深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法技术

本发明专利技术提供一种深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其包括：第一步，焊接材料选择；第二步，坡口制备；第三步，确定组对精度；第四步，焊接接受标准；第五步，管道运输和保管；第六步，焊缝成型几何尺寸质量控制；第七步，无损检测；该方法可以确保全自动焊接工艺的可行性，改善焊缝性能及焊缝成形几何尺寸，满足深水钢悬链线立管焊接标准规范要求。

【技术实现步骤摘要】
深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法
本专利技术涉及一种深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法。
技术介绍
随着海洋油气工程开发不断向深水发展，立管系统在深水油气开发生产成本所占比重越来越大，传统的立管系统在技术上和经济上已经不适应深水发展的需要。钢悬链线立管(SteelCaternaryRiser，SCR)是近年来研究发展起来的一种新型深水立管系统，它不仅成本低，对浮体运动有较大的适应性，而且适用高温高压工作环境，已有过多次成功应用的范例，取代了柔性立管和顶张力立管而成为深水开发的首选立管形式，代表着深海平台立管的技术发展方向。深水海洋平台的浮体运动对钢悬链线立管的影响不容忽视，其产生交变荷载必然导致钢悬链线立管的疲劳问题，尤其是环焊缝部位更是疲劳寿命的最薄弱环节；当然，除了较大的漂移运动之外,浮体运动的动力响应特征、深水高流速海区涡激振动也是影响钢悬链线立管及其环焊缝疲劳寿命的主要因素。因此，研究深水海洋平台钢悬链线立管焊接接头的焊接工艺开发，利用基于深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，确保全自动焊接工艺的可行性，改善焊缝性能及焊缝成形几何尺寸，从而满足深水钢悬链线立管焊接标准规范要求，以评定焊接工艺的有效性及可靠性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，保障全自动焊接工艺的可行性，改善焊缝性能及焊缝成型几何尺寸的质量，本专利技术的目的是由以下技术方案实现的。本专利技术深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，焊接材料选择；第二步，坡口制备；第三步，确定组对精度；第四步，焊接接受标准；第五步，管道运输和保管；第六步，焊缝成型几何尺寸质量控制；第七步，无损检测。前述的深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其中，所述第一步的焊接材料选择，该焊接材料选择屈服强度大于管道母材许用屈服强度的70至170MPa，确保焊缝性能满足深水钢悬链线立管焊接标准规范要求；所述第二步的坡口制备，包括确定坡口采用窄间隙J型坡口；该J型坡口设在管道端部对应的焊接处，坡口角度为2至5度，钝边厚度为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3±0.5mm，距离管道内壁5±0.5mm处的开口宽度为3±0.5mm；所述第三步的确定组对精度是在管道坡口制备后，将两个管道坡口组对后焊接，控制两个坡口之间的间隙为0至0.25mm，内径错变量控制在0至0.5mm，以保证焊接工艺质量；所述第四步的焊接接受标准是焊缝根部内表面必须圆滑过渡到管道母材内表面；必须避免焊缝根部的焊穿、避免电弧击伤母材和坡口的金属，避免焊缝根部与管道内表面的咬边；焊缝与管道外表面的咬边深度小于0.5mm、咬边的连续长度小于25.4mm；所述第五步的管道运输和保管，是在管道出厂后的运输过程中，控制管道最大弯曲变形为0.1％；所述第六步的焊缝成型几何尺寸质量控制包括，要求焊缝表面高于母材表面，管道内径焊缝表面余高小于2mm，管道外径焊缝表面余高小于3mm，且焊缝与母材平滑过渡，管道内径焊缝表面余高小于2mm，管道外径焊缝表面余高小于3mm，管道内径和外径焊缝表面缺陷和沟槽的深度小于1mm；所述第七步的无损检测包括进行磁粉和超声波直探头检测，检测区域的宽度在焊缝两边50±5mm，长度为焊缝长度50±5mm，所检测的管道厚度要求大于规定厚度的95％。前述的深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其中，所述第六步的焊缝成型几何尺寸质量控制的焊缝表面打磨处理要求使用60至80颗粒度抛光片；打磨处理后要求焊缝余高小于1mm，需要打磨抛光至白色金属光泽；打磨方向平行于焊缝纵向且夹角小于30度时的表面粗糙度小于7μmRMS；打磨无序无方向时表面粗糙度小于4μmRMS；打磨后的焊趾曲率半径小于80mm，深度小于1mm；打磨区域与母材要求圆滑过渡，其斜度小于1:4；以改善焊缝疲劳性能，确保焊缝完美成型。本专利技术深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法的有益效果，该方法可确保全自动焊接工艺的可行性，改善焊缝性能及焊缝成型几何尺寸的质量。该方法可满足深水钢悬链立管焊接标准规范要求，其中：组对精度和内径错边控制可以确保全自动焊接工艺的可行性；管道运输和保管期间的管道最大弯曲变形控制可以保证管道母材的各项性能和规格尺寸不受影响；焊缝成型几何尺寸控制可以确保焊缝完美成型；焊缝打磨处理可以改善焊缝疲劳性能；该焊口结构设计合理，有利于焊接根部熔合和表面成型，提高焊接质量和效率，该焊口结构可节省焊接材料，适用于深水钢悬链立管横焊位置的环缝全自动焊接工艺。具体实施方式本专利技术深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其包括以下步骤：第一步，焊接材料选择；第二步，坡口制备；第三步，确定组对精度；第四步，焊接接受标准；第五步，管道运输和保管；第六步，焊缝成型几何尺寸质量控制；第七步，无损检测。本专利技术深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其中，所述第一步的焊接材料选择，该焊接材料选择屈服强度大于管道母材许用屈服强度的70至170MPa，确保焊缝性能满足深水钢悬链线立管焊接标准规范要求；所述第二步的坡口制备，包括确定坡口采用窄间隙J型坡口；该J型坡口设在管道端部对应的焊接处，坡口角度为2至5度，钝边厚度为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3±0.5mm，距离管道内壁5±0.5mm处的开口宽度为3±0.5mm；所述第三步的确定组对精度是在管道坡口制备后，将两个管道坡口组对后焊接，控制两个坡口之间的间隙为0至0.25mm，内径错变量控制在0至0.5mm，以保证焊接工艺质量；所述第四步的焊接接受标准是焊缝根部内表面必须圆滑过渡到管道母材内表面；必须避免焊缝根部的焊穿、避免电弧击伤母材和坡口的金属，避免焊缝根部与管道内表面的咬边；焊缝与管道外表面的咬边深度小于0.5mm、咬边的连续长度小于25.4mm；所述第五步的管道运输和保管，是在管道出厂后的运输过程中，控制管道最大弯曲变形为0.1％；所述第六步的焊缝成型几何尺寸质量控制包括，要求焊缝表面高于母材表面，管道内径焊缝表面余高小于2mm，管道外径焊缝表面余高小于3mm，且焊缝与母材平滑过渡，管道内径焊缝表面余高小于2mm，管道外径焊缝表面余高小于3mm，管道内径和外径焊缝表面缺陷和沟槽的深度小于1mm；所述第七步的无损检测包括进行磁粉和超声波直探头检测，检测区域的宽度在焊缝两边50±5mm，长度为焊缝长度50±5mm，所检测的管道厚度要求大于规定厚度的95％。所述第六步的焊缝成型几何尺寸质量控制的焊缝表面打磨处理要求使用60至80颗粒度抛光片；打磨处理后要求焊缝余高小于1mm，需要打磨抛光至白色金属光泽；打磨方向平行于焊缝纵向且夹角小于30度时的表面粗糙度小于7μmRMS；打磨无序无方向时表面粗糙度小于4μmRMS；打磨后的焊趾曲率半径小于80mm，深度小于1mm；打磨区域与母材要求圆滑过渡，其斜度小于1:4；以改善焊缝疲劳性能，确保焊缝完美成型。实施例：本专利技术深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法的试验步骤：第一步焊接材料选定；焊接材料选择屈服强度大于管道母材许用屈服强度的70至170MPa；第二步，坡口制备；采用窄间隙J型坡口；该J型坡口设在管道端部对应的焊接处，坡口角度为2至5度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，焊接材料选择；第二步，坡口制备；第三步，确定组对精度；第四步，焊接接受标准；第五步，管道运输和保管；第六步，焊缝成型几何尺寸质量控制；第七步，无损检测。

