自升式鉆井平臺(tái)高壓管線大口徑全焊接球閥的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程鉆井平臺(tái)建造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自升式鉆井平臺(tái)高壓管線大口徑全焊接球閥的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自升式鉆井平臺(tái)是目前世界上油氣田開采應(yīng)用最為廣泛的裝備之一，具有造價(jià)低、可用于多種情況下的全天候鉆井作業(yè)的特點(diǎn)，自升式鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)制作水平直接決定著海洋油氣田資源的開采能力。鉆井平臺(tái)除了能夠?qū)５资图疤烊粴膺M(jìn)行開采外，還必須能夠?qū)﹂_采出的石油及天然氣進(jìn)行運(yùn)輸。
[0003]管線運(yùn)輸是石油和天然氣的主要運(yùn)輸方式，具有壓力高、口徑大的特點(diǎn)。在運(yùn)輸管線系統(tǒng)中，球閥最適宜直接做開閉使用，具有節(jié)流和控制流量的用途。球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作和維修，適用于氣體和液體形式的一般工作介質(zhì)，能夠適應(yīng)惡劣的工作條件。全焊接管線球閥因其具有開關(guān)迅速、流阻小、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕和密封可靠等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)在石油運(yùn)輸管道實(shí)現(xiàn)集輸、分輸及站內(nèi)循環(huán)、設(shè)備連通、倒罐、越站和清管器收發(fā)等作業(yè)所使用的首選控制部件。
[0004]全焊接球閥結(jié)構(gòu)形式的特殊性，使其制造難度較大，其中，技術(shù)難度主要表現(xiàn)在:中體與左、右體的環(huán)縫焊接收縮變形量，環(huán)縫及頸部的焊接質(zhì)量，零部件加工精度和公差配合。本發(fā)明提供了一種自升式鉆井平臺(tái)高壓管線大口徑全焊接球閥的焊接方法，優(yōu)化了焊接的工藝參數(shù)，減少了焊接工作量，提高全焊接球閥的焊接效率，節(jié)省了焊接成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決【背景技術(shù)】中提到的大口徑全焊接球閥的制造問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自升式鉆井平臺(tái)高壓管線焊接技術(shù)，主要是對(duì)中體與左、右體環(huán)縫的焊接技術(shù)和中體與頭頸座的角焊接技術(shù)的改進(jìn)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)自升式鉆井平臺(tái)高壓管線大口徑全焊接球閥的焊接，是通過(guò)如下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一、中體與左、右體環(huán)縫的焊接
[0007]中體5分別與左體1、右體4的環(huán)縫焊接是通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]第一步:坡口形式的選擇
[0009]采用較窄間隙埋弧焊工藝對(duì)中體5分別與左體1、右體4的環(huán)縫進(jìn)行焊接，由于中體與左體及右體的環(huán)形焊縫6工藝一致，僅以中體5與左體I的焊接為例進(jìn)行說(shuō)明。左體坡口面7設(shè)計(jì)為單邊V形坡口形式，角度為3° ;中體破口面9設(shè)計(jì)為帶鈍邊的U形坡口形式，U形坡口 R半徑為6mm。該坡口 8的縫隙角度為8°，采用該種坡口形式，較單純的帶鈍邊U形坡口和單邊V形坡口相比，既能夠保證間隙具有較小的角度，又避免了中體5及左體I都加工為U形坡口面工作量大且難度高的問(wèn)題，同時(shí)使得焊接的難度降低。
[0010]第二步:焊接
[0011]焊接時(shí)采用每層雙焊道11焊接方法，底部設(shè)有工藝墊10，能夠保證較窄的焊道坡口，采用的焊絲直徑為1.6mm，焊接熱輸入量控制在15?20J/cm，焊劑堿度為2.5，焊接電流為200?220A，電壓為30?32V，焊接速度為250mm/min，層間溫度控制在100?120°C。
[0012]第三步:焊接后處理及檢測(cè)
[0013]焊接完成后立即將焊接部位加熱至100?120°C，用石棉布包扎緩冷，熱處理完成后對(duì)焊縫按規(guī)范要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)方法為超聲檢測(cè)法。
[0014]二、中體與頭頸座的角焊接
[0015]中體與頭頸座的角焊接是通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0016]第一步:坡口形式的選擇
