专利名称：桩腿中主舷管的建造焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接工艺方法，更具体地说，涉及一种大型桩腿结构中局 部构件的焊接工艺方法。
背景技术：
大型自升式平台主要用于近海石油/天然气资源的勘探和开采，一^l殳长约70 米、宽76米，深约9.5米，结构重量1.7万吨，平均作业7^果122米。平台主 体全部靠桩腿支撑，其可靠与否关系到整个平台的安全。桩腿形状为三角桁架 式，在桩腿结构的三个角处设有带齿条的主舷管、其间通过撑管连接，如图5 所示，包括两个相对的半圆管(或称半圆板)2和带有齿条的部分1，由3根齿 条通过结构管(管桁架)相连接组成三角街架，并由多段焊接而成。其中，齿 条全长可达167米左右，由于齿条厚度大、强度和沖击韧性要求高，焊接难度 极大，容易出现焊缝缺欠；并且由于难于焊接因而焊接工作效率较低。发明内容本发明就是解决桩腿结构接长施工中，齿条板之间、半圆板之间、齿条板 与半圆板之间的连接技术问题，设计了 一套合理的桩腿建造的焊接工艺方法， 从而保证了大型自升式平台中桩腿主舷管的建造效率，在避免焊缝缺欠的同时 保证了主舷管在使用中的安全性能。为了解决上述问题，本发明提供一种桩腿中主舷管的建造焊接方法，主舷 管包括由半圓板和齿条板构成的多个连接段。其中，每个连接段包括中间设置 的齿条板和位于齿条板两侧对称设置的半圆板。其焊接方法包括如下步骤S1 、将两侧半圆板与齿条板以单边U形坡口的接头形式焊接为 一体，并且半 圆板位于齿条板的中部并较齿条板短；52、 两个连接段的齿条板在端部以非对称X坡口的接头形式焊接；53、 将填补用半圓板以单边V形坡口的接头形式焊接填补于两个连接段的 半圆板之间。在上述本发明主舷管的建造焊接方法中，Sl步骤，在半圓板与齿条板的焊 接处，半圆板的根部设置有钝边。S3步骤，填补用半圓板与半圓板的焊接处， 二者的内表面设置有永久性专用同质垫板。上述焊接方法釆用药皮焊条电弧焊， 焊接材料采用AWS A5. 5 E11018-G型焊条。焊接后，齿条板之间、半圆板之间、 齿条板与半圓板之间的焊接接头，屈服强度大于690兆帕，抗拉强度大于830 兆帕，-37。C下冲击韧性大于69焦耳。通过上述技术方案，本发明具有优点如下提高了焊接施工的可达性，减 少了焊缝缺欠；合理的焊接坡口形式，减少了焊接工作量，提高工作效率；通 过严格控制热影响区的宽度，使其不会过大，并通过机械方法去除切割等形成 的受热影响区域，可以有效降低热影响区的负面作用。本发明选用合理的焊接 规范、适宜的焊接热输入方式、合理的焊道布置方式，以及合适的预热温度并 严格控制层间温度使其保持在预热温度与230。C之间，从而改善了焊接接头的力 学性能，经焊接工艺评定试验，焊接接头的力学性能各项指标均可满足船级社 规范的规定。因此依本发明制定的焊接工艺规程，完全能够满足桩腿建造施工 需要。
图l是两段桩腿主舷管对接状态下的立体结构示意图； 图2是图1中两段主舷管中半圆板的对接状态结构示意图； 图3是桩腿主舷管的截面示意图，显示出半圓板与齿条板之间的焊接坡口； 图4是两段齿条板之间对接的截面示意图，显示出两段齿条的对接坡口； 图5是两段半圓板之间对接的截面示意图，显示出图2中B处半圆板对接 的;皮口结构；图6是图3中A处的放大图；图7是图6中半圓板端部的结构示意图，显示出钝边的结构； 图8是两段齿条板焊接接头的结构示意图； 图9是桩腿主舷管的截面示意图。
具体实施方式
本发明涉及的桩腿结构，主要用于400英尺水深的自升式钻井平台中。其 主舷管的结构如图9所示，包括半圆板2和齿条板1。参照图1所示，主舷管由 多个连接段连接而成，其中每个连接段包括中间设置的齿条板1和位于齿条板1两侧对称设置的半圆板2。参照图2-8，说明本发明的焊接方法，包括如下步骤a、 将两侧半圓板2与齿条板1以单边U形坡口的接头形式焊接为一体，并 且半圆板2位于齿条板1的中部并较齿条板1短；其中，在半圓板2与齿条板1 的焊接处，半圓板2的根部设置有钝边11 (如图7所示)。