【技术特征摘要】
1.一种深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，焊接材料选择；第二步，坡口制备；第三步，确定组对精度；第四步，焊接接受标准；第五步，管道运输和保管；第六步，焊缝成型几何尺寸质量控制；第七步，无损检测。2.根据权利要求1所述的深水钢悬链线立管的焊接质量控制方法，其特征在于，所述第一步的焊接材料选择，该焊接材料选择屈服强度大于管道母材许用屈服强度的70至170MPa，确保焊缝性能满足深水钢悬链线立管焊接标准规范要求；所述第二步的坡口制备，包括确定坡口采用窄间隙J型坡口；该J型坡口设在管道端部对应的焊接处，坡口角度为2至5度，钝边厚度为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3±0.5mm，距离管道内壁5±0.5mm处的开口宽度为3±0.5mm；所述第三步的确定组对精度是在管道坡口制备后，将两个管道坡口组对后焊接，控制两个坡口之间的间隙为0至0.25mm，内径错变量控制在0至0.5mm，以保证焊接工艺质量；所述第四步的焊接接受标准是焊缝根部内表面必须圆滑过渡到管道母材内表面；必须避免焊缝根部的焊穿、避免电弧击伤母材和坡口的金属，避免焊缝根部与管道内表面的咬边；焊缝与管道外表面的咬边深...

【专利技术属性】
技术研发人员：许可望，刘永贞，孙有辉，栾陈杰，刘斌，杨炳发，曹军，许威，王金生，赵翠华，
申请(专利权)人：海洋石油工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12