[0017]中體5與頭頸座3為角焊接，考慮到頭頸座角焊縫2焊接時(shí)的熔敷金屬在重力的作用及焊縫根部的焊接質(zhì)量，本方案在原有焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，頭頸座坡口面12不變，將中體坡口由水平改為向上翹起20°，形成中體倒坡口面14的坡口形式，將角焊縫坡口 13角度由45°減小到38°為適應(yīng)這一改進(jìn)，對(duì)導(dǎo)電桿進(jìn)行了設(shè)計(jì)，將導(dǎo)電桿頭部15°的角度。
[0018]第二步:焊接
[0019]焊接時(shí)采用專用焊接設(shè)備座于頭頸座3，并與其內(nèi)徑卡住，焊接導(dǎo)電桿伸入頭頸座的角焊縫坡口 13內(nèi)，并沿著頭頸座圓弧運(yùn)動(dòng)進(jìn)行埋弧焊焊接。采用的焊絲直徑為1.6_，焊接熱輸入量控制在18?25J/cm，焊劑堿度為2.5，焊接電流為150?250A，電壓為25?35V，焊接速度為250?300mm/min，層間溫度控制在100?150°C。焊道排列形式為每層雙焊道。
[0020]第三步:焊接后處理及檢測(cè)
[0021]焊接完成后立即將焊接部位加熱至100?120°C，用石棉布包扎緩冷，熱處理完成后對(duì)焊縫按規(guī)范要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)方法為超聲檢測(cè)法。
[0022]有益效果
[0023]1.本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有全焊接球閥左、右體與中體的焊接技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，采用埋弧焊工藝，焊接坡口窄、焊縫面積小，后層焊道對(duì)前層焊道的重復(fù)加熱，起到了對(duì)前層焊道的回火作用；焊接熱量輸入低，焊接接頭的熱影響區(qū)域小，接頭區(qū)域的力學(xué)性能得到了改善，特別是對(duì)低溫的沖擊韌性改善明顯；熔敷金屬量少，焊接的應(yīng)力水平和焊接收縮變形量均有所降低。焊道排列形式采用每層雙焊道，焊渣易清除，工藝要求低，線能量低，焊縫韌性好。
[0024]2.本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有全焊接球閥頭頸座與中體的焊接技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，采用專用焊接設(shè)備置于頭頸座底部，并將頭頸座內(nèi)徑卡住。采用埋弧焊工藝，焊接導(dǎo)電桿插入頭頸座的焊接坡口內(nèi)，并沿頭頸座圓弧運(yùn)動(dòng)進(jìn)行焊接，工件不動(dòng)，導(dǎo)電桿運(yùn)動(dòng)。設(shè)備的一次性投資較小，設(shè)備占用的生產(chǎn)場(chǎng)地小，裝配簡(jiǎn)單。坡口形式改進(jìn)后，焊絲用量減少了 80%以上，工作量減少了 60%左右。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明所述的自升式鉆井平臺(tái)高壓管線大口徑全焊接球閥的結(jié)構(gòu)示意圖:
[0026]1-左體，2-中體與頭頸座角焊縫，3-頭頸，4-右體，5-中體，6_中體與左體及右體的環(huán)形焊縫；
[0027]圖2是中體與左體環(huán)形焊縫坡口形式示意圖:
[0028]7-左體破口面，8-坡口，9-中體坡口面，10-工藝墊，11-雙焊道；
[0029]圖3是中體與頭頸座角焊縫坡口形式示意圖:
[0030]12-頭頸座坡口面，13-角焊縫坡口，14-中體倒坡口面。
【具體實(shí)施方式】
[0031]結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的中體5與左體I的焊接進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0032]實(shí)施例1:
[0033]1.坡口形式的選擇
[0034]左體坡口面7設(shè)計(jì)為單邊V形坡口形式，角度為3° ;中體破口面9設(shè)計(jì)為帶鈍邊的U形坡口形式，U形坡口 R半徑為6mm。該坡口 8的縫隙角度為8°。
[0035]2.焊接
[0036]焊接時(shí)采用每層雙焊道11焊接方法，底部設(shè)有工藝墊10，采用的焊絲直徑為1.6mm，焊接熱輸入量控制在15J/cm，焊劑堿度為2.5，焊接電流為200A，電壓為30V，焊接速度為250mm/min，層間溫度控制在100°C。
[0037]3.焊接后處理及檢測(cè)
[0038]焊接完成后立即將焊接部位加熱至100°C，用石棉布包扎緩冷，熱處理完成后對(duì)焊縫按規(guī)范要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)方法為超聲檢測(cè)法。
[0039]實(shí)施例2:
[0040]1.坡口形式的選擇
[0041]左體坡口面7設(shè)計(jì)為單邊V形坡口形式，角度為3° ;中體破口面9設(shè)計(jì)為帶鈍邊的U形坡口形式，U形坡口 R半徑為6mm。坡口 8的縫隙角度為8°。
[0042]2.焊接
[0043]焊接時(shí)采用每層雙焊道11焊接方法，底部設(shè)有工藝墊10，采用的焊絲直徑為
1.6mm，焊接熱輸入量控制在18J/cm，