b、 两个连接段的齿条板1在端部以非对称X坡口的接头形式焊接；c、 将填补用半圆板2，以单边V形坡口的接头形式焊接填补于两个连接段 的半圓板2之间；其中，参见图2和图5,半圆板2，与半圆板2之间的焊接处， 在二者的内表面设置永久性专用同质垫板15;其设置方法为，在焊接填补用半 圆板2，之前，将垫板15设置并焊接固定在指定位置，此后焊接半圆板2，。 图5表示沿图2中半圆板纵向(长度方向)剖切后两处半圓板2与2，之间的对 接关系。具体实施上述步骤，参见图3所示，半圆板2与齿条板1，以单边U形坡口形式，参见图7中指引线指示出来的部分，其角度优选如图3中28° ， 半圆板2与齿条板1距离6亳米。由于半圆板2根部设置有钝边11，其内侧角 度如图3所示优选36。。参见图4，齿条板之间的对接为非对称X坡口，角度优 选图4中的5。和30° ;图8显示了另一种对接X破口，角度为15°和30° ， 并显示出宽度T、 1/2宽度T的对应关系。图5中显示出对接半圆板之间的距离 6毫米，以及单边V形坡口，其角度优选30。。上述焊接方法采用药皮焊条电弧焊；焊接材料采用AWS A5. 5 E11018-G型 焊条。同时，为了提高焊接接头的力学性能，满足齿条板之间、半圆板之间、 齿条板与半圆板之间的焊接接头，使得屈服强度不小于690Mpa、抗拉强度不小 于830Mpa、 -37。C下冲击韧性不小许69J的要求，工艺方法规定必需在焊接过 程中，严格控制热影响区的宽度，保证热影响区不宜过大，切割等形成的受热 影响部分采用机械方法去除；在合理选用焊接规范、合适的焊接热输入、合理 布置焊道、采用合适的预热温度以及其他措施扶助下，严格控制层间温度使其 保持在预热温度与23(TC之间。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1、一种桩腿中主舷管的建造焊接方法，主舷管包括由半圆板(2)和齿条板(1)构成的多个连接段，其中每个所述连接段包括中间设置的所述齿条板(1)和位于所述齿条板(1)两侧对称设置的所述半圆板(2)；其特征在于，焊接方法包括如下步骤(S1)将两侧所述半圆板(2)与所述齿条板(1)以单边U形坡口的接头形式焊接为一体，并且所述半圆板(2)位于所述齿条板(1)的中部并较所述齿条板(1)短；(S2)两个连接段的齿条板(1)在端部以非对称X坡口的接头形式焊接；(S3)将填补用半圆板(2’)以单边V形坡口的接头形式焊接填补于两个连接段的半圆板(2)之间。
2、 根据权利要求1所述桩腿中主舷管的建造焊接方法，其特征在于，在(Sl ) 步骤中，所述半圓板(2 )与所述齿条板(1 )的焊接处，所述半圓板(2 )的根 部设置有钝边(11)。
3、 根据权利要求1或2所述桩腿中主舷管的建造焊接方法，其特征在于， 在(S3)步骤中，半圆板(2，)与半圓板(2)之间的焊接，在二者的内表面 设置永久性专用同质垫板(15)。 4、根据权利要求3所述桩腿中主舷管的建造 焊接方法，其特征在于，所述接方法采用药皮焊条电弧焊;焊接材料采用AWS A5. 5 E11018-G型焊条。
4、 根据权利要求3所述桩腿中主舷管的建造焊接方法，其特征在于，所述 齿条板之间、半圓板之间、齿条板与半圆板之间的焊接接头，屈服强度大于/等 于690兆帕，抗拉强度大于/等于830兆帕，-37。C下冲击韧性大于/等于69焦耳。
全文摘要
本发明公开了一种桩腿中主舷管的建造焊接方法，主舷管包括由半圆板和齿条板构成的多个连接段。焊接方法包括如下步骤a.将两侧半圆板与齿条板以单边U形坡口的接头形式焊接为一体，并且半圆板位于齿条板的中部并较齿条板短；b.两个连接段的齿条板在端部以非对称X坡口的接头形式焊接；c.将填补用半圆板以单边V形坡口的接头形式焊接填补于两个连接段的半圆板之间。本发明提高了焊接施工的可达性，减少了焊缝缺欠；减少了焊接工作量，提高工作效率，并改善了焊接接头的力学性能。经焊接工艺评定试验，焊接接头的力学性能各项指标均可满足船级社规范的规定。
文档编号E02B17/00GK101225653SQ20071015768
公开日2008年7月23日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者于立新, 于训达, 朱洪宇, 杨岳山, 王淑梅, 陈绍全 申请人:大连船舶重工集团有限公司