焊后熱處理在海洋石油工程項(xiàng)目管線中的應(yīng)用研究

黃祺

摘要：目前國(guó)家在大力發(fā)展海洋事業(yè)，探索利用海洋資源。在海洋石油工程的實(shí)施中，焊后熱處理技術(shù)被大量使用，以防范高溫焊接工作中由于溫度在短時(shí)間內(nèi)快速升高導(dǎo)致的操作危險(xiǎn)和施工失敗。本文討論的是焊后熱處理對(duì)海洋石油工程項(xiàng)目管線的應(yīng)用意義、方法和要求，希望能為海洋石油工程項(xiàng)目的發(fā)展提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：焊后熱處理;海洋石油工程項(xiàng)目;應(yīng)用研究

引言：

在進(jìn)行焊接工作時(shí)，焊件溫度分布不均勻或金屬材料的熱脹冷縮可能會(huì)造成焊接處的斷裂或其他危險(xiǎn)情況。焊后熱處理就是維護(hù)焊接安全的一種有效方法，能夠消除部分焊接工作產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、強(qiáng)化金屬的強(qiáng)度和拉力、提高防腐蝕性能、防止裂紋變形等問(wèn)題的出現(xiàn)。熱處理的加熱方式有兩種，分別為燃料加熱和電加熱。

電加熱是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的一種加熱方法，是優(yōu)點(diǎn)最多，推行限制最小的加熱方式。電力在我國(guó)已得到廣泛普及，電加熱的溫度精確可控，完全沒(méi)有環(huán)境污染，電的效能轉(zhuǎn)換率也大大高于其他能源。焊后熱處理基本上是以電加熱的方式進(jìn)行的，對(duì)海洋石油工程項(xiàng)目的建設(shè)起著積極作用。

焊后熱處理在海洋石油工程項(xiàng)目管線的應(yīng)用意義

在海洋工程項(xiàng)目中，由于項(xiàng)目中使用的機(jī)器設(shè)備是由不同的材料構(gòu)成的，規(guī)格也千差萬(wàn)別，管線的走向和連接方式也各異。焊接結(jié)合的方法在當(dāng)下的實(shí)際海洋事業(yè)中廣泛存在，能夠解決不同設(shè)備間材料、規(guī)格、管道走向不一致的棘手問(wèn)題[1]。焊接方法的使用能夠形成焊縫，焊縫是指焊件經(jīng)過(guò)焊接后形成的被焊接物體之間的結(jié)合部分。要想達(dá)到焊接的高質(zhì)量，就需要對(duì)焊縫厚度提出要求。在熱處理或壓縮處理后，對(duì)施工后的材料進(jìn)行處理，以緩解熱處理過(guò)程中溫度驟變產(chǎn)生的不良反應(yīng)甚至危險(xiǎn)現(xiàn)象，減少生產(chǎn)過(guò)程中來(lái)自各方面的問(wèn)題?？傮w來(lái)講，只有進(jìn)行焊后熱處理，才能確保海洋石油工程項(xiàng)目中焊接工作的保質(zhì)保量完成，減少殘余應(yīng)力帶來(lái)的不良后果。焊接材料的穩(wěn)定是海洋石油工程項(xiàng)目的基本保障，為后續(xù)建設(shè)的開(kāi)展提供了有力支持。

管線焊縫，需要材料組號(hào)和厚度范圍都符合焊縫熱處理的要求。參考母材組別為碳鋼的規(guī)定內(nèi)容，當(dāng)碳鋼母材的金屬公稱臂厚高于19mm時(shí)，就要對(duì)接焊縫進(jìn)行焊后熱處理。當(dāng)支管相連時(shí)，以管內(nèi)的任意一個(gè)底面為基準(zhǔn)，當(dāng)穿過(guò)焊縫的厚度高于40mm時(shí)，需要進(jìn)行焊后熱處理。

焊后熱處理在海洋石油工程項(xiàng)目管線的應(yīng)用方法

焊后熱處理的方法很多，要根據(jù)焊接物體的具體情況和特性，以及焊接工作的要求和焊接目的進(jìn)行選擇。根據(jù)不同的金屬材料參數(shù)制定不同的焊接計(jì)劃，以保證焊接后的金屬材料符合使用標(biāo)準(zhǔn)，在后續(xù)的熱處理中也能夠增強(qiáng)硬度和穩(wěn)固性。焊后熱處理在海洋石油工程項(xiàng)目的應(yīng)用主要有以下五種方法：

