海上钻井平台桩腿齿条焊接工艺

焊接评定----母材----焊材----定位方式----坡口形式----组对----预热----焊接----焊后加热保温----焊后焊缝检测探伤----缺陷修补
齿条对接工艺
焊接前工艺的准备
自升式钻井平台主要用来满足海上石油和天然气的勘探、开采工程的作业需要。

桩腿是钻井平台的最大部件之一，对升井平台的使用寿命起着决定性的作用，其关键是焊接质量及尺寸精度的控制。

自升式钻井平台焊接结构中，每个桩腿有三根齿条，桩腿齿条的焊接结构有其自身显著的特点，在焊接上存在着钢板厚度大、母材强度高、焊后要求变形小等特点。

桩腿母材及焊材
齿条母材为ASTM A514 GR.Q,厚度为127mm和152mm两种规格，以后会发展到200mm以上厚度。

材料屈服极限为690MPa，抗拉强度770/931MPa，纵向冲击在-40℃时不低于34J。

对应国内的Q690高强度合金结构钢，其化学成分如下表：
中国Q690化学成分表
焊接材料的选取，选择与母材强度相匹配的焊条，等强匹配原则。

定位方式：
不论是主弦管与齿条的焊接，还是齿条与齿条的焊接，都是在专门设计的胎架中进行焊接的。

胎架的作用主要有三点：
1.起焊前定位齿条及弦管的作用；
2.胎架与齿条的间隙用来调整；
3.夹紧工件，焊接过程
中限制焊件变形；
弦管与齿条、齿条与齿条的焊接胎架如下图所示：
齿条与弦管的焊接
齿条与齿条对接及组成桩腿的胎架
齿条对接双面立焊的坡口形式：
齿条对接焊接：
1.焊前的组对在特殊加工制造的胎架上完成，起到定位限制变形的作用。

焊前坡口要
清理干净，不允许有油渍、污渍、锈迹，焊前坡口打磨干净。

对接角度，间隙调整完毕后，在胎架中进行卡死。

2.焊前预热。

对于本产品齿条的焊接，合适的预热温度能够大大提高焊接接头的抗裂
性，防止冷裂纹的产生，同时降低热影响区组织的硬度，并提高其低温冲击韧性。

预热能降低马氏体的转变时的冷却速度，通过马氏体的自回火作用来提高抗裂性能。

但是预热温度不能太高，需要严格控制。

如果温度过高则会使500℃~800℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的冷却速度，使热影响区出现明显的脆化。

合适的预热温度为150℃
~200℃。

预热形式采用电加热的方式，更容易让预热温度均匀及工件整体温度相同，不能用烤把加热，烤把达不到充分、均匀加热的要求。

一般加热时间为3-4小时。

焊接过程中要实时测量层间温度，当温度低时应用烤把加热至合适层温。

3.采用SMAW焊接，双面双人立向焊接，焊接由下至上完成。

焊条采用与母材等强度
的焊条。

焊条进行充分的烘烤保温才能使用。

4.焊后加热保温。

焊后进行后热处理，保温时间为2--4小时
5.焊后NDT检测。

焊接完成后，首先进行焊缝外观的检测，外观检测后进行UT及
MP检测。

不进行拍片。

6.缺陷返修。

探测出缺陷后，现用加热片加热缺陷区，用砂轮打磨，扣掉缺陷，然后
按照前面步骤进行焊接保温工作。

缺陷只允许返修一次。