CTOD高效焊接工藝在海工裝備制造業(yè)的應(yīng)用

1、CTOD高效焊接工藝在海工配備制造業(yè)的運(yùn)用中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)楊文華.中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)簡(jiǎn)介：中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)簡(jiǎn)稱(chēng)：中遠(yuǎn)船務(wù)集團(tuán)組建于2001年6月，是中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集團(tuán)總公司旗下，以大型船舶和海洋工程建造、改裝及修繕為主業(yè)，集船舶配套為一體的大型企業(yè)集團(tuán)。目前在中國(guó)沿海大連、舟山、南通、廣東、上海、連云港、天津、廈門(mén)等地?fù)碛?家國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際享譽(yù)的大型海工和船舶造修企業(yè)和8家專(zhuān)業(yè)化船舶配套企業(yè)，構(gòu)成了“北中南科學(xué)合理的消費(fèi)設(shè)置和空間規(guī)劃。目前，公司塢容總量252萬(wàn)噸，廠區(qū)總面積逾600萬(wàn)平方米，各種配套設(shè)備設(shè)備先進(jìn)，為總裝化、集約化、專(zhuān)業(yè)化消費(fèi)提供了充足保證。集團(tuán)全系統(tǒng)在職員工1萬(wàn)余人，分承包方員工

2、近4.5萬(wàn)人?；趯?zhuān)業(yè)化的效力和現(xiàn)代化的管理，公司曾經(jīng)成為世界知名航運(yùn)公司和海洋石油效力供應(yīng)商首選協(xié)作同伴。.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介1號(hào)船工程獲得“2021年度全國(guó)科技提高一等獎(jiǎng)該系列平臺(tái)建造合同為：4+2模式，目前，2號(hào)船已交付運(yùn)用；3號(hào)主體已下水，4號(hào)正在進(jìn)展船臺(tái)搭載.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介目前南通船務(wù)在建N407、N408工程與該工程類(lèi)似.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.海工產(chǎn)品簡(jiǎn)介.目錄一、課題背景二、選題理由三、現(xiàn)狀檢查四、目確實(shí)定五、緣由分析六、要因確定七、要因分析八、對(duì)策及實(shí)施八角“奧特寶.目錄九、效果檢查十、效果穩(wěn)定十一、小結(jié)計(jì)劃云中矗立的海工平

3、臺(tái).一、課 題 背 景1.N262 和N389 工程概略2.CTOD 簡(jiǎn) 介：.1. N262 和N389 工程概略： N262 和N389 工程為美國(guó)船東公司建造，是一個(gè)概念性工程，屬于“FDPSO消費(fèi)儲(chǔ)油平臺(tái)，該海工產(chǎn)品集儲(chǔ)油、煉油功能于一體，屬于當(dāng)今世界海洋鉆井平臺(tái)技術(shù)程度最高，作業(yè)程度才干最強(qiáng)的領(lǐng)先產(chǎn)品。因嚴(yán)密條款要求，就不進(jìn)一步引見(jiàn)了南通中遠(yuǎn)船務(wù) 高效焊接研討小組 2021年成果報(bào)告一 ：課 題 背 景. 2.CTOD 簡(jiǎn) 介： CTOD 實(shí)驗(yàn)是一種評(píng)價(jià)資料和焊接接頭抗斷裂性能的有效方法。 工業(yè)興隆國(guó)家已在制造業(yè)中廣泛運(yùn)用CTOD實(shí)驗(yàn)作為焊接接頭的評(píng)定方法，以評(píng)價(jià)焊接接頭整體抗開(kāi)裂性

4、能的優(yōu)劣。假設(shè)CTOD值足夠，闡明韌性足夠，可以免除做焊后熱處置。一 ：課 題 背 景.高效焊接工藝與降本增效二、選 題 理 由.二、選 題 理 由規(guī)范此工程的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)規(guī)范主要按照EEMUA 158:1994規(guī)范，而在EEMUA 158中，對(duì)50mm以上的鋼板要做焊后熱處置PWHT或CTOD實(shí)驗(yàn)，二者擇一。設(shè)計(jì)Topside主體構(gòu)造和 keel-Guide & TTR銜接構(gòu)造，主要是由構(gòu)造管、大型工字梁組成，其構(gòu)造資料選用EQ43、API 2W Gr.60超高強(qiáng)鋼和AB/EH36高強(qiáng)鋼板，焊接接頭板厚最大達(dá)100mm。這些重要節(jié)點(diǎn)是由大厚度鋼板或構(gòu)造管相接，構(gòu)造管銜接多是開(kāi)單面坡口，其中大約