（一）預(yù)熱

預(yù)熱是焊接工作前對(duì)焊接材料進(jìn)行保護(hù)的一個(gè)處理環(huán)節(jié)，在各海洋石油項(xiàng)目的管線焊接中已得到普及和應(yīng)用。預(yù)熱的處理方法受限程度低，對(duì)不同材料構(gòu)成的金屬和層次走向各異的管線都可以進(jìn)行預(yù)熱處理，使金屬材料能夠提前適應(yīng)焊接時(shí)溫度的驟增，避免溫度差距過(guò)大對(duì)焊接物造成的損害，甚至對(duì)操作者的人身安全產(chǎn)生威脅。預(yù)熱環(huán)節(jié)為后續(xù)的焊接和焊后熱處理奠定了操作前提，提供了質(zhì)量保障，有利于后續(xù)各項(xiàng)流程的開(kāi)展。預(yù)熱處理環(huán)節(jié)應(yīng)該有具體的要求規(guī)范，對(duì)不同的預(yù)熱材料進(jìn)行不同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。精準(zhǔn)的參數(shù)才能確保預(yù)熱工作的效果，以此提高操作的質(zhì)量，維護(hù)后續(xù)階段工作的開(kāi)展。

（二）正火

在海洋項(xiàng)目工程中，把金屬基本元件加熱升溫到金屬的可承受最高溫度，然后在正常的常溫條件下自然冷卻，使金屬溫度下降。正火的焊后熱處理方式是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，能對(duì)金屬原件的安全性能起到強(qiáng)化作用，有效避免了多種危險(xiǎn)隱患，不僅確保了后續(xù)建設(shè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也在本質(zhì)上增強(qiáng)了海洋工程項(xiàng)目操作的全面性與規(guī)范性。正火操作的關(guān)鍵在于操作者要掌握溫度的調(diào)節(jié)范圍，結(jié)合具體情況和工程要求把握溫度變動(dòng)幅度，力求對(duì)金屬的熱處理科學(xué)高效。

（三）退火

在海洋石油項(xiàng)目工程對(duì)管線的焊后熱處理工藝中，退火是指加熱金屬原件至一定溫度后，將金屬原件放在常溫環(huán)境下進(jìn)行一段時(shí)間的放置降溫，以達(dá)到冷卻效果。金屬原件的冷卻能夠降低其本身的堅(jiān)硬系數(shù)，加強(qiáng)金屬原價(jià)的可形變度，便于冷處理加工或切割工作的需要[2]。退火能夠使金屬原件的物理、化學(xué)等性能發(fā)生變化，為海洋石油工程項(xiàng)目的靈活開(kāi)展打下基礎(chǔ)，提供了物質(zhì)支持。

（四）淬火回火

淬火也被稱為回火，在石油工程項(xiàng)目的管線焊后熱處理工作中，淬火即運(yùn)用淬冷機(jī)制，是短時(shí)間內(nèi)迅速冷卻金屬元件的一種焊后熱處理工藝。淬火包括加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段，淬火的原理是使過(guò)冷的奧氏體向馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)化，大大增強(qiáng)了金屬元件的硬度、柔韌度、抗壓度、耐磨損系數(shù)等等，使海洋石油管線焊后熱處理始終符合施工要求。

（五）固溶熱處理

海洋石油工程項(xiàng)目管線操作的關(guān)鍵在于對(duì)各工序?qū)嵤┛茖W(xué)合理加工準(zhǔn)則的設(shè)立，在探索分析中提升工程總體的操作質(zhì)量。首先對(duì)金屬元件的溫度進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，將各金屬元件與固溶體徹底結(jié)合，其次進(jìn)行迅速冷卻處理，最終產(chǎn)生固溶體與各元件結(jié)合形成的新物質(zhì)。焊后熱處理在海洋石油工程項(xiàng)目管線中的應(yīng)用方法，除上述預(yù)熱、正火、退火、淬火和固溶熱處理之外，還有淬冷、寒萃、噴霧冷卻、熱遇冷卻、雙液淬火等等方式。任何熱處理管線都需要重視金屬的形變破裂問(wèn)題，為海洋石油工程項(xiàng)目的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，焊后熱處理在海洋石油工程項(xiàng)目管線中的必要性不言而喻，應(yīng)用方法多樣。通過(guò)工程項(xiàng)目的切實(shí)需求，對(duì)管線選擇不同的焊后處理方式，為海洋石油工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)支持，對(duì)企業(yè)綜合效益和安全穩(wěn)定的提升起到有效作用，為國(guó)家海洋石油事業(yè)的發(fā)展增加動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫元宏，任峰，崔運(yùn)璐.海底管線檢測(cè)中應(yīng)用水下機(jī)器人ROV的原理及影響作業(yè)效果的因素[J].科學(xué)中國(guó)人，2017（7Z）：25-25.

[2]沈楠楠，王松濤，王振華，etal.LMU海上連接口焊接工藝開(kāi)發(fā)及現(xiàn)場(chǎng)施工要點(diǎn)[J].焊接技術(shù)，2018，v.47;No.304（05）：88-91.