[发明专利]自升式钻井平台中升降装置箱体的焊接工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺方法，更具体地说，涉及一种专用箱体的焊接工艺方法。

背景技术

自升式钻井平台主要用于近海石油/天然气资源的勘探、开采，其设计服役海域为世界范围内122米水深以内的各种海域环境条件。其中，升降装置是实现平台升降和保持升降状态的设备，其升降能力：590吨/小齿轮小时，最大压载保持能力：968吨/小齿轮。在升降装置中，升降装置箱体具有支撑结构，起支撑作用，整个平台的载荷均作用在箱体结构上。如图1所示，升降装置箱体包括底板4、底板4上相对设置的背板1和面板5，以及在背板1和面板5两侧设置的封板2；在封板2、背板1以及面板5之间间隔设置有横向隔板6和纵向隔板8。在封板2和面板5之间的交界处固定有成一定角度设置的翼板7，在翼板7与封板2之间设置有加强板3。

无论是在静载或动载条件下，箱体结构均受到较大载荷的作用。因此，板材选用材料为调制钢，其采用的屈服强度可达460Mpa，最大厚度可达76mm。问题在于，调制钢材料刚性大，裂纹问题突出；而且制造结构精度要求高，对焊接变形的控制十分关键。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种有针对性的专用焊接工艺，用于自升式钻井平台其升降装置箱体的焊接，其目的主要用于保证箱体结构强度的可靠性，有效控制焊接变形、消除焊接残余应力；在满足相关船级社的要求的前提下。保证自升式钻井平台升降装置的安全性。

为了解决上述问题，本发明提供一种自升式钻井平台中升降装置箱体的焊接工艺方法，选用钢板最大厚度76毫米，钢板屈服强度460兆帕；采用CO₂气体保护电弧焊，焊前预热110℃，层间温度11O-230℃。焊接步骤依次包括：1、将面板、背板以及面板、背板之间的横向隔板和纵向隔板焊接为一体；2、将上述焊接成的整体焊接到底板上；3、将两侧封板焊接到底板上；4、将加强板从上到下依次焊接于两侧封板上；5、将翼板焊接于两侧封板，并焊接翼板与底板、加强板之间的焊缝；6、焊接背板与封板之间的连接焊缝。

在上述自升式钻井平台中升降装置箱体的焊接工艺方法中，在第2步骤中，采用的焊接顺序为：首先，焊接横向隔板与底板之间的连接处；其次，焊接纵向隔板与底板之间的连接处；再次，焊接面板与底板之间的连接处；最后，焊接背板与底板之间的连接处。

在上述自升式钻井平台中升降装置箱体的焊接工艺方法中，由于升降装置箱体沿中线对称，因此其中的对称焊缝选用对称同时施工的方法。在焊接过程中，焊接材料采用AWS A5.29 E81T1-K2型焊丝。并且，焊接过程采用双数施工人员，分散分段施工的焊接施工顺序；在焊接后，采用振动时效技术消除焊接残余应力。

通过上述技术方案，本发明可以提高焊接施工效率，减少焊接热输入，焊前预热110℃，层间温度110-230℃，由于预热和层间温度的控制，降低了接头的冷却速度，从而解决焊接裂纹问题。同时，对于近100条的密集焊缝，刚性大的特点，采用双数施工人员，对称施工、分散分段施工为原则的焊接施工顺序，并采用振动时效技术消除焊接残余应力。因此，有效解决焊接裂纹、焊接接头力学性能要求、以及焊接变形控制的问题。依据本发明制定焊接工艺，工艺试验满足相关船级社的要求。

附图说明

图1是自升式钻井平台中升降装置箱体的立体示意图；

图2是图1所示升降装置箱体中焊缝的焊接顺序示意图；

图3是箱体中与底板之间焊接的俯视结构示意图。

具体实施方式

钻井平台用于近海石油/天然气资源的勘探，平台的升降和位置保持依靠升降装置实现。本发明升降装置箱体，主要用于升降装置的支撑和设置。其结构如图1所示，包括底板4、底板4上相对设置的背板1和面板5，以及在背板1和面板5两侧设置的封板2；在封板2、背板1以及面板5之间间隔设置有横向隔板6和纵向隔板8。在封板2和面板5之间的交界处固定有成一定角度设置的翼板7，在翼板7与封板2之间设置有加强板3。

本发明针对图1所示箱体的提供一种便捷的焊接工艺方法。在焊接之前，对箱体板材要求钢板屈服强度达460兆帕，钢板最大厚度76毫米。焊接过程中，采用CO₂气体保护电弧焊，焊前预热110℃，层间温度110-230℃。

本发明焊接工艺通常包括如下步骤：

(1)将面板5、背板1以及面板5、背板1之间的横向隔板6和纵向隔板8焊接为一体；

(2)将上步中焊接成的整体焊接到底板4上；

(3)将两侧封板2焊接到底板4上；