海洋工程焊接工艺试板变形量要求

在国际上，海洋工程通常分为三类：海洋油气资源的开发、其他海洋资源的开发、海洋附体结构物。在国内海洋工程主要是指用于海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理以及后勤等方面的大型工程装备和辅助装备。包括各类钻井平台、生产平台、浮士生产储油船等。

由于海洋工程类别不同，其结构形式、工作环境也不尽相同，因此不同的海洋工程类别所用的钢材也存在一定差异，表1-2列出了主要海洋工程所用的钢板类别。

表1-2　海洋工程用钢的分类

注：①对于特殊的海洋工程可能覆盖更多的材料级别。
②由于船级社不同，所以钢材牌号表示方法存在一定差异，表中以ABS船级社为例。

（1）海洋工程用钢特点

1）强度高。海洋工程作业区域的气象、海象条件很严酷，结构又不断大型化，为了减轻海洋工程结构的重量，同时又增加结构整体的安全性，大量高强钢、超高强钢被用于海洋工程的建造中。对半潜式钻井平台，为了减少浸水部分的容积气压，沉箱和支架等使用抗拉强度为500MPa的超高强钢；对自升式钻井平台、风车安装船等海洋工程的桩腿结构，已经使用最小屈服强度为690MPa的超高强钢。现在一些设计公司在一些特殊结构上正在考虑使用最小屈服强度为980MPa、甚至1 100MPa的超高强钢。

2）良好的低温韧性。在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速发展，开发地也不局限于气候温和的地区，开始向极冷的北极海、北阿拉斯加海域等寒冷地带推进，因此良好的低温韧性对海洋工程用钢来说显得尤为重要。很多钢厂通过细化晶粒、添加微量元素等手段提高低温韧性，降低低温转变温度。例如Dillingerhutte开发的用于北极海的S450钢，该钢在-60℃的冲击功超过300J。

3）优良的焊接性能。高强钢具有其独特的优势，但随着强度的增加，其焊接性能会变差。海洋工程作为一个焊接结构，为了保证结构的安全可靠，优良的焊接性能是海洋工程用钢的一个重要指标。

4）高耐腐蚀性能。由于海洋工程结构长期处于盐雾、潮气和海水等环境中，受到海水及海生物的侵蚀作用而产生剧烈的电化学腐蚀，漆膜易发生剧烈皂化、老化，产生严重的结构腐蚀，降低了结构材料的力学性能，缩短其使用寿命，而且又因远离海岸，不能像船舶那样定期进行维修保养，因而对其腐蚀性能的要求更高。

（2）海洋工程用焊接材料

海洋工程焊材的选择一般遵循等强匹配的原则，即要求焊缝金属的力学性能与母材的力学性能基本一致。对于一些特殊结构，从结构设计的角度考量，有时会采取高匹配进行选材施工。对于屈服强度550MPa以下的母材，焊材的选择面比较广，焊条、气保焊丝、埋弧焊均可满足要求，但550MPa以上的母材由于工艺性、焊接性、操作位置等条件的限制，目前绝大部分焊材只能选择焊条。根据海洋工程的结构特点及工作环境，该领域所用焊接材料通常具有高强度、高韧低氢（超低氢）、耐腐蚀和抗疲劳等特点。