任凱

摘要：海洋石油建造主要包括：自升式鉆井平臺(tái)、半潛式鉆井平臺(tái)、導(dǎo)管架式平臺(tái)等，其主體全部為鋼結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成。在保證得到較高的利潤(rùn)回報(bào)的前提下，安全生產(chǎn)并得到高質(zhì)量的鋼結(jié)構(gòu)是海洋工程建造者追求的目標(biāo)，目前海洋石油鋼結(jié)構(gòu)已日益向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，這就對(duì)焊接結(jié)構(gòu)用鋼的性能提出了越來越高的要求，因此焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)對(duì)保證鋼結(jié)構(gòu)主體的安全性提供了必要的參考條件。海洋石油焊接專業(yè)在海洋工程生產(chǎn)中起著舉足輕重的重要作用。

關(guān)鍵詞：焊接工藝評(píng)定；海洋石油；石油工程

前言

海洋中蘊(yùn)藏著豐富的能源，在海床底部埋藏著大量的石油和天然氣。世界各國(guó)紛紛加入到海洋石油的開采行列中，海洋石油開采事業(yè)已經(jīng)到了蒸蒸日上的時(shí)期，海洋平臺(tái)就成為了海洋石油能源事業(yè)的一個(gè)橋梁。海洋石油平臺(tái)是大型的鋼結(jié)構(gòu)，在建造鋼結(jié)構(gòu)的過程中，焊接技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平以及焊接操作者的實(shí)際操作能力是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)能力的重要體現(xiàn)。

一、海洋石油工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

海洋石油工程鉆井、生產(chǎn)采油結(jié)構(gòu)除一部分具有一般船舶的結(jié)構(gòu)形式外，主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為由各種弦桿和斜桿等組成的鋼管桁架結(jié)構(gòu)，如勘探用的可移動(dòng)自升式鉆井平臺(tái)、半潛式鉆井平臺(tái)、導(dǎo)管架式生產(chǎn)采油平臺(tái)。

1）自升式鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)

自升式鉆井平臺(tái)具有三個(gè)以上的可上下移動(dòng)的樁腿，通過升降機(jī)構(gòu)將平臺(tái)結(jié)構(gòu)上升到海面以上一定高度進(jìn)行作業(yè)。大多數(shù)自升式鉆井平臺(tái)為三樁腿式三角形平臺(tái)型式，其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的樁腿起支撐平臺(tái)的作用，為減少波浪對(duì)樁腿的沖擊，多采用桁架結(jié)構(gòu)。也有筒式樁腿，其管壁厚度較大，樁腿很高，其重量占整個(gè)平臺(tái)的一半。

21半潛式鉆井平臺(tái)

半潛式鉆井平臺(tái)適用于水深500m以內(nèi)的近海海域。這種平臺(tái)大都采用三根樁腿的三角形平臺(tái)。樁腿是平臺(tái)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，分圓柱型和桁架型兩種。

31導(dǎo)管架式平臺(tái)

導(dǎo)管架型平臺(tái)工作水深一般在十余米到200米的范圍內(nèi)（個(gè)別平臺(tái)超過300米），是海上石油開采用典型裝置。導(dǎo)管架是用鋼管相貫焊接而成的空間構(gòu)架，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其特點(diǎn)是大型管節(jié)點(diǎn)、管相交的節(jié)點(diǎn)（T、K、Y節(jié)點(diǎn)）結(jié)構(gòu)較多。一般作為淺海地區(qū)生產(chǎn)、采油平臺(tái)，對(duì)于淺海地區(qū)確定具有較大儲(chǔ)量的地區(qū)也可作為鉆井平臺(tái)。導(dǎo)管架平臺(tái)是目前世界上使用最多的一種平臺(tái)。從設(shè)計(jì)理論和建造技術(shù)來衡量，它都是一種最成熟和最通用的平臺(tái)型式。

