海洋石油981钻井平台重点焊接工艺及设备.docx

船舶与海洋工程

海洋石油981钻井平台重点焊接工艺及设备

李超陈实

【摘要】主要介绍了海洋石油981深水半潜式钻井平台制作过程中采用的主要焊接工艺及设备，为今后类似产品的制作提供借鉴。

1.概述

海洋石油981深水半潜式钻井平台于2008年4月在上海外高桥造船有限公司开工建造，是中国首座自主设计、建造的第六代3000m深水半潜式钻井平台。海洋石油981整合了全球一流的设计理念和一流设备，是世界上首次按照南海恶劣海况设计的平台，能抵御200年一遇的台风，选用DP3动力定位系统。该平台型长114m,宽90m,高132m,最大作业水深3000m,钻井深度可达12000m。入级CCS(中国船级社)、ABS(美国船级社)双船级。该平台的建成，标志着中国在海洋工程装备领域已经具备了自动研发能力和国际竞争能力。

半潜式钻井平台系统庞大，设计、建造、营运的难度都非常高，“海洋石油981”号在设计阶段就目标定为全球最先进的平台，是目前全球浮式钻井平台中最复杂的一种。该平台大量应用不同种类的高强钢，投钢量约为21000t,再加上国内无建造经验可寻，因此该平台的焊接工作

面临很大的挑战，如何顺利完成大量高强钢的焊接工作是亟待解决的问题。本文介绍平台建造过程中应用到的重点焊接工艺及设备，剖析了焊接工作在海洋工程建造中的重要地位。

2.重点焊接工艺及技术

(1)大厚度高强钢板焊接工艺平台全部为360级以上的高强钢，其中EQ56钢板的使用量为350t,EQ70钢板为50t。有关EQ56及EQ70高强度钢的研究和应用报道较多，该类低碳调质钢具有高的屈服强度，满意的塑韧性，焊接性良好，裂纹敏感性相对较低，是一种较典型的成熟材料。但由于材料强度高，焊接热影响区，特别是粗晶区仍有产生冷裂纹和韧性下降的倾向。

EQ56及EQ70主要应用于平台的立柱与上船体连接的关键强力构件区域，虽然常用的SMAW、GMAW、FCAW等方法均适用于EQ70级高强度钢的焊接，但是从裂纹敏感性及平台使用安全性考虑，并参照国内外海洋工程建造经验，选用了林肯电器生产的Conarc80焊条进行焊条

电弧焊焊接。和一般强度和低合金高强钢相比，EQ56及EQ70高强度钢对于预热温度、层间温度的控制、焊接热输入量及焊后残余应力的控制等较为敏感，要求严格。EQ70级高强度调质钢加工和焊接时有诸多限制，如不能免除工艺评定；不推荐焊后火焰矫正；热输入严格控制；预热和层间温度有上限要求；更严格的焊条焙烘和焊条允许暴露时间；定位焊有严格要求；延迟72h以上检测等。

根据钢材的焊接性，分别针对EQ56及EQ70向ABS及CCS申请，实施了若干项焊接工艺评定，来验证焊材适配性及焊接工艺的适用性。经双船级社认证及现场实践证明，相关工艺参数合

理有效，具有较好的操作性及可实施性。EQ56及EQ70推荐焊接参数如表1、表2所示。

海洋石油981平台上应用的EQ56厚度规格为32mm,EQ70

的厚度规格为38mm、70mm,随着板厚的增加及结构的复杂性，现场焊接的工作难度增加，应提前做好措施来应对。

金属加工热加工 焊接与切割2015年第14期

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船舶与海洋工程

表1EQ56焊接参数

位置

焊条规格φ/mm

焊接电流/A

电弧电压/V

极性

焊接速度/mmmin

2G

3.2

130~160

20~26

DCEP

100~200

4.0

150~200

21~28

DCEP

100~200

3G

3.2

120~150

19~24

DCEP

60~110

4.0

150~190

20~26

DCEP

60~150

表2EQ70焊接参数

位置

焊条规格φ/mm

焊接电流/A

电弧电压/V

极性

焊接速度/mm·min1

2G

3.2

130~150

20~24

DCEP

115~160

4.0

180~200

21~27

DCEP

140~240

3G

3.2

130~145

22~24

DCEP

90~130

4.0

160~180

22~28

DCEP

100~200

主要体现在以下几个方面：

第一，由于船厂目前主力推进CO?气体保护焊接，普遍缺少高技能的三类焊条电弧焊焊工，往往通过短期培训来取得船级社三类焊工资格，因此焊接人员水平层次不齐，实际焊接经验不足往往会导致焊接过程中产生缺陷。另外，Conarc80焊条与507焊条相比，在操作性能上表现出熔池铁液流动性差、焊缝边缘易产