论文部分内容阅读
摘要:自升式钻井平台的升降齿条是非常关键部件,平台升降船作业中需要重点关注的部位。由于长时间受到交变载荷的影响,老龄平台的升降齿条出现凹陷变形甚至裂缝,继续使用将会加剧齿条磨损、损伤。本文根据渤海4号平台部分升降齿条出现的问题进行实地调研,并拟定施工方案并制定焊接工艺。在实际的施工中有效的执行了此方案,修复效果良好,此方案对类似升降系统齿条的修复有着非常高的参考及借鉴价值。
关键词:升降齿条;施工方案与焊接工艺;修复方案应用。
钻井平台桩腿的升降齿条是平台很关键的部位,在升降船、压载中受到很大的交变力作用,一个齿的损伤或损坏将会影响整个平台的升降作业。一般情况下齿条大面积损伤后都要停止作业进厂修理。渤海4号平台一号桩腿升降齿条有4个齿出现损伤,齿面磨损凹陷,齿廓变形。升降船操作时该部分齿条与升降小齿轮不能正常啮合,加剧其自身磨损和升降小齿轮的磨损,如不能及时修复将会极大损伤该部分齿条,对平台的升降船作业造成重大影响。
现场调研时还发现升降齿条位于露天环境,如果采用热焊接的方式修复齿条,就要考虑到现场的环境因素如何有效控制,而凹陷处(如图2所示)距离主甲板约-10米,距离海平面20米,需要搭设脚手架才能完成此项工作。如何有效的制定具体施工方案是我们面临的一道难题。
在现场修复变形的齿,需在一号桩腿内搭设吊式脚手架,自主甲板平面往下至桩腿137英尺位置处,高约15米,体积约130m3,作业位置区域要有防风、防雨措施(如使用帆布对脚手架外侧进行全方位遮盖,并用钢丝等物品进行固定);根据平台提供的齿条的齿模数,制作跟实物相同齿宽具有至少2个齿的齿模一段,在齿轮堆焊成形后进行靠模修复齿面;参照桩腿齿条材质ASTM A514F( ASTM 514Q)高强结构钢,提交经CCS或ABS验船师认可签字的焊接工艺。焊接前彻底清洁需要修复的齿面的污物,尤其是污油一定要彻底清洁干净, 需要打磨的部位进行打磨;进行焊前处理和预热,现场进行4个齿的齿面堆焊和齿面打磨修整,焊后冷却保温;修复部位和热影响区域100%MT探伤,确保修复后近表面无缺陷和裂纹。
焊接方法:手工电弧焊(SMAW);接头形式:扣槽式坡口;采用单面多道焊接的方式进行齿条修复。由于焊接母材为A514Q,属于结构钢,具有高抗拉,高屈服等特性,所以焊条选择e11018-g-h4,3.2、4.0此焊条的氢含量非常低,很适于全位置焊接耐腐蚀钢。
为了降低焊缝的冷却速度,防止接头生成淬硬组织,产生冷裂纹,焊前的预热温度需要达到150~170℃,道间温度需要稳定在160~210℃之间,焊后立即将堆焊处温度加热到200~210℃之间,保温2小时,再控制温度缓慢冷却,冷却温度不大于50℃/h,当温度降低到150℃时,对堆焊区域加保温棉包裹,自然冷却至环境温度。因焊接位置处于露天场所,选择远红外高温陶瓷电加热器来实现焊前焊后的热处理。
1、现场施工及完工效果评估
施工前彻底清洁焊接区域油污后,进行焊前预热,堆焊过程中,要严格按照焊接工艺参数进行,需要严格控制焊接电流及电压,防止因焊接温度变化产生的热变形或开裂等问题的发生,焊后的热处理更是重中之重,因为地处室外,受海风、湿度等影响,所以整个施工过程难度较大。焊后热处理完成后,需要对齿条进行齿面修型和打磨抛光,使用提前制作的齿模靠模,同時修复部位和热影响区域进行了100%MT探伤,确保修复后近表面无缺陷和裂纹,通过探伤和靠模,确保堆焊打磨后的齿形达到要求,保证系统运行时齿条与升降电机齿轮啮合符合要求。
2、结束语
通过此项齿条现场修复工作,成功的保证了平台升降船作业的安全,对其他老龄平台升降系统类似问题的处理,提供了宝贵的经验,具有非常高的参考价值。
参考文献:
[1] 中国船级社.海上移动平台入级规范.2012.
