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        高壓干法水下焊接技術的應用
        發布者:1,2,3,4,5 發布時間:2015-8-12 16:56:25

           高壓干法水下焊接如圖 2 所示。隨著海底焊接工程的增多、海底工程深度的加大和對焊接質量要求的提高,高壓干法水下焊接以其焊接質量高、接頭性能好等優點越來越受到重視。由于濕法水下焊接與局部干法水下焊接,一般只用于幾米至幾十米水深非重要結構物修復,實際應用水深通常不超過40m,為了適應海洋工程向深海發展的形勢,許多國家加大了對高壓干法水下焊接技術的研究與應用。目前國外用于水下維修作業的,多采用高壓軌道 TIG 焊系統進行,較為知名的作業系統有PRS 系統和OTTO 系統。PRS 系統由挪威的Statoil 公司組織開發,該系統設計目標是能從事1000m 水深的焊接,在334m 水深成功地進行了管道焊接,焊縫-30℃沖擊功達到300J,焊縫的顯微硬度低于245HV[4]。該系統迄今為止已經成功完成20 多處水下管道維修任務。英國的OOTO 系統主要由焊接艙和軌道TIG 焊機組成,實驗表明,135m 水深的焊縫-l0℃沖擊功達到180J,斷裂強度550MPa[5]。該套系統曾在海底連續工作過4 周,累計完成了18 處焊縫,焊接程序和質量獲得了挪威勞氏船級社的認證。我國于 2002 年10 月將水下干式高壓焊接技術規劃為國家863 計劃重大專項“渤海大油田勘探開發關鍵技術”中的一個重要組成部分。該項目由北京石油化工學院負責。目前,已設計并建立了國內第一個高壓焊接實驗室,設有高壓焊接試驗艙,可以進行不同壓力等級的焊接試驗和研究。隨后開始按年度計劃進行高壓焊接工藝實驗和工藝評定。   高壓干法焊接由美國于1954年首先提出,1966 年開始用于生產,可焊接直徑508mm,813mm 及914mm 的海底管線。目前最大實用水深為300m 。 左右。在7該焊接方法中,氣室底部是開口的,通入氣壓稍大于工作水深壓力的氣體,把氣  室內的水從底部開口處排出,焊接是在干的氣室中進行的。

        一般采用焊條電弧焊或惰性氣體保護電弧焊等方法進行,是當前水下焊接中質量最好的方法之一,基本上可達到陸上焊縫的水平,但也存在如下三個問題:  

        (1) 因為氣室往往受到工程結構形狀、尺寸和位置的限制,局限性較大,適應性較小,目前僅用于海底管線等形狀簡單、規則結構的焊接。  

        (2) 必須配有一套生命維持、濕度調節、監控、照明、安全保障、通信聯絡等系統。輔助工作時間長,水面支持隊伍龐大,施工成本較高。例如,美國TDS 公司的一套可焊接直徑813mm 管線的焊接裝置(MOD-1)價值高達200萬美元。  

        (3)同樣存在“壓力影響”這個問題。在深水下進行焊接(如幾十米到幾百米時,隨著電弧周圍氣體壓力的增加,焊接電弧特性、冶金特性及焊接工藝特性都要受到不同程度的影響。因此,要認真研究氣體壓力對焊接過程的影響,才能獲得  優質焊縫。

         
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