自升式鉆井平臺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建造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自升式鉆井平臺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題，本發(fā)明提供了一種自升式鉆井平臺高壓管線焊接技術(shù)，主要是對中體與左、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)自升式鉆井平臺高壓管線大口徑全焊接球閥的焊接，是通過如下方案來實(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)縫焊接是通過如下步驟來實(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題，同時使得焊接的難度降低。
[0010]第二步:焊接
[0011]焊接時采用每層雙焊道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
[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，熱處理完成后對焊縫按規(guī)范要求進(jìn)行無損檢測，檢測方法為超聲檢測法。
[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如下步驟來實(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
[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，熱處理完成后對焊縫按規(guī)范要求進(jìn)行無損檢測，檢測方法為超聲檢測法。
[0022]有益效果
[0023]1.本發(fā)明對現(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，后層焊道對前層焊道的重復(fù)加熱，起到了對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)動進(jìn)行焊接，工件不動，導(dǎo)電桿運(yùn)動。設(shè)備的一次性投資較小，設(shè)備占用的生產(chǎn)場地小，裝配簡單。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。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明所述的自升式鉆井平臺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)合說明書附圖對本發(fā)明的中體5與左體I的焊接進(jìn)行詳細(xì)說明:
[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
[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，熱處理完成后對焊縫按規(guī)范要求進(jìn)行無損檢測，檢測方法為超聲檢測法。
[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，