海洋采油平台钢结构建造质量控制方法与措施

邓祥文,齐秀波,王芃然,房建利,张治金,秦学文,于月津,张崇崇

海洋石油工程（青岛）有限公司

摘要：海洋采油平台由于所处环境恶劣，因此养护保存工作就尤为困难。因此在进行钢结构施工时，应该注重施工过程中的质量控制，进而提高海洋采油平台的使用时间，为后续工作奠定良好基础。依此，本文对海洋采油平台钢结构建造质量控制方法与措施进行研究探讨，希望为以后研究提供参考。

关键词：海洋采油平台；钢结构；质量控制；

  海上采油平台由于长期处在海洋中严酷的服役环境,必须较高的施工质量来确保充足的使用期限。本文将以海洋采油平台钢结构建造质量管理办法和措施的实际运用为例,就怎样提高海洋采油平台的焊接工程质量展开讨论。

1材料验收环节的质量控制方法与措施

1.1原材料的验收

为了保证在工程中所用的原材料满足制造企业及技术规格书需要,还应当对入库所用的物资实施严格的检验。在通常情况下,所采用的原材料分为连接材质、工业生产材质。电导体、焊丝、接触剂以及防护气体等均归属于连接材质,而钢板、型材、管件等则归属于工业生产材质。所有建材实施前都需要经过验证、测试、计量符合要求后方能采用。在一般情况下,由项目组通知业主、加设工程师、质量管理技术人员等,对已到货的原材料,一起实施检验。在验收合格后,双方各自在检验单上签名并确定。但如果出现了不符合要求的原材料,则需要由仓库管理人员加以隔离,并根据检测要求加以处理。

1.2材料确认、跟踪检验

为方便对各个层次的物料实施监控与管理等工作,质量工程师们将整个海洋采油系统钢结构分成了主要物料与次要材料,分别包括:

(1)主要材质:包括高屈服抗拉强度≥的,GB712-DH36/EH36,JIS G3106 SM 490YB,和与之相等的材质,如,型材翼缘板长度和型材深度≥,管材口径≥,板材厚度≥。针对各种建筑材料,业主与第三者通常建立一个W(见证)检查中心,并同承包商与检测人员一起对建筑材料等级,类别,炉批号,重量,规格,钢印,质量合格证等资料进行审查。在检验通过后,向业主与检测人员提供建筑材料检测结果及质量跟踪报表,并同时由业主、第三者审查合格。

(2)次级钢材:即规格低于标准或等级不到主要构件数量的钢材,比如防沉钢板,楼梯、护栏、搀扶、高角铁、槽钢、瓦楞片等,挡水扁铁,以及直径≤的成品管等。针对次要材料,承包人和第三方机构通常设计为M(见证)点,只要求承包人检验员对材质级别,规格,炉批号,数量,规格,钢印,证书等内容加以审查。

2组对环节的质量控制方法与措施

2.1人员资质

装配工具有一定的施工经历,掌握有关文件,施工技术方法和专业操作规程,并具有施工企业质量保证/检测部门核发的装配工技术等级证书。品质工程师也必须具有在国外授权的检测资格,比如:中国焊接协会的国际焊接检测工程师-AWS CWI,以及英国焊接局的检测质量监督-CWB WELDING SUPERVISOR。

2.2结构钢管组对尺寸控制检验

(1)径向误差。钢管纵焊缝对接线的径向误差不得大于3.2mm。如果环向接头的径向偏移值达到了3.2mm,但是焊接件仍然可以在二端进行焊接,所以,环焊缝在对接面的径向偏移允许值能够超过0.2倍的墙壁厚度,并且最大不得超出6.4mm。而当钢管在环缝的径向偏移过大时,如果局部偏移的宽度不足于8T,则必须采取正确的堆焊技术,在偏移部位熔敷成一条斜率为4:1的转变带,但是即使如此,该转变带的宽度也必须限制在八倍的墙壁厚度范围内,同时环焊缝的径向偏移值也不可以大于0.3倍的墙壁厚度,并且最大不得超出9.6mm。

(2)纵缝和环缝间隙。按照API二B的规定,相邻管段的纵焊缝长度至少应该错开90°;相邻二个环焊缝间的距离,必须取以下较小者:管材的最大直径,就是910mm;环焊缝的数量,在管材的任何3050mm宽度区域内,也不必须多于2个。

(3)不椭圆度。不椭圆度也称椭圆度,它的概念是:顺着管道外壁的圆周走向测量一圈,所测得的最大与较小外径的偏差。关于壁厚≤50.8mm的管材,不圆度应该不超出其公称直径的百分之一,最高不超出六点四mm。关于壁厚>50.8mm的管材,其不圆度与壁厚的比率,应该不大于1:8。关于管径大约1219材,其最高不圆度可以做到12.7提条件是必须将其周长公差控制在±6.4mm以内。

