超大型海洋钢结构焊接质量检验与控制

超大型海洋钢结构焊接质量检验与控制

刘海林李九龙   袁世杰徐福贵白庆会

海洋石油工程股份有限公司        天津市       300452

摘要：随着我国海洋工程事业的快速发展，超大型海洋钢结构焊接工程日益增多。焊接质量直接关系到结构的安全、可靠和使用寿命，因此，对超大型海洋钢结构焊接质量的检验与控制显得尤为重要。本文从焊接工艺、检验技术方面，对超大型海洋钢结构焊接质量检验与控制进行深入研究。

关键词：超大型海洋钢结构；焊接质量；质量检验

引言

超大型海洋钢结构的焊接质量检验与控制是一个重要的工作环节，其关系到海洋工程的安全性和可靠性。需要科学制定焊接方案、加强焊接人员管理、施工现场管理、焊接技术管理、焊接材料管理以及焊接工艺管理等，重在提高船体建造的焊接质量。

1钢结构的优势

钢结构的框架质量较轻，因此，可以有效提高施工速率。钢结构本身具有较强的抗震效果和应用空间，抗压能力也远远超过其他建筑材料。在同一施工环境下，采用钢结构施工技术可有效减少构件面积，提升建筑空间应用效果。钢结构与其他建筑结构有一定的不同，钢结构施工并不需要搭设太多的脚手架，在工厂制作完成后可直接用于施工现场安装。而且，超高层建筑中的钢结构模板可以直接采用压型钢板，不需要另外搭设支架，大大节省了施工时间，缩短工期的同时保证工程质量。

2超大型海洋钢结构焊接质量检验与控制措施

2.1焊接工艺规划

根据超大型海洋钢结构的材料、规格和设计要求，制定合适的焊接工艺。这包括选择焊接方法、焊接材料、焊接参数等。焊接技术是钢结构施工中不可或缺的重要环节之一。由于钢构件数量众多、尺寸较大，焊接工作量也会很大，选择合适的焊接工艺和材料并进行精确的焊接质量控制显得尤为重要。针对钢结构特点，应选择高效、稳定的焊接工艺和合适的焊接材料。例如，针对大型构件的焊接，应采用高强度、高效率的焊接设备和方法；针对材质特殊的构件，应选用与之相匹配的焊接材料和工艺。

2.2焊接过程控制

整个焊接工艺流程可以划分成为焊前准备、焊前预热、焊接过程、焊接检验等工序流程，其中焊前准备包括焊工培训、焊前工艺评定试验、焊接材料烘干、坡口清理等，焊接过程主要包括分层分道焊接、背面气刨清根、交替对称焊接等。当焊接环境温度较低时，如果直接进行焊接，在关键节点部位特别容易产生收缩应力，严重时导致焊缝撕裂。如果对焊缝部位进行预热可以有效规避上述问题。在寒冷环境下焊接时，焊缝温度降低速度过快会导致冷却不均匀，最终引发焊接热裂纹。常见的焊接顺序是从平面扩散到四周，按照指定的施工顺序采用对称的方式进行焊接。施工人员要按照上层框架梁、压型钢板支架、下层框架梁、压型钢板支托这一顺序完成焊接工作。焊接过程中可采用气体防护的方法来保护焊条，但是，要注意对气体能量进行科学控制。通过良好的气体保护能够在一定程度上大大增加钢结构的几何精度，从而避免出现钢结构因焊接热量出现变形的问题。在焊接工作中要统一焊接手法，严格按照施工相关规范和标准进行焊接，从而避免钢结构焊接表面出现裂纹或者焊瘤。完成焊接工作之后，施工人员要使用超声波对一级、二级焊缝进行检测，通过焊接检验工作保证焊接高质量完成。

2.3焊接质量检测标准

在钢材焊接检验中，首先需要进行对焊缝的外观检查。通过对焊缝进行目视检查，可以判断焊缝是否存在裂纹、缺陷等问题。同时，还需要进行尺寸检查，检查焊缝是否符合设计要求。在尺寸检查时，需要注意焊缝的高度、宽度、夹角等指标的测量和计算。除了外观和尺寸检查外，还需要对焊接材料进行化学成分分析和机械性能测试。对于焊接材料的化学成分，需要符合相关的国家标准或者客户要求。而在机械性能测试方面，则需要通过拉伸试验或者冲击试验等方法来检测焊接材料的强度、韧性等性能指标。在进行焊缝质量评定时，必须遵循相关的国家标准或者客户要求。例如，在中国国家标准GB/T3323.1-2019《焊缝无损检测射线检测第1部分：X和伽玛射线的胶片技术》中，对于焊缝的评定标准分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级三个等级，其中Ⅰ级为最高等级。此外，焊缝的检验和评定还需要考虑到不同工程环境下的特殊要求[1]。

