随着经济的快速发展,人类社会对石油的需求量也与日俱增,但是目前陆地上已经鲜有特大型的石油贮藏区,而在广袤的海底依然有极为丰富的石油储备。因此,世界各国均提高了对海洋石油开采的重视程度,积极发展海洋石油探测和开采技术,创新海洋石油装备,海洋石油工程也由此迎来了新的发展机遇。 1 海洋石油工程水下焊接技术的重要作用 在未来一段时间内,随着陆地石油资源的日趋枯竭,海洋石油势必会得到越来越多的关注,很多海洋石油装备由于长期浸泡在海水中,其生产环境要远比陆地上复杂,因此对设备的强度、抗腐蚀性及抗突变载荷的能力要求也就更高。而水下焊接技术作为海洋石油装备在安装调试过程中的重要技术手段,对海洋石油装备的使用性能有着重大影响。海上石油钻井平台的建设、海底管网的铺设以及海油开采装备的安装等工作都离开水下焊接技术,可以说水下焊接技术在海洋石油工程中占有举足轻重的地位。 2 传统水下焊接方法简析 2.1 传统湿法水下焊接 传统湿法水下焊接是直接在水中对石油装备进行焊接操作,由于在海水中能见度很低,在很多情况下焊接工作人员可能并不能完全看清楚焊接点的实际状况,也就是说在焊接过程中焊接工作人员要根据自己的工作经验以及模糊的视觉影像判断焊接点,有时甚至是“盲焊”,这不仅对焊接操作人员的技术水平要求极高,同时焊接质量也无法得到可靠保证。当然,传统湿法水下焊接也有优势,主要体现在焊接设备简单,焊接成本低廉。 2.2 传统干法水下焊接 传统干法水下焊接与湿法水下焊接的最主要区别是前者利用气体隔离等技术实现焊接件与海水的分离,在两者分离之后再对焊接件进行焊接操作,相较于湿法焊接,干法焊接在焊接过程中能够始终保持焊接件的干燥,因此焊接质量更高,但是相对应的,干法焊接操作复杂,需要大量的专业设备如压力舱等,焊接成本较高。 2.3 传统局部干法水下焊接 局部干法水下焊接是对干法水下焊接的创新,即只保持待焊接部分焊件的干燥,利用与干法焊接相同的技术实现焊件与海水的分离,这样使隔离区更加集中,也更有利于电弧的充分燃烧,焊接质量较高,且不需要制作像干法水下焊接中使用的复杂的排水气室等设备,操作相对简单。可以说局部干法水下焊接集中了湿法焊接和干法焊接的优点,操作相对简单,焊接质量较高。 3 水下焊接新方法介绍 随着目前海洋石油的开采工作逐渐向深海发展,对焊件焊接头的质量提出了更高的要求,传统的焊接技术已经不能很好地满足目前深海石油装备对焊接质量的要求。而随着科技水平的不断提高,一些新技术也被逐渐应用到海洋石油工程水下焊接工作中来,传统的水下焊接技术不断进行着革新,同时很多新的焊接技术也在不断产生,下面就对近几年来诞生的水下焊接新技术进行简要介绍。 3.1 高压TIG焊接新技术 高压TIG焊接技术主要应用于500m水深以下的海洋石油装备焊接,其主要用途是对水下的石油装备进行安装和修复等相关的焊接操作。高压TIG焊接主要利用惰性气体作保护极,利用焊接加填丝的方式对处于高压下的压力容器等装备进行焊接。 3.2 高压MIG焊接新技术 相较于高压TIG焊接,高压MIG焊接技术的使用水深更广,能够对1000m以内的水下石油装备进行焊接修复工作,适用范围更广。但是需要指出的是,高压MIG焊接技术在进行焊接操作时,需要对焊件施加较强的纵向磁场,以达到强化熔滴的效果。施加纵向磁场能够保证焊接过程中的稳定性,确保焊接质量。 3.3 摩擦叠焊技术 摩擦叠焊技术是一项新兴的水下焊接技术,其****的优势在于能够满足不同水深条件下对不同设备和结构的修复,摩擦叠焊技术的原理类似于高压MIG焊接,但该技术比较复杂,一般对水下机器人的制造水平要求较高,因此也是未来一段时间内水下焊接技术主要的发展方向之一。 4 结语 随着世界各国的石油战略逐渐向海洋发展,水下焊接技术的重要性也越来越突出,深海石油探测和开采是海洋石油发展的大趋势,传统的水下焊接技术已经不能很好地满足深水焊接对焊接质量的要求。目前,一些焊接新技术还处于初期的发展阶段,因此水下焊接工作从业者应当积极探索,对当前的水下焊接技术进行进一步改良以提高焊接质量,降低焊接成本,使水下焊接新技术能够满足深海石油设备的焊接工作要求,为海洋石油开采工作的顺利进行提供保障。
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