修船承接海工船分段结构管焊接的质量控制.pdf

第27卷第6期
中国修船
Vol 27 No 6
2014年12月
CHINA SHIPREPAIR
Dec,2014
修船承接海工船分段结构管焊接的质量控制
武刚娃,丁海杰,王彦诚
(上海船厂船舶有限公司,上海200156)
摘要:文章主要阐述了大长径比低碳高强度结构钢管件的焊接质量控制,在施工过程中采用
了先进仪器及传统测量技术相结合的测量方法,且每一道工序配合相应的图片,对以后相同类型
的管件焊接具有直观的现实参考价值,形成了完备的生产施工工艺及质量管控流程。
关键词:精度测量;层间温度;焊接接头;冷裂纹
中图分类号:U672
doi:10.13352/j.issn.1001-8328.2014.06.003
Abstract This article expounds mainly the welding quality control for the large diameter ratio pipe (low car-
bon high strength steel ) The measurement which combined advanced nstrument with traditional measuring tech-
noo
y will be adopted in working process and each working procedure, with relevant pictures showed. The specia
welding technology is of direct reference value for pipe welding on the same type of pipe line in the future which can
establish complete working procedure and quality control process
Key words: precision measurement; interlayer temperature; welding joint; cold crack
自2008年金融危机以来,修船行业经营业务1结构管的基本情况及数据介绍
量呈行业性明显下滑。各船厂都在想方设法的承接
非修船项目来满足生产需要。我公司修船事业部于
该结构管采用高强度低碳结构钢AH32,其化
2013年开始承接“钴井船”分段建造项目,该船学成分见表1。成型后的外形尺寸为:650mm(外
是我公司与船东(OPUS)联合开发适合特殊水域径)x25mm(厚)x7500mm(长),1根,由
工作的钻井船,且具有完全自主知识产权,入ABS两半圆型加工件拼装焊接而成,直线度公差±3
船级社。该项目的承接对于修船来说无论从管理到mm,圆度公差±6m,加工件含30mm切割余
具体施工工艺都提出了严峻的考验,尤其对于结构量。测量半圆加工件是否合格,对不合格加工件进
管的焊接,是我们平时施工过程中所没有涉及的。行校正,切割余量,装配,施焊,保证层间质量,
分段的完整性:从来料加工,到装配提交,再到最保证最终的探伤合格及变形控制,以上种种是摆在
终的焊接后完整提交,我们都可以参照相关规范要我们面前的现实问题,本文将逐一介绍。
求进行施工与监控。但对于结构管,我们没有现成
该结构管所在分段厂内编号3951/2,分段处
的工艺规范可査,对此我们采取了具有突破性的生于艏楼甲板,上部为上层建筑及飞机平台,承受的
产施工工艺及严格的质量监控体系,达到了预期效交变载荷较集中。因此对结构管的整体焊接质量及
果,取得了校验一次通过、探伤一次合格。
外形公差提出了比较高的要求。
表1管材的化学成分
等级
化学成分(熔炼成分)
Mn
AHB2≤0.180.70~1.600.10-0.50s0.00
≤0.040
≥0.015
作者简介:武刚娃(1983-),男,映西成阳人,工程师,大学本科,主要从事船舶维修工程管理工作。
万方数据
2014年第6期
武刚娃,等:修船承接海工船分段结构管焊接的质量控制
第27卷
2对半圆成型件进行精度测量
4切割半圆加工件余量
依据成型后管子外径650mm放3mm余量制
根据设计要求:装配间隙为6mm,单边开20°
作专用工装胎架,利用1m白铁皮制作直径600实根坡口,采用陶瓷村垫,全焊透,焊接结東后做
mm幕模,采取经纬仪望基准及切割线,每相隔100%MT+UT探仿。结合加工件为半圆开口,壁厚
1000m用钢皮尺逐点测量半圆成型件的加工误25mm,长度7500mm,材料本身受热变形(线膨
差。相关测量数据如表2所示。
胀值为其线长度的0.0005倍)。切割采用氧乙炔
3对不合格半圆加工件进行校正
富氧燃烧切割温度大约在1200℃左右,在切割过
程中材料本身存在包晶相变发生,但其发生在某个
AH32低碳高强度钢属于亚共析钢,其组织结温度水平以上(1450℃),而在温度超过727℃时
构为铁素体珠光体,在低温退火的条件下,使得母材将发生富氧燃烧,因此其变形不大。鉴于以上
钢材软化,消除内应力,组织中的马氏体或贝氏体分析我们采用胎架固定,两端同时切割,并预先划
在加热的过程中分解,析出粒状碳化物后转变为铁。好坡口切割线实施切割,使得热变形控制在最小。
素体。为此,加热温度不允许超过727℃,否则形
成奥氏体后,在冷却状态下将重新形成马氏体或贝
装配
氏体。马氏体或贝氏体严重影响母材的塑性及机械
在半圆加工件余量切割结束并打磨光顺并自然
强度。由于半圆加工件为钢板油压冷加工而成,本冷却,以1'"件为安装基准,进行装配,为了保证装
身存在一定的内应力,结合原始测量数据变形严重配间隙6m的要求,取6m扁铁作为靠装样板,
的特点,采用火工矫正的方法对成型件进行数据圆对接缝处采用相间300m左右焊接马板进行绑扎,
整,火工温度为650℃,立即采用水冷冷却。矫正在顼装结東后采用白铁皮靠模进行装配复检,并用
后测量数据如表3所示。
标准样棒检验对接缝在圆周切线方向上是否在一条
如果半圆加工件变形得不到处理则在装配时会线上。在一切准备工作结束后提交船检、船东并
存在较大的装配误差及成品后的焊接误差,且已知次性装配通过。
抗扭截面系数Wn=TF/16(1-0.46),最大剪切
6施焊
カm=M,/昭。,M为结构管实际承受的外力转矩
则由于变形过大致使成型后外形直径过大从而导致
根据设计要求:采用陶瓷衬垫,全焊透的要
结构所承受的剪切应力也相应增大,易造成船舶完求,我们采用药性焊丝半自动CO2气体保护焊,焊
工后在使用过程由于交变载荷的作用增加了结构管接参数如表4。
焊缝产生裂纹的概率。因此对半圆加工件的变形处
由于施工过程正值冬季环境温度低于5℃,且
理是必须且必要的,考虑到焊接热变形的影响,根壁厚大于20m,为了减少焊接应力及防治冷裂纹
据经验值使焊前变形控制在0~-3mm以内。
的产生,在焊前对于焊缝两侧50mm区域进行预热
表2半圆零件加工件的测量数据
测量数据
测量基点
基点
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
基点
0

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