CTOD 试验评定在海洋平台建造中的应用

2013-08-21孟凡星崔明辉张大伟

山西建筑 2013年4期

孟凡星崔明辉张大伟鲁艺

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

0 引言

随着我国海洋石油行业的发展，特别是南海海域深水油田的勘探与开发项目越来越多，厚板焊接在海洋平台建造中的应用日趋广泛，按照钢结构建造规范的要求，为保证焊接接头的强度、刚度和稳定性的综合性能——韧性，厚度在50 mm以上的钢板焊接必须做焊后热处理，但这样不仅需要耗费大量的人力、物力，而且严重影响工期，给施工带来极大不便，根据挪威船级社标准(DNVOS-C401)［1］，可以通过对焊接接头进行CTOD试验来免除焊后热处理，不仅可以减少施工成本，而且可以大大缩减施工环节。

1 工程概况

陆丰7-2油田位于约东经 21°44′，北纬 116°02′的位置，属于16-05原油生产分成合同区块，该区块位于南中国海。CNOOC与美国新田合作油田，油田水深106 m，导管架设计尺寸从EL(-)106 m到EL(+)8 m，共8条腿，主体结构中大部分导管腿、钢桩、裙桩套筒管壁厚度都在50 mm以上，如果全部进行焊后热处理，工作量极大。LF 7-2导管架模型见图1。

图1 LF 7-2导管架模型

2 工艺原理

Crack Tip Opening Displacement(CTOD)即裂纹尖端张开位移，是指构件受张开型载荷后原始裂纹尖端处两表面张开的相对距离［2］，见图2。CTOD值的大小反映了裂纹尖端抵抗开裂的能力，在实验中，把待测焊接接头做成带有预制裂纹的试样，加外载后，裂纹尖端有一个张开位移——CTOD值可被测定(见图3)。CTOD值越大，表示材料抵抗开裂的性能越好，即韧性越好，CTOD值越小，表示材料抵抗开裂的性能越差，即韧性越差［3］。