2.4焊接质量检验控制要点

针对于焊接质量的检验，需要符合焊接质量检验规范及标准等，还需要满足焊接质量检控细则及检控规则等。第一，焊接质量检控技术的应用规则及要求等较多，主要包括涡流、渗透、磁粉、射线、声发射以及超声等。第二，质量检控应用范围主要包括电装、材料、船装、机装以及船体等；同时，还包括涂装以及试验等。第三，焊接质量检控在满足质量要求的同时，还需要符合相关质控标准。常规情况下，在焊接质量检验过程中，为防止技术或管理的干扰性问题，检验技术及方法的使用需要规范且标准，且检测人员需要操作规范，禁止出现违规操作的行为，以此有助于减少焊接质量的检测误差，提高质检结果的精准性。

2.5焊接缺陷修复

在钢结构的焊接过程中，要根据焊接部位选择合适的焊接工艺。例如，局部焊接可以采用二氧化碳气体保护焊的方式。为降低焊接质量缺陷，焊接作业人员必须持证上岗，并按照工艺要求进行作业。焊接过程中，应将引弧板与母材焊接牢固。引弧板材质应与钢材保持一致。对于未在工厂焊接引弧板的构件，应在构件上焊接引弧板，并保持引弧板干净。在焊接过程中，第一层焊道应封闭坡口内的垫板和母材的连接处，随后进行逐层累焊，直至将坡口完全填满。每道焊缝焊接完成后，需要及时清理焊渣和杂物。对检测出的焊接缺陷进行及时修复。修复方法包括打磨、重焊、热处理等。修复过程中要确保不产生新的缺陷

[2]。

2.6焊接质量控制体系

建立完善的焊接质量控制体系，包括焊接工艺文件、焊接作业指导书、质量检测标准等。对焊接过程进行全程监控，确保焊接质量达到要求。因此，在焊接施工中，为了提升焊缝的质量，需要结合焊接方法明确焊接的步骤，从而加强钢结构外观及应力的有效管理。在顺利完成平面焊接中的各项准备及控制工作后，基于对称原则建设与建筑行业标准高度吻合的工程项目。在螺栓连接过程中，需要高度重视坡口连接，以钢柱为标准，提升焊接的质量和效率。为了提升焊接强度，需要结合实际情况设置临时螺丝，确保焊接的稳定性和可靠性，最大限度避免建筑结构存在安全及质量问题[3]。

2.7防腐蚀措施

针对海洋环境中的腐蚀问题，对焊接部位进行防腐蚀处理。例如，在焊缝处涂刷防腐涂料、热喷涂锌等。因此，在焊接工序结束后，施工团队采取了严格的防腐涂装施工措施。对焊接部位进行细致的清理和磨砂，以确保表面光洁度，消除焊接残渣和氧化层，为涂装创造良好的基础。在此过程中，施工人员选取了适当的防腐涂料，并考虑涂料的耐腐蚀性、黏附性、对环境的适应性以及涂装的颜色和外观，确保涂装的美观度与防腐效果并存。为保证涂装的均匀性和厚度，涂装人员会采用专门的涂装设备和技术，对每个焊接部位进行仔细的涂装。在涂装过程中，质量监控人员对涂装质量进行定时检查和监控，并对涂装厚度进行严格控制，以防止涂装脱落和破损[4]。

结束语

超大型海洋钢结构的焊接质量检验与控制对于保障结构安全、延长使用寿命、节约成本、提升工程品质和遵守法规标准具有重要意义。只有通过严格的焊接质量管理和监控，才能确保海洋工程结构的可靠性和安全性，为海洋工程的可持续发展提供坚实的保障。

参考文献：

[1]吴昊.船体建造中焊接质量检验的控制要点[J].安防科技,2021(15):143.

[2]张勇.船体建造中焊接检验与质量控制分析[J].交通科技与管理,2021(29):000.

[3]赵万国.建筑钢结构施工的质量控制要点分析[J].中国建筑金属结构,2022,21(04):68-70.

[4]古鑫.大型钢结构焊接质量控制研究[J].中国建筑金属结构,2022,21(07):122-124.