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焊后热处理在海洋石油工程项目管线中的应用研究

作者:未知

  摘要:目前国家在大力发展海洋事业,探索利用海洋资源。在海洋石油工程的实施中,焊后热处理技术被大量使用,以防范高温焊接工作中由于温度在短时间内快速升高导致的操作危险和施工失败。本文讨论的是焊后热处理对海洋石油工程项目管线的应用意义、方法和要求,希望能为海洋石油工程项目的发展提供参考和借鉴。
  关键词:焊后热处理;海洋石油工程项目;应用研究
  引言:
  在进行焊接工作时,焊件温度分布不均匀或金属材料的热胀冷缩可能会造成焊接处的断裂或其他危险情况。焊后热处理就是维护焊接安全的一种有效方法,能够消除部分焊接工作产生的残余应力、强化金属的强度和拉力、提高防腐蚀性能、防止裂纹变形等问题的出现。热处理的加热方式有两种,分别为燃料加热和电加热。
  电加热是将电能转化为热能的一种加热方法,是优点最多,推行限制最小的加热方式。电力在我国已得到广泛普及,电加热的温度精确可控,完全没有环境污染,电的效能转换率也大大高于其他能源。焊后热处理基本上是以电加热的方式进行的,对海洋石油工程项目的建设起着积极作用。
  焊后热处理在海洋石油工程项目管线的应用意义
  在海洋工程項目中,由于项目中使用的机器设备是由不同的材料构成的,规格也千差万别,管线的走向和连接方式也各异。焊接结合的方法在当下的实际海洋事业中广泛存在,能够解决不同设备间材料、规格、管道走向不一致的棘手问题[1]。焊接方法的使用能够形成焊缝,焊缝是指焊件经过焊接后形成的被焊接物体之间的结合部分。要想达到焊接的高质量,就需要对焊缝厚度提出要求。在热处理或压缩处理后,对施工后的材料进行处理,以缓解热处理过程中温度骤变产生的不良反应甚至危险现象,减少生产过程中来自各方面的问题。总体来讲,只有进行焊后热处理,才能确保海洋石油工程项目中焊接工作的保质保量完成,减少残余应力带来的不良后果。焊接材料的稳定是海洋石油工程项目的基本保障,为后续建设的开展提供了有力支持。
  管线焊缝,需要材料组号和厚度范围都符合焊缝热处理的要求。参考母材组别为碳钢的规定内容,当碳钢母材的金属公称臂厚高于19mm时,就要对接焊缝进行焊后热处理。当支管相连时,以管内的任意一个底面为基准,当穿过焊缝的厚度高于40mm时,需要进行焊后热处理。
  焊后热处理在海洋石油工程项目管线的应用方法
  焊后热处理的方法很多,要根据焊接物体的具体情况和特性,以及焊接工作的要求和焊接目的进行选择。根据不同的金属材料参数制定不同的焊接计划,以保证焊接后的金属材料符合使用标准,在后续的热处理中也能够增强硬度和稳固性。焊后热处理在海洋石油工程项目的应用主要有以下五种方法:
  (一)预热
  预热是焊接工作前对焊接材料进行保护的一个处理环节,在各海洋石油项目的管线焊接中已得到普及和应用。预热的处理方法受限程度低,对不同材料构成的金属和层次走向各异的管线都可以进行预热处理,使金属材料能够提前适应焊接时温度的骤增,避免温度差距过大对焊接物造成的损害,甚至对操作者的人身安全产生威胁。预热环节为后续的焊接和焊后热处理奠定了操作前提,提供了质量保障,有利于后续各项流程的开展。预热处理环节应该有具体的要求规范,对不同的预热材料进行不同的标准设置。精准的参数才能确保预热工作的效果,以此提高操作的质量,维护后续阶段工作的开展。
  (二)正火
  在海洋项目工程中,把金属基本元件加热升温到金属的可承受最高温度,然后在正常的常温条件下自然冷却,使金属温度下降。正火的焊后热处理方式是十分重要的一个环节,能对金属原件的安全性能起到强化作用,有效避免了多种危险隐患,不仅确保了后续建设的质量标准,也在本质上增强了海洋工程项目操作的全面性与规范性。正火操作的关键在于操作者要掌握温度的调节范围,结合具体情况和工程要求把握温度变动幅度,力求对金属的热处理科学高效。
  (三)退火
  在海洋石油项目工程对管线的焊后热处理工艺中,退火是指加热金属原件至一定温度后,将金属原件放在常温环境下进行一段时间的放置降温,以达到冷却效果。金属原件的冷却能够降低其本身的坚硬系数,加强金属原价的可形变度,便于冷处理加工或切割工作的需要[2]。退火能够使金属原件的物理、化学等性能发生变化,为海洋石油工程项目的灵活开展打下基础,提供了物质支持。
  (四)淬火回火
  淬火也被称为回火,在石油工程项目的管线焊后热处理工作中,淬火即运用淬冷机制,是短时间内迅速冷却金属元件的一种焊后热处理工艺。淬火包括加热、保温和冷却三个阶段,淬火的原理是使过冷的奥氏体向马氏体或贝氏体转化,大大增强了金属元件的硬度、柔韧度、抗压度、耐磨损系数等等,使海洋石油管线焊后热处理始终符合施工要求。
  (五)固溶热处理
  海洋石油工程项目管线操作的关键在于对各工序实施科学合理加工准则的设立,在探索分析中提升工程总体的操作质量。首先对金属元件的温度进行探究实验,将各金属元件与固溶体彻底结合,其次进行迅速冷却处理,最终产生固溶体与各元件结合形成的新物质。焊后热处理在海洋石油工程项目管线中的应用方法,除上述预热、正火、退火、淬火和固溶热处理之外,还有淬冷、寒萃、喷雾冷却、热遇冷却、双液淬火等等方式。任何热处理管线都需要重视金属的形变破裂问题,为海洋石油工程项目的开展打下坚实基础。
  结束语
  综上所述,焊后热处理在海洋石油工程项目管线中的必要性不言而喻,应用方法多样。通过工程项目的切实需求,对管线选择不同的焊后处理方式,为海洋石油工程项目的开发提供基础支持,对企业综合效益和安全稳定的提升起到有效作用,为国家海洋石油事业的发展增加动力。
  参考文献:
  [1]孙元宏,任峰,崔运璐.海底管线检测中应用水下机器人ROV的原理及影响作业效果的因素[J].科学中国人,2017(7Z):25-25.
  [2]沈楠楠,王松涛,王振华,etal.LMU海上连接口焊接工艺开发及现场施工要点[J].焊接技术,2018,v.47;No.304(05):88-91.
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