5、70%以上焊縫為T(mén)KY節(jié)點(diǎn)和管子對(duì)接單面焊雙面成型焊縫。焊接接頭厚度越大，拘謹(jǐn)度也大，就越有能夠產(chǎn)生裂紋。工藝根據(jù)閱歷和一些規(guī)范要求，采用TMCP工藝的厚鋼板不引薦做熱處置，熔敷金屬和母材的力學(xué)性能在熱處置后性能未必提高，焊后熱處置產(chǎn)生的熱應(yīng)力甚至引發(fā)裂紋，熱處置本錢(qián)也較高。.實(shí)踐情況工藝要求焊接接頭必需具有足夠的韌性；焊接接頭要具有良好的抗裂性能； 提高焊接接頭具的韌性，經(jīng)過(guò)CTOD實(shí)驗(yàn)，不需求PWHT二、選 題 理 由熱處置后的焊接接頭韌性未必提高，甚至降低；熱處置添加諸多困難和不便；熱處置使本錢(qián)增多；. 只需經(jīng)過(guò)CTOD實(shí)驗(yàn)可以證明整體板厚的焊接接頭韌性?xún)?yōu)良，可以不做熱處置。而保證CTO

6、D 實(shí)驗(yàn)的經(jīng)過(guò)，前期必需做大量調(diào)查和研討任務(wù)。為了研討超厚超高強(qiáng)度鋼API 2W Gr.60、AB/EH36級(jí)別的抗裂性能，還能同時(shí)兼顧焊接構(gòu)造的平安性和建造施工的經(jīng)濟(jì)性。我們成立了技術(shù)攻關(guān)小組，開(kāi)展高效焊接工藝推進(jìn)任務(wù)，制定合理的焊接工藝、研討和提高超高強(qiáng)鋼焊接接頭韌性和抗裂性能，提高質(zhì)量，降低耗費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。 二、選 題 理 由.高效焊接工藝與降本增效三、現(xiàn) 狀 檢 查.Quality Management Department 2021/03/21工藝考慮因素制定做焊后熱處理的焊接工藝制定做CTOD試驗(yàn)的焊接工藝設(shè)備和工具準(zhǔn)備和購(gòu)買(mǎi)完好的加熱設(shè)備、傳感器、測(cè)溫工具、加熱片、保溫棉、檢

7、查供電情況、足夠長(zhǎng)和數(shù)量的加熱器專(zhuān)業(yè)電線。力學(xué)性能試驗(yàn)以及CTOD試驗(yàn)外協(xié)。試驗(yàn)室要具有做CTOD的設(shè)備和資質(zhì)。材料焊材選擇受限，焊材熔敷金屬可以經(jīng)過(guò)熱處理，力學(xué)性能還要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；選用可以處理的焊材。某些情況下，熱處理后的焊材沖擊韌性在熱處理后降低。焊材選用受限，選用做過(guò)CTOD試驗(yàn)的焊材，焊材廠家需要提供有相關(guān)CTOD試驗(yàn)資料的焊材。母材的交貨狀態(tài)為T(mén)MCP，不是單獨(dú)退火的熱處理狀態(tài)。不是單獨(dú)退火的熱處理狀態(tài)。母材的交貨狀態(tài)為T(mén)MCP，不受熱處理影響。人員專(zhuān)業(yè)的焊接加熱工數(shù)名，安排好排好工作區(qū)域和時(shí)間。不需要專(zhuān)業(yè)熱處理工。工藝增加熱處理這一工序，造成工程量大，工作復(fù)雜。不需要熱處理。施工

