张 利

中海福陆重工有限公司，广东 珠海 519050

焊接是海洋工程制造的重要组成部分，国内的焊接技术并不先进，与国际焊接技术水平存在一定差距。海洋资源开发工程对于焊接技术的要求不断提高。提升关键焊接技术水平对海洋工程制造的发展有着良好的促进作用，并且也能够提高海洋装备的整体水平。因此，应加大对海洋工程制造中关键焊接技术的探究力度，促进海洋工程快速发展。

1 海洋工程技术简介

1.1 自升式钻井平台

在海洋各平台中，自升式钻井平台有着较多优点，该平台可进行移动，能够基于海面完成升降动作。自升式钻井平台具有一定的稳定性，造价成本并不高。该平台也有不足之处，如桩腿长度受到限制，无法在较深的水域开展工作等。自升式钻井平台主要有三个构成部分，包括桩腿、升降设备以及平台主体。对于海洋工程制造来说，焊接技术可有效处理自升式钻井平台的高强钢齿条下料，也可处理平台升降装置中的升降管等。

1.2 半潜式钻井平台

半潜式钻井平台由多个部分组成，比如立柱、浮体等，其中浮体可促使半潜式钻井平台具备浮力，立柱主要发挥支撑作用，将钻井工作平台与浮体进行结合，增强半潜式钻井平台的稳定性。在海洋工程中，工作平台具有不可忽视的重要作用，平台中包括多种主要设备，比如钻井设备、起吊设备等。半潜式钻井平台具有较多特点，如立柱露出海面，直接面对变化的海面环境，具有较强的稳定性，能够抵御恶劣环境等。其设备材料主要使用低合金高强钢，避免半潜式钻井平台过重，提高其可变载荷，方便钻井平台的施工。关键焊接技术主要帮助半潜式钻井平台避免出现焊接问题，对焊接接头进行强化，使其能够抵抗疲劳。

1.3 张力腿平台

张力腿平台具有浮式特点，可实现垂直系泊。该平台主要通过张紧缆绳、张力腿等发挥作用，使得半潜式钻井平台到达海洋底部，在较深海域得到较多应用，海域深度不超过2 km，其中张力腿、浮体等是其主要组成部分。除此之外，张力腿平台主要通过张力腿及锚桩发生作用，让张力腿帮助平台处在垂直状态，不容易发生变化。关键焊接技术在张力腿平台中，对高强度结构用钢等发挥效用。

1.4 立柱式平台

立柱式平台水线不大，在柱体底部有压载，在水中有较深的深度。立柱式平台重心与浮力并不处在同一水平线上，而是低于浮力，这就使得平台稳定性得到增强，不容易受到外界环境的影响。锚泊系统在立柱式平台中占据重要部分，锚泊在海洋底部，可帮助平台进行稳固，避免纵摇问题的出现。立柱式平台中的系泊系统是海洋工程制造的组成部分，主要包括顶部夹板模块、立柱等。关键焊接技术能够增强立柱式平台的抗疲劳性能，使其具备较高的韧性。

1.5 浮式生产储卸油船

浮式生产储卸油船与海底油船、井口平台等设备相互配合，促进了采油系统的完善。浮式生产储卸油船有着较多特点，能够对其进行循环使用，在移动方面也具有便利性，可应用到不同的水深环境中，并且存在风标效应，面对恶劣的海洋环境也不会受到较大影响。浮式生产储卸油船与海洋工程制造发展相适应，符合海洋工程发展趋势。关键性焊接技术在低温焊接接头中发生作用，可改善其断裂韧性[1]。

2 海洋工程制造中的关键焊接技术探究

2.1 高强钢焊接技术

低合金高强钢强化海洋工程设备结构的性能，在具体应用中对于接头性能需要依据相关指标来确定。焊接工程中包括大型船舶等，对此焊接接头的韧性要进行加强。对于EQ70钢等用焊接技术工作时容易发生焊接冷裂纹等问题，主要原因是在工作过程中加热以及冷却的速度缺乏相应控制，速度过快，焊缝金属等部位强度较高，并且相应韧性得不到提高。若是冷却速度不持续增加，反而有所下降，焊缝金属等强度也会下降，同时韧性会增加。将冷却速度控制在合理范围内，强度、韧性等因素会变得稳定，趋向平衡。在实际工作中，需充分重视热输入的作用，由于其对焊缝效果有着重大影响，为了加强焊缝的性能，需要确定热输入点，即找到重要的平衡位置。

相关企业在对海洋工程进行施工时要严格遵守工程标准，确定热输入点，并对其进行科学评估，多次进行实践，从整体的角度灵活运用焊接工艺。应积极开展相关研究活动，主要有以下四个方面：一是焊接设备的选择、接头设计等；二是预热、后热等温度的科学调控；三是焊接接头冷裂纹的控制；四是对接头的断裂韧性进行研究[2]。

