[發(fā)明專利]張力腿平臺(tái)張力筋腱的焊接工藝有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011357246.6 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-26 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112536540B | 公開（公告）日： | 2022-09-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 沈楠楠;田雷;程晉宜;溫志剛;靳偉亮;蔡新榮;汪彬;張耀;李嘯 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 海洋石油工程（青島）有限公司;海洋石油工程股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B23K28/02 | 分類號(hào)： | B23K28/02;B23K9/16;B23K9/20;B23K9/235;B23K9/32 |
| 代理公司： | 北京東方靈盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11506 | 代理人： | 鄭利華 |
| 地址： | 266520 山東省青*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 張力 平臺(tái) 焊接 工藝 | ||
本發(fā)明公開了一種張力腿平臺(tái)張力筋腱的焊接工藝方法，用于母材為張力筋腱材質(zhì)為抗拉強(qiáng)度不小于586MPa的API 5L X70碳鋼管，通過設(shè)計(jì)一種雙面復(fù)合坡口，減少填充焊材的用量，降低焊材成本，采用半自動(dòng)氬弧焊和機(jī)械埋弧焊組合工藝，實(shí)現(xiàn)母材與焊材的最優(yōu)性能匹配連接和高效焊接，實(shí)現(xiàn)焊縫性能的均勻性及高質(zhì)量，有效保證張力筋腱焊接接頭的疲勞性能，通過背部焊道設(shè)計(jì)，降低管道內(nèi)部焊接工作量，同時(shí)大幅提高管道內(nèi)部疲勞性能，具有焊接質(zhì)量高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、施工成本低及生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于工況惡劣，對(duì)焊縫疲勞性能要求高的張力腿平臺(tái)張力筋腱的焊接，并且適用于深水浮式平臺(tái)管對(duì)接或板對(duì)接疲勞節(jié)點(diǎn)的焊接。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，具體涉及海洋工程領(lǐng)域的張力腿平臺(tái)張力筋腱的焊接工藝。
背景技術(shù)
張力腿平臺(tái)(TLP) 因其優(yōu)良運(yùn)動(dòng)性能、高性價(jià)比等特點(diǎn), 逐漸發(fā)展成為深海油氣田開發(fā)的主要平臺(tái)之一，而整個(gè)TLP平臺(tái)建造的重點(diǎn)和難點(diǎn)便是張力腿系統(tǒng)張力筋腱的焊接。目前在建的和現(xiàn)役的TLP全部為國外公司設(shè)計(jì)建造，國內(nèi)公司尚無設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)。
張力筋腱焊接接頭要求具有較高的常規(guī)力學(xué)性能，其中拉伸、沖擊韌性、硬度合格值都大大高于AWS D1.1和所用母材API 5L X70材料標(biāo)準(zhǔn)的要求；同時(shí)還要求具有較高的CTOD性能，合格值高達(dá)0.38；更為嚴(yán)格的是要求具有較高的疲勞性能，全尺寸疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果需滿足AWS C1曲線要求。焊接工藝研發(fā)難度極大，為發(fā)展張力腿平臺(tái)，急需針對(duì)張力筋腱焊接工藝方法進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種張力腿平臺(tái)張力筋腱的焊接工藝。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種張力腿平臺(tái)張力筋腱的焊接工藝，針對(duì)母材為張力筋腱材質(zhì)為抗拉強(qiáng)度不小于586MPa的API 5L X70碳鋼管，其包括以下步驟：
S1：設(shè)計(jì)和制作雙面復(fù)合坡口；
S2：焊前準(zhǔn)備：包括依次進(jìn)行的焊接前坡口組對(duì)、坡口清理和焊前預(yù)熱；
S3：焊接工序：設(shè)定焊接參數(shù)，進(jìn)行焊接作業(yè)；
S4：焊縫疲勞打磨；
其中，所述焊接作業(yè)包括依次進(jìn)行焊接的張力筋腱打底焊道、熱焊道、填充焊道、蓋面焊道和背部焊道；
所述打底焊道采用半自動(dòng)氬弧焊焊接工藝，采用單層單道焊，焊接參數(shù)為：焊接電流130～150 A，焊接電壓10～12 V，焊接速度40～50 mm/min，最大熱輸入量為2.5 KJ/mm；所述熱焊道采用半自動(dòng)氬弧焊焊接工藝，采用單層單道焊進(jìn)行焊接，焊接參數(shù)為：焊接電流210～240 A，焊接電壓12～14 V，焊接速度60～90 mm/min，最大熱輸入量為2.5 KJ/mm；
所述填充焊道和所述蓋面焊道采用機(jī)械埋弧焊工藝，采用多層單道焊，所述填充焊道的焊接參數(shù)為：焊接電流260～500 A，焊接電壓27～34 V，焊接速度350～500 mm/min，最大熱輸入量為2.5 KJ/mm；所述蓋面焊道的焊接參數(shù)為：焊接電流400～450 A，焊接電壓31～33 V，焊接速度420～500 mm/min，最大熱輸入量為2.0 KJ/mm；
所述背部焊道采用機(jī)械埋弧焊工藝，采用單層單道焊，焊接參數(shù)為：焊接電流450～500 A，焊接電壓32～34 V，焊接速度350～400 mm/min，熱輸入量在2.5～3.0 KJ/mm間。
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