摘要：超大型海洋钢结构需要在海上这种特殊场所进行作业，受所处恶劣环境的影响，焊接质量要求比一般的工程要高。本文简单介绍了海工产品的钢结构、材料及焊接特性。分析了焊接质量控制的主要要素。探讨了超大型海洋钢结构的焊接质量检验及其方法。旨在为超大型海洋钢结构的焊接质量控制实施提供一些参考。
关键词：超大型;海洋钢结构;焊接质量检验;质量控制
引言
近年来，随着中国海洋工规划与建设的发展，促进了海洋工程装备市场的发展，同时也带动了海洋用钢产量的攀升和相应的钢焊接技术的发展。相对于普通的工程钢焊接而言，涵养工程钢焊接面临着海潮、寒流、流水、风暴等恶劣的施工环境，不仅施工难度高，而且对钢材的性能要求也是极高。海洋用钢需要高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、高耐海水腐蚀、良好的焊接性能等。特别是超大型海洋钢结构的焊接，需要求屈服强度高于460MPa。这类钢材的焊接及其质量检验控制的有效性对海洋工程整体的寿命影响至关重要。研究超大型海洋钢结构的焊接质量检验与控制对促进海洋工程钢焊接高质高效实施有着重要的意义。
1海工用钢产品简介
1.1海工产品的钢结构
海工产品的钢结构一般采用H型钢。H型钢具有重量轻、承载能力大、造价低、易加工、易铆接的特点。它的翼缘侧的各个面都是平行或垂直的，且内侧带有斜度，抑郁安装与焊接。
1.2材料
海工产品多采用低合金钢。低合金钢是在非合金钢的基础上加入一种或多种的合金元素采用非合金钢的生产方法加工而成的钢材。低合金钢的综合性能要普遍高于普通钢材。
1.3焊接特性
海工产品钢材的焊接需要在复杂恶劣的环境下进行，不仅需要钢材具有超高的强度，还需要焊接耐更低温度。焊接木材、焊接接头的处理必须满足CTOD试验的要求。材料的Z向性能应满足应变的时效性要求。特殊区域或临界区域焊接的材料，还需要满足疲劳节点焊接及打磨的要求。
2超大型海洋钢结构焊接质量控制要素
超大型海洋钢结构焊接质量要求要远高于普通工程钢结构焊接的要求。受复杂恶劣的施工环境的影响，焊接施工期间需要控制的要求多且繁杂。主要的质量控制要素参考如下：(1)焊接工艺规程的执行。超大型海洋钢结构焊接工艺参数必须经过焊接工艺评定实验，施工过程中必须严格遵守焊接工艺参数，以预防焊接缺陷的发生。若未按焊接工艺参数施焊，可能会对焊缝、热影响区域、力学性能等造成不良影响。(2)焊工资格的有效性。参与超大型海洋钢结构焊接的焊工必须寄给你过相应的培训，并持有在有效期内的考试合格证书。必须对焊工资格严格审查，以确保焊接施工工艺的尽可能的标准化。(3)焊接材料管理。超大型海洋钢结构焊接材料必须严格按照《焊接材料控制程序》执行存储、烘焙、发放、使用、回收处理等管理，以确保材料的质量达标。(4)焊接相关的设备。所有的焊接施工设备显示的电流、电压要与实际电流、电压的偏差控制在规定的误差违反内，并在检定合格证有效期以内使用。(5)施焊环境要求。355级别的超大型海洋钢结构材料焊接施工环境温度低于5℃时，焊件预热应超过50℃。施工环境的相对湿度应控制在90%以内。当风速大于8m/s时，气体保护焊的风速应小于2m/s。雨雪天露天环境禁止焊接施工。(6)焊接前的准备。焊接前的因素包括焊接编撰、规范、施工图纸的检验，工艺进度的检验及其他需要焊接施工前需要准备的相关资料、程序、工具的检验。要保证焊接材料、焊接工艺、焊接程序、焊接资质等符合规定的标准，为焊接施工做好准备。(7)焊接过程中的控制要素。焊接过程中需要做好接头清理处理、预热、焊接变数检验、焊道检查、层间清理等一些列可能影响焊接质量的因素的控制。
3超大型海洋钢结构焊接质量检验技术
3.1 TOFD检验技术
TOFD检验技术又称超声波衍射时差法，裂纹端点衍射法。TOFD检验技术是一种利用超声波检验工件内部结构质量缺陷的方法。该技术具有检测速度快、效率高、精准度高的优势。主要用于检测焊接件表面裂纹、根部未焊透、未熔合、纵向裂纹、横向裂纹、气孔、根部内凹、夹渣等缺陷。检验技术标准可参考英国标《用于缺陷探测、定位和定量的超声波衍射时差法的校准和设置指南》或《焊接-超声波衍射时差法在焊接检验中的使用》中的相关规定。
3.2 PAUT检验技术
PAUT检验技术是一种通过调整雷达电磁波辐射方向形成的多辐射单元组成的阵列检验钢结构内部质量缺陷的方式。它主要针对于环焊缝和纵焊缝的检测方式。通过A扫描、TOFD灰度图像B扫描和相控阵S扫描成像等方式实现。PAUT检验技术既可以单独使用，也可以与TOFD检验技术联合使用。
3.3三维坐标网尺寸控制技术
三维坐标网尺控制是借助大型钢结构各节点的关联性，利用三维坐标控制网来检测钢结构力学性能偏差的技术。主要用于分析焊接阶段的质量偏差。借助CAD软件建立立体模型，采用统一的坐标来实测焊接相差长的坐标数据，再与理论的坐标进行比较，求可以获得较为全面的焊接节点的与理论的偏差，了解质量缺陷问题坐在，为焊接质量控制提供依据。
4超大型海洋钢结构焊接质量控制技术
4.1加强技术及工人资格审查
在焊接施工开工前，质量控制人员必须相对焊接工人资质及焊接工艺进行检查。所有焊工必须持在有效期以内的资格证上岗。检查焊接工艺是否符合规定要求。特殊焊接部位或施工区域需要对地宫工艺做补充要求。焊接木材温度<0℃时，最低应预热到21℃。施工环境温度<-20℃时，应停止焊接施工。
4.2制定现场焊接指导书及有效的焊接方案
施工前参考施工工艺标准制定施工现场焊接指导书。对特殊部位或重点点施工部位，应制定行之有效的焊接施工方案，规定明确的施工方法和施工工艺流程，确保超大型海洋钢结果焊接质量尽肯能的达标标准化程度，来预防质量缺陷问题的发现。
4.3实施焊接追溯记录制，加强焊接审查
为确保焊接施工质量得到哟小的控制，建议制定焊接追溯记录。如《焊材复验记录》、《焊材烘焙记录》、《焊缝外观检验记录》、《焊缝无损检测记录》等，以便为焊接质量缺陷的分析和焊接工艺的改进提供依据。焊接结束后，需要加强焊接质量的层层审查，采用多种手段检查和评价焊接和质量。对分析存在缺陷的，应确定整改措施来消除质量缺陷。
5结语
随着海上石油勘探与开发，大型海洋工程的建设与发展将获得蓬勃的发展。而海洋工程的建设与开发必须拥有成熟的、高水平的超大型海洋钢结构的焊接质量检验与控制技术。在超大型海洋钢结构焊接施工时，必须加强施工技术及技术人员的资格审查，按照焊接质量控制要素制定现场焊接指导书、制定有效的焊接方案，实施焊接追溯记录制，加强焊接审查，来确保超大型海洋钢结构焊接质量合格。——论文作者：刘海涛
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