海洋平台大厚度异种钢焊接接头的CTOD试验探究

2017-02-01侯文辉李红艳

焊管 2017年12期

侯文辉，郭毅，李红艳，刘涛

（太重滨海海工装备分公司，天津 300450）

海洋石油平台服役环境恶劣，不仅要承受巨大的静载荷，而且要承受由波浪、海流、台风引起的动载荷，容易产生疲劳破坏。因此，海洋平台的设计和制造部门应将平台在运行过程的安全问题放在首位[1]。随着海洋石油开发走向深海、远海，平台所使用的钢板厚度不断增大，服役温度越来越低，焊接接头部位发生脆性破坏的可能性不断增加。厚板焊接过程中，焊材熔敷金属填充量大，焊接时间长，热输入总量高，构件施焊时拘束度高，导致残余应力较大；焊接施焊过程中容易产生热裂纹和冷裂纹，致使焊接接头的韧性恶化[2]。为了保证大厚度钢板焊接接头的抗脆断能力，一般在设计过程中考虑采用焊后热处理的方法改善焊接接头的断裂韧度。目前国内外的海工焊接规范，如API、DNV、CCS等，对厚度大于50 mm的结构焊接要求采用焊后热处理或CTOD试验。海洋工程结构规模大，焊后热处理施工工期长，人力、物力成本高，因此CTOD工艺评定成为较好选择。CTOD工艺评定不但可以提高海洋工程结构的安全可靠性，而且可大幅度缩短工程结构的建造周期，节约生产成本。本公司CCS级钻井平台的桩靴结构中存在厚度为55 mm的EH36+E550异种接头，依据CCS《材料与焊接规范》[3]的要求需进行焊后热处理或CTOD试验，本研究选择采用CTOD试验来探究焊接接头的综合性能及寻求免除热处理的可能性。