8、環(huán)境做好防護(hù)棚，做好防雨水，防火災(zāi)；空間位置高。不需要熱處理，不占用 對(duì)焊后熱處置工藝和做CTOD實(shí)驗(yàn)進(jìn)展如下比較：三、 現(xiàn) 狀 檢 查.Welding OfficeQuality Management Department 工藝考慮因素制定做焊后熱處理的焊接工藝制定做CTOD試驗(yàn)的焊接工藝工期大量焊縫需要的熱處理時(shí)間長(zhǎng)不耗費(fèi)施工工期成本消耗大量的電能、人工、設(shè)備和材料，產(chǎn)生的直接和間接費(fèi)用計(jì)算復(fù)雜只需付試驗(yàn)費(fèi)用。試驗(yàn)成功，工藝文件認(rèn)可后，現(xiàn)場(chǎng)不做熱處理，省去熱處理產(chǎn)生的直接和間接費(fèi)用。 其他因素：（1） 焊縫空間較高，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，TKY節(jié)點(diǎn)多，這些位置增加工人施工的不安全因素，增加工人鋪設(shè)

9、加熱片和熱處理難度?，F(xiàn)場(chǎng)熱處理位置，搭設(shè)防護(hù)棚，防雨布，為易燃材料，有安全隱患，需要有專(zhuān)人看管（1）試驗(yàn)用焊接材料運(yùn)輸?shù)矫绹?guó)。（2） 遇到現(xiàn)場(chǎng)斷電、停電等突發(fā)情況等其他因素造成熱處理不當(dāng)，容易造成材料性能降低（2）實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)，要滿(mǎn)足船東和船檢要求（3）可以國(guó)內(nèi)進(jìn)行WPQT和熱處理（3）公司及集團(tuán)內(nèi)沒(méi)有做過(guò)CTOD的試驗(yàn)工藝和經(jīng)驗(yàn)，按照6種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行CTOD試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)技術(shù)不成熟（4）其他不可預(yù)見(jiàn)因素（4）其他不可預(yù)見(jiàn)因素 對(duì)焊后熱處置工藝和做CTOD實(shí)驗(yàn)進(jìn)展如下比較：三、 現(xiàn) 狀 檢 查. 只需經(jīng)過(guò)CTOD實(shí)驗(yàn)可以證明整體板厚的焊接接頭韌性?xún)?yōu)良，可以不做熱處置。而保證CTOD 實(shí)驗(yàn)的經(jīng)過(guò)，前期必需

10、做大量調(diào)查和研討任務(wù)。為了研討超厚超高強(qiáng)度鋼API 2W Gr.60、AB/EH36級(jí)別的抗裂性能，還能同時(shí)兼顧焊接構(gòu)造的平安性和建造施工的經(jīng)濟(jì)性。我們成立了技術(shù)攻關(guān)小組，開(kāi)展高效焊接工藝推進(jìn)任務(wù)，制定合理的焊接工藝、研討和提高超高強(qiáng)鋼焊接接頭韌性和抗裂性能，提高質(zhì)量，降低耗費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。三、 現(xiàn) 狀 檢 查.經(jīng)查焊材資料和公司的焊材復(fù)驗(yàn)和PQR數(shù)據(jù)，DW-A55LSR焊材熱處置后，資料強(qiáng)度和沖擊韌性都變差，如表1，表2所示：表1三、 現(xiàn) 狀 檢 查.可見(jiàn)，選擇適宜的焊接方法和資料，制定出適用的焊接工藝和焊后熱處置，提高焊接接頭韌性，會(huì)耗費(fèi)大量的人力和物力，浪費(fèi)能源、降低企業(yè)效益；選擇增做

11、CTOD實(shí)驗(yàn)，既能改良質(zhì)量、降低耗費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。 表2三、 現(xiàn) 狀 檢 查.高效焊接工藝與降本增效四、目 標(biāo) 確 定.確定目的規(guī)范&規(guī)格書(shū)焊接工藝參數(shù)CTOD / MPT 實(shí)驗(yàn)工藝文件四、 目 標(biāo) 確 定完成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的帶有CTOD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的工藝報(bào)告和工藝文件，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)CTOD實(shí)驗(yàn)工藝文件的零突破。確保工程順利進(jìn)展，提高工程質(zhì)量，改善施工工藝和環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益。爭(zhēng)取在TTR工程上節(jié)約本錢(qián)200萬(wàn)。選定焊接工藝參數(shù)，提高焊接接頭韌性，確保超高強(qiáng)度鋼焊接試板力學(xué)性能到達(dá)規(guī)范、工程規(guī)格書(shū)、工藝文件和船東要求。確保CTOD的實(shí)驗(yàn)勝利，滿(mǎn)足CTOD 尖端開(kāi)口間隔不小于0.25mm的目的規(guī)范