[2] 于增瑞.《焊条电弧焊》化学工业出版社.2013版.
[3] 中国船级社.钢制海船入级与建造规范[S].2006.
(作者单位:单中海油田服务股份有限公司钻井事业部)
关键词:升降齿条;施工方案与焊接工艺;修复方案应用。
钻井平台桩腿的升降齿条是平台很关键的部位,在升降船、压载中受到很大的交变力作用,一个齿的损伤或损坏将会影响整个平台的升降作业。一般情况下齿条大面积损伤后都要停止作业进厂修理。渤海4号平台一号桩腿升降齿条有4个齿出现损伤,齿面磨损凹陷,齿廓变形。升降船操作时该部分齿条与升降小齿轮不能正常啮合,加剧其自身磨损和升降小齿轮的磨损,如不能及时修复将会极大损伤该部分齿条,对平台的升降船作业造成重大影响。
现场调研时还发现升降齿条位于露天环境,如果采用热焊接的方式修复齿条,就要考虑到现场的环境因素如何有效控制,而凹陷处(如图2所示)距离主甲板约-10米,距离海平面20米,需要搭设脚手架才能完成此项工作。如何有效的制定具体施工方案是我们面临的一道难题。
在现场修复变形的齿,需在一号桩腿内搭设吊式脚手架,自主甲板平面往下至桩腿137英尺位置处,高约15米,体积约130m3,作业位置区域要有防风、防雨措施(如使用帆布对脚手架外侧进行全方位遮盖,并用钢丝等物品进行固定);根据平台提供的齿条的齿模数,制作跟实物相同齿宽具有至少2个齿的齿模一段,在齿轮堆焊成形后进行靠模修复齿面;参照桩腿齿条材质ASTM A514F( ASTM 514Q)高强结构钢,提交经CCS或ABS验船师认可签字的焊接工艺。焊接前彻底清洁需要修复的齿面的污物,尤其是污油一定要彻底清洁干净, 需要打磨的部位进行打磨;进行焊前处理和预热,现场进行4个齿的齿面堆焊和齿面打磨修整,焊后冷却保温;修复部位和热影响区域100%MT探伤,确保修复后近表面无缺陷和裂纹。
焊接方法:手工电弧焊(SMAW);接头形式:扣槽式坡口;采用单面多道焊接的方式进行齿条修复。由于焊接母材为A514Q,属于结构钢,具有高抗拉,高屈服等特性,所以焊条选择e11018-g-h4,3.2、4.0此焊条的氢含量非常低,很适于全位置焊接耐腐蚀钢。
为了降低焊缝的冷却速度,防止接头生成淬硬组织,产生冷裂纹,焊前的预热温度需要达到150~170℃,道间温度需要稳定在160~210℃之间,焊后立即将堆焊处温度加热到200~210℃之间,保温2小时,再控制温度缓慢冷却,冷却温度不大于50℃/h,当温度降低到150℃时,对堆焊区域加保温棉包裹,自然冷却至环境温度。因焊接位置处于露天场所,选择远红外高温陶瓷电加热器来实现焊前焊后的热处理。
1、现场施工及完工效果评估
施工前彻底清洁焊接区域油污后,进行焊前预热,堆焊过程中,要严格按照焊接工艺参数进行,需要严格控制焊接电流及电压,防止因焊接温度变化产生的热变形或开裂等问题的发生,焊后的热处理更是重中之重,因为地处室外,受海风、湿度等影响,所以整个施工过程难度较大。焊后热处理完成后,需要对齿条进行齿面修型和打磨抛光,使用提前制作的齿模靠模,同時修复部位和热影响区域进行了100%MT探伤,确保修复后近表面无缺陷和裂纹,通过探伤和靠模,确保堆焊打磨后的齿形达到要求,保证系统运行时齿条与升降电机齿轮啮合符合要求。
2、结束语
通过此项齿条现场修复工作,成功的保证了平台升降船作业的安全,对其他老龄平台升降系统类似问题的处理,提供了宝贵的经验,具有非常高的参考价值。
参考文献:
[1] 中国船级社.海上移动平台入级规范.2012.
[2] 于增瑞.《焊条电弧焊》化学工业出版社.2013版.
[3] 中国船级社.钢制海船入级与建造规范[S].2006.
(作者单位:单中海油田服务股份有限公司钻井事业部)