(4)最大直线度。在任意3000范围内允许的最大直线度偏差均为3.2mm;任意一千200度范围内容,允许的最大直进性误差为9.6mm;任何大于1200范围的内容钢管,容许的最大直进性误差为12mm。

3焊接过程监控的方法与措施

3.1焊材管理与控制

焊板品种应与国家WPS规定相符,焊板的烘烤、保温要满足焊板使用的要求,焊丝使用中要注意保护,现场使用的药皮要安装在符合要求的保温施工筒内,当天没使用完的手工药皮、接触剂、药芯焊丝要及时送回药皮消毒防霉室,其他焊板的使用根据企业要求进行。

3.2焊接区域保护

焊缝区域的风力、雨雪等,都会对焊缝质量造成不良影响,当风力大于八kg/h时,就会导致焊缝电弧发生偏吹,同时雨雪中的水分子,在高温下熔覆时会形成氢,进而导致焊缝出现低温裂缝。安全人员必须检查焊接保护情况,保证有足够的通风、防水雨雪设施。

3.3焊接参数控制

通常情形下,(较薄的板38mm以内)使用烤把加温,厚板(38mm及之上)使用电阻加温的方法,对焊接接头区域加以预热。预热适用范围为距离焊缝接头每个方位最少五十mm。通常情形下,海洋钢结构旁站检验重要部份的层间温度控制最小不得少于预热工作温度,最大不得超过WPS中规定的最高温度值。焊缝流程中需对焊缝电流、电压、焊缝流速等技术参数加以监视;其中焊缝技术参数按照现有工程项目经过审批的WPS。针对重大节点,比如吊点、50mm厚级别的环板,需要提供旁站检测和记载。

3.4节点预边堆焊的控制

预边堆焊即一般所说的长肉。一旦焊缝接头根部间距超出焊接工艺规程要求限度,应再次组对;如不能,其中根部间隙达到二倍较薄结构的壁厚或达到二十mm时,二者取取小值,可参照有关支持允许的焊接工艺法规WPS采用单边或双边预边堆焊,后经过研磨加工,直至达到焊接工艺法规公差适用范围。预边堆焊不适用于常规校正及宽度误差的校正。

3.5焊接中断的控制

在条件的许可状况下,焊缝将持续完成;在焊缝完全间断以前,还必须完成根部焊缝或之后的连续六楼焊道,或焊缝中金属材料堆积超过壁厚的一/3的最小者;焊缝部位内应保持缓慢地控冷;在焊缝断裂后,再开始续焊前,应当做好预热,并对焊缝做好外观检查,以确定是否出现裂缝。若业主需要,可采用干磁粉测试。

3.6对焊接作业人员的控制方法与措施

检验员需要检查焊工是否有资格在此工程中从事相应的焊接工作,焊工现场焊接的资格是否满足其在该项目报批的资格。焊工必须随身携带焊工证件,以便检验,不得无证件进行工作。如果在巡查过程中,发现有焊接作业人员违法作业,则需要根据个人的违反计分规定实施扣分惩罚。

4.焊后表面检查的质量管理技术和方法

焊接完毕,检验员需要对完工焊缝进行外观检验。焊缝外表面必须符合以下要求:

(1)任何位置发现的任何尺寸的裂纹都不合格。

(2)相邻焊接面间,金属瘤和焊接金属间,需要有足够的熔合点,才能有熔合产生。

(3)起弧和收弧处的弧坑都应当回填,但是断续角焊缝,超过其有效直径的组成部分,也应该除外。

(4)焊缝轮廓形状必须符合AWS D1.1第6章第5.24节的要求。

(5)完成外部检查的时候:必须等到完工焊缝冷却至温度后,才能够开启完成焊接外部检查。但对ASTMA514、A517钢和A709100级和一百W级钢材的焊接,因为他们都处于低合金或高强度的调质钢,所以,对这些钢材焊接的外观检查,需要在焊接完毕后至少四十八小时后,才能开始进行。

(6)角焊接的长度不足部分不允许大于焊接直径的百分之十。大梁翼缘板与腹层连接处的焊缝,在大梁的二端,直径小于二倍翼缘板长度的范围内,均不得存在焊接的缺陷。

5结语

通过这些质量管理技术和手段,对渤海地区海上采油系统施工流程实施了有效的品质管理,提高了各在建企业的施工效率,也为同行业有关部门提供了参考工作。

参考文献：

[1]于有亮.海洋石油平台钢结构建造质量控制计划浅析[J].石油和化工设备,2022,25(04):147-148.

[2]于有亮,张欢欢.海洋采油平台钢结构建造质量控制方法与措施[J].化工管理,2021(03):152-153.