海洋平台钢结构的焊接与检验

    摘要：焊接工序是钢结构制造、安装生产中的一道关键工序，焊接作为钢结构的主要连接
方式之一，直接影响钢结构的施工质量，本文作者根据多年工作经验，介绍海洋平台结构
修理时的焊接要求和焊接方法。

 

　　关键词：钢结构

;海洋平台;焊接 

　　

1 海洋平台结构大型化趋势显著，结构复杂，焊接工作量大，节点焊接本来就很困难 ，

加之应力集中程度高，其结构处于更危险的状态，且随着结构大型化，导致构件厚度增加
其破坏的危险性也就愈来愈大，因此在海洋平台建造及修理时，对结构焊接的要求也越来
越高。下面根据笔者多年海洋平台结构修理的成功经验，总结其结构修理时的焊接要求和焊
接方法如下，以供同行参考使用。

 

　　

2 对焊缝金属和焊接接头的性能要求 

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1）韧性 标准材料韧性的指标主要是夏比 V 型缺口冲击韧性值。 

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2）硬度 限制热影响区最高硬度，不仅是为了防止焊接冷裂纹的发生，也是为了防

止氢致应力腐蚀开裂。降低焊缝热影响区硬度的主要措施是选择较高的焊接热输入量，采用
回火焊道和选用碳当量较低的材料。是影响焊接接头疲劳寿命的重要因素。特殊构件的角焊
缝对其形状和缺陷必须修整，并与母材表面光滑过渡。

 

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3）腐蚀 为了避免焊缝金属的腐蚀，在焊接材料的选取上，应使焊缝金属的电极电

位正于母材金属和过热区。焊后热处理对减轻腐蚀也有好处，采用碳当量较低的钢材。

 

　　

3 海洋平台结构焊接材料的选择 

　　根据平台构件的用钢等级和平台设计要求，选用与之相匹配的焊条或焊丝和焊剂。焊后
焊缝金属和焊接接头的性能与母材的性能基本一样，能阻止焊缝和热影响区焊接裂纹的发
生和扩展，不致发生脆断和疲劳。选择焊接材料，要考虑发生裂纹的可能性，约束度高、应
力集中高的部件，选用塑性韧性好的低氢碱性焊条和韧性高的焊丝和碱性焊剂，

Z 向钢的

焊接选用低氢型和超低氢型焊接材料。焊接材料还要根据平台构件类别不同，分别选用不同
级别的材料。次要构件选用普通结构钢焊条，如

J422、J423 等；主要构件选用相应级别的低

氢型碱性焊条，如

J427、J507 等；对于特殊构件，一定要用相应等级的低氢型或超低氢型

碱性焊接材料，以防止冷裂纹和提高焊缝金属和焊接头的韧性。

 

　　

4 海洋平台结构焊接前的准备工作 

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1）坡口形式 常用的坡口形式有 X 型和 V 型两种。厚度小于 20mm 时多采用 V 型坡

口，大于

20mm 时，多采用 X 型坡口，但在管直径较小的情况下，为了便于焊接，虽然板

材较厚，也需要选用

V 型坡口。这样可避开焊工在管内的焊接操作。 

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2）接头的组对及定位焊 开好坡口后的钢板经压头工序，再经卷制后成为筒体，当

接头部位各尺寸符合对口要求时，就可以进行定位焊（指纵缝）。接头组对是在滚扳机上进
行的，按工艺要求，接头两侧母材的错边量不能超过

2mm，如果是双面焊，对口空隙可控

制在

0～2mm 之间。如果是单面焊，根部间隙应严格按照打底焊的工艺要求进行。定位焊缝

长度为

60～70mm，各焊点（段）之间相距 400mm 左右，坡口两端不焊。如果定位焊缝出

现裂纹，可以在定位焊前用火焰将定位焊部位加热到

150

℃左右再焊接。 

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3）焊前预热 是否需要预热，要根据工件厚度和环境温度确定，或根据工艺规程中

的规定进行。当环境温度在零度以上，板厚小于

20mm 时。一般情况不预热。如果板材较厚或

气温较低，焊前应对接头及两侧预热

150

℃ 以上，焊接时保持层间温度不低于 180% ，焊

后保温缓冷。预热的方法可采用火焰加热法。

 

　　

5 常用的焊接方法 

　　钢结构常用的焊接方法有：埋弧自动焊、手工电弧焊和

CO：气体保护焊。对于要求有