來進行控制。此外，因大厚度鋼板自重較大，如果從一頭切割勢必會因局部受力過大而產(chǎn)生鋼板變形，所以，應(yīng)采用雙頭對稱切割工藝來進行切割作業(yè)，目的就是為了保持鋼板固定的形狀。與此同時，大厚度鋼板切割過程中要合理確定減壓器割具，必要時可以選擇液氧助燃來協(xié)助切割作業(yè)的順利進行。如果采用丙烷或者氧氣來進行切割作業(yè)時，要注意調(diào)整切割速度，避免切割速度過快造成鋼板斷面不光滑平順的現(xiàn)象發(fā)生。

　　3 結(jié)語

　　海工裝備建造是海洋工程中重要的一環(huán)，海工裝備建造的發(fā)展離不開核心技術(shù)的進步，所以海工企業(yè)要在研發(fā)方面投入大量的人力物力，對關(guān)鍵核心技術(shù)進行不斷升級的同時，也要牢牢掌握住自己的核心技術(shù)，提升海工建造核心部件的性能，對海洋工程實踐過程中遇到的難點和重點問題進行合理解決，并從解決問題的過程中探索核心技術(shù)升級改造的基本思路，掌握自主創(chuàng)新權(quán)利。鼓勵企業(yè)焊接工程師和一線焊接作業(yè)人員對焊接關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究，提出更加科學(xué)合理的焊接工藝，在保障焊接質(zhì)量的前提下，降低海工建造焊接作業(yè)成本，促進海工裝備建造行業(yè)蓬勃發(fā)展。

　　參考文獻

　　[1]彭濤，林忠欽，楊建民海洋工程裝備建造設(shè)備發(fā)展淺探[J]中國工程科學(xué)， 2016(04)：109-112.

　　[2]李曉東焊接自動化技術(shù)在石油鉆采設(shè)備制造中的應(yīng)用服[J]化工設(shè)計通訊， 2021(02)：17- 18+64.

　　[3]李風(fēng)波，潘川，楊文華，等海洋工程用高強鋼焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].金屬加工(熱加工) , 2021(08)：35-38.

　　《海洋工程建造關(guān)鍵焊接技術(shù)探究》來源：《中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》，作者：宋家鑫,楊紅升,宋洪波