2.2 复杂节点的焊接技术

管子、立柱等组成了装备结构，焊接接头复杂程度较高（特别是在受力构件如推进器基座、水平横撑与立柱结构等）。在对这些焊接难度较高的结构进行施工时要全面把控具体的焊接环节。注意各个结构的先后顺序，对接头的切割方法以及坡口角度等进行明确，依据相关结构的情况，选择合理的焊接技术。将焊接活动中的预热等温度控制在合理范围内，做好全面的焊接准备。

2.3 焊接变形以及焊接残余应力的控制技术

在焊接变形及焊接残余应力控制方面可搜集主要结构的数值，运用模拟运算方法，开展一定的试验活动。需要充分发挥超声波冲击的作用，进行焊趾重熔过程，加大力度对焊接线能量进行调控，并做好焊趾打磨环节，在焊接前阶段与焊接后阶段正确对待热处理，从而减少焊接残余应力[3]。

2.4 高压管线的焊接技术

低合金高强度钢通常是制造高压管的材料，在海洋工程装备制造活动中得到较多应用。在实际焊接活动中，应以低合金高强度钢的焊接工艺为基础，对具体实施的焊接技术进行评估，完善相关焊接步骤，采取合理焊接方法。焊接施工地点有着相关规定，需在船体平台高压管线位置进行焊接。

2.5 大厚度钢板切割技术

由于低合金高强度钢具有一定的厚度，通常对大厚度钢板使用频繁，例如在平台升降齿条钢中，Dillimax690E可直接投入使用，只需要进行切割，可避免深度加工。在实际切割过程中要注意对火焰高度进行控制，通常火焰会达到3 m左右。注意把控切割嘴的风线，其中可使用高压、高速等方法，增强断面的光滑平整性。同时为了保持钢板的固定形状，要使用双头对称切割工艺。进气管直径也是需要考虑的因素之一，进行大厚度钢板切割活动时对减压器割具进行确定，选择液氧气体帮助切割活动有效开展，达到助燃的目的。在使用氧气、丙烷等气体时要合理调控切割速度，防止速度过快。在切割准备阶段可去除大厚度钢板上面存在的水分，并增加预热环节，提高切割水平[4]。

2.6 自动焊接技术

在海洋工程装备制造中海底管道工程数量不断增多，面对这种情况，提高海底管道铺设质量是主要目的。因此，双炬焊接机器人在此方面得到较多运用。在对海底管道工程进行施工时需要较多双炬焊接机器人，两套设备共同在一个工作站点工作。在对双炬焊接机器人进行放置时要明确轴心，可以管道为依据，并确定起弧位置，选用“0”点作为其位置。要注意焊接方向，采用顺逆时针的方法对下向进行施工。一个双炬焊接机器人能够独立完成焊接工作，也可以多个焊接机器人共同配合，将双炬焊接机器人运用到焊接活动中能够提升焊接质量。对于焊道来说，前焊炬的施工不是单独的，后焊炬会对其发生作用（比如回火等，在较大程度上可以增强前焊道的韧度，避免焊接接头硬度过高）。在近海油气管线铺设工程中，双炬焊接系统发挥重要作用，由于其具有全自动特点，能够促使4个焊头进行工作，对起点进行合理确定，起点为管道顶点，焊头呈现合理分布状态，开展焊接活动时焊炬同时工作。施工过程中需要注重4个焊头的整体协作问题，在同一层进行施工时，要合理安排焊头之间的焊接时间，不可发生冲突。在不同层中要将引弧位置纳入考虑范围，避免使焊接位置产生冲突。另外，要对海洋工程设备的柔性进行调控，强化柔性性能，提升海洋工程装备制造水平。

2.7 培养海洋工程装备焊工技能与素养

导管架平台是一种空间构架，主要由钢管组成，采用焊接技术将钢管进行连接，其中涉及的主要焊接活动为对大型管之间的交点进行焊接，钢管的管壁具有一定的厚度。焊接工作并不简单，需要投入较多的人力、物力等资源，并且交点容易出现焊接问题，因此对于该部位的焊接施工有着较严格的要求。因此，需要运用科学方法对钢管之间节点上的承载受力进行确定，明确受力数值。焊接类型包括全部、部分、角等。进行焊接活动的工人人员要具备专业的焊工证书。在掌握一定基础理论的基础上保障焊接质量。

3 结语

在海洋工程装备制造发展中，仍需要加大研发力度，不断对关键技术进行升级，提升装备核心部件的性能，解决在海洋资源开采中遇到的难题。要抓住时代发展机遇，推动海洋工程行业的发展，促使其完成转型。重视现代化科学技术，深入研究焊接技术，选择优秀焊工，对焊工资质进行合理评定，提升海洋工程装备制造技术水平。科学的焊接工艺能够保证焊接装备的性能，提高装备的安全性，适应海洋工程的发展趋势，促使其朝更加智能的方向发展。