二、焊接工藝評(píng)定概念

焊接工藝評(píng)定最終通常是以一份完整的報(bào)告形式體現(xiàn)，它包括了：焊接技術(shù)參數(shù)、無損檢驗(yàn)報(bào)告、力學(xué)性能報(bào)告、母材材質(zhì)證書、焊材材質(zhì)證書等。焊接工藝評(píng)定報(bào)告（PQR）是焊接工藝規(guī)程（WPS）的支持性依據(jù)，焊接工藝評(píng)定是一個(gè)重大的焊接實(shí)踐過程，通過焊接試驗(yàn)來驗(yàn)證，所提出的焊接方法、焊接材料、經(jīng)過焊接后是否滿足產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。一套完整的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)主要流程應(yīng)包括焊接工藝評(píng)定方案一工藝評(píng)定試驗(yàn)計(jì)劃一工藝評(píng)定試驗(yàn)建議程序一試件準(zhǔn)備一試件組對(duì)焊接一無損檢驗(yàn)一式樣加工一力學(xué)性能試驗(yàn)一試驗(yàn)報(bào)告。

三、焊接工藝評(píng)定必要性和重要性

在許多重要的大型的鋼結(jié)構(gòu)焊接中，對(duì)于焊接接頭的要求都是十分嚴(yán)格的，其中接頭基本原則上是按母材與焊材等強(qiáng)設(shè)計(jì)，焊接接頭的強(qiáng)度減弱或韌性，機(jī)械性能不足會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)提前失效，甚至造成災(zāi)難性的后果。特別是海洋石油鋼結(jié)構(gòu)處于被含鹽的大氣包圍特殊的環(huán)境中，其對(duì)焊縫接頭的金相組織，抗腐蝕性，耐疲勞性，沖擊韌性要求特別嚴(yán)格，在模擬鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中所做的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量評(píng)估有著重要的意義。海洋石油鋼結(jié)構(gòu)制造標(biāo)準(zhǔn)，被世界上許多國(guó)家所采用，已成為世界公認(rèn)的具有權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)，是目前世界上海洋石油生產(chǎn)較科學(xué)，較完整，較合理，較系統(tǒng)的焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。在一些國(guó)家，一些特殊的重要的制造領(lǐng)域焊接工藝評(píng)定已成為重要的執(zhí)行性法規(guī)和規(guī)程被強(qiáng)制性執(zhí)行。

四、焊接工藝評(píng)定成功案例

由于海洋石油工程對(duì)焊接質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，很多情況下國(guó)產(chǎn)焊材達(dá)不到指定的技術(shù)要求或者根本沒有類似的產(chǎn)品，這時(shí)不得不采用可以滿足技術(shù)要求的進(jìn)口焊材?？傮w而言，我們現(xiàn)階段選用的幾家國(guó)際大型焊材制造商（如美國(guó)林肯、美國(guó)合伯特、日本神鋼等）的產(chǎn)品品質(zhì)確實(shí)過硬，這是國(guó)產(chǎn)焊材所不能比擬的。進(jìn)口焊材雖然品質(zhì)好，但是它們的價(jià)格卻高的驚人，往往是同類別國(guó)產(chǎn)焊材的數(shù)倍『2，進(jìn)口焊材的應(yīng)用無疑給項(xiàng)目帶來了成本上的增加。同時(shí)由于進(jìn)口焊材訂貨周期長(zhǎng)，為保證工程項(xiàng)目施工不受進(jìn)口焊材的影響，不得不保持一定的庫(kù)存量，占用了公司部分資金，有時(shí)庫(kù)存量不足且新購(gòu)的焊材尚未到貨時(shí)甚至?xí)绊懙焦こ添?xiàng)目的順利進(jìn)展，或訂貨周期根本無法滿足項(xiàng)目進(jìn)度要求。在這樣的情況下如能通過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口焊材的國(guó)產(chǎn)化，則可以一方面降低公司生產(chǎn)成本、減少庫(kù)房壓力和焊材資金占用率，另一方面還能降低對(duì)進(jìn)口焊材的依賴程度。

五、結(jié)語(yǔ)

焊接工藝評(píng)定是驗(yàn)證焊接工藝是否適當(dāng)和合理的測(cè)試方式。通過相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，不僅能夠驗(yàn)證焊接工藝的合理性及可操作性，為鋼結(jié)構(gòu)的安全提供依據(jù)，同時(shí)也可以提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。