唐德渝 ，牛虎理 ，薛 龙 ，孙 勃 ，吕 涛

（1.中国石油集团工程技术研究院，天津 300451；2.北京石油化工学院，北京 102617）

0 前言

海洋开发是石油工业发展的重要方向。随着海上油气资源的开发利用，海底管线的敷设将大量增加。并且伴随运行年限的增加，海底管线的水下维修问题也日益突出。因此，提前开展水下焊接方法的研究，自主研发具有较强工程实用性和适应能力的水下管道焊接与维修技术，加快该技术的实用化进程，已是一项日趋迫切的任务。水下环境焊接海底管道，其操作条件与陆上完全不同。采用湿法焊接能见度差，焊缝含氢量高，冷却速度快，焊缝成形差，接头质量不能满足海洋管道高质量的要求。因此，要保证海底管线的焊口质量，需采用高压干法焊接。水下高压干法焊接，电弧燃烧和熔滴过渡需在高压气体环境中进行，另外因操作人员不能进入排水罩，需采用自动化、智能化的焊接系统，采用遥控方式完成。先期开展的高压气体介质中的电弧特性、熔滴过渡方式、焊缝成形的组织特征等基础特性的试验研究是实现海底管道焊接的基础。本研究结合海底管线的焊接条件和质量要求，针对性的开展水下干法高压气体环境下全位置GMAW焊接的电弧物理特性、熔滴过渡、焊缝成形及接头性能的特点，为海洋石油开发奠定基础，具有良好的应用前景。

1 试验条件和方法建立

1.1 焊接试验舱设计

实验项目工作需有一个能够模拟水下焊接条件的干法焊接实验舱，它包括一个耐压壳体、自动开启的舱门、焊接设备和实验仪器线缆的进出孔、观察孔以及保持压力平衡的排烟装置，如图1所示。……