12、規(guī)定不小于0.15mm。高效焊接工藝與降本增效五、原 因 分 析. 5M1E分析五、 原 因 分 析.高效焊接工藝與降本增效六、要 因 確 認(rèn).六、 要 因 確 認(rèn)序要因確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)人是否要因1pWPS設(shè)定的工藝參數(shù)不當(dāng)工藝參數(shù)包括焊接參數(shù)、熱參數(shù)等影響焊接熱輸入和接頭組織狀態(tài)是2沒(méi)有船東船檢認(rèn)可的包含CTOD試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定程序文件沒(méi)有試驗(yàn)計(jì)劃和程序，不好進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不清沒(méi)有此項(xiàng)目試驗(yàn)計(jì)劃和程序是3焊工操作造成焊接試板有缺焊工技能、年齡、注意力、思想狀態(tài)等會(huì)影響焊縫質(zhì)量選用技能等多方面都很優(yōu)秀的焊工去做焊接工藝評(píng)定否4試驗(yàn)人員操作失誤試驗(yàn)人員操作失誤，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)不精確試驗(yàn)人

13、員技術(shù)嫻熟經(jīng)驗(yàn)豐富，失誤情況忽略不計(jì)否5實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和資質(zhì)達(dá)不到要求船東對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和資質(zhì)有要求試驗(yàn)設(shè)備和資質(zhì)符合要求否6實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)用設(shè)備儀器故障故障、儀表失靈、刻度誤差等導(dǎo)致試驗(yàn)失敗設(shè)備定期進(jìn)行點(diǎn)檢和維護(hù)，符合使用要求否7無(wú)損探傷漏檢試樣上的缺陷缺陷會(huì)造成試驗(yàn)力學(xué)性能下降或試驗(yàn)失敗無(wú)損檢測(cè)結(jié)果可信否8CTOD試驗(yàn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足，造成試驗(yàn)存在誤差或失敗調(diào)研后，國(guó)內(nèi)CTOD試驗(yàn)比不上國(guó)外是9試樣加工不符合標(biāo)準(zhǔn)和程序要求試樣加工的公差和粗糙度，標(biāo)準(zhǔn)有強(qiáng)制要求，試樣加工不合格，影響試驗(yàn)結(jié)果試樣加工能依照標(biāo)準(zhǔn)加工，而且船東船檢要檢驗(yàn)測(cè)量合格后才實(shí)驗(yàn)否10焊材力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求焊材CTOD

14、值以及其他力學(xué)性能對(duì)焊接接頭起到重要作用選用的是性能優(yōu)良的焊材，但公司內(nèi)沒(méi)有做過(guò)CTOD試驗(yàn) 是11鋼板本身有問(wèn)題鋼板質(zhì)量直接影響焊接頭質(zhì)量鋼板是船東定制，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格進(jìn)貨檢驗(yàn)和NDT檢驗(yàn)，使用的鋼板合格否12焊材運(yùn)輸保管不當(dāng)受潮焊材保管不當(dāng)，受潮、生銹等情況，使焊縫增氫、硬脆，增加產(chǎn)生裂紋傾向焊材保管符合要求否13試驗(yàn)環(huán)境差受氣候、濕度、風(fēng)等影響美國(guó)焊接和檢測(cè)試驗(yàn)室環(huán)境較好否.高效焊接工藝與降本增效七、要 因 分 析.七、 要 因 分 析 序要因分析結(jié)果處理方案1pWPS設(shè)定的工藝參數(shù)不當(dāng)工藝參數(shù)不當(dāng)，不適用設(shè)計(jì)和生產(chǎn)；選用焊材不當(dāng)，試驗(yàn)失??；熱參數(shù)不當(dāng)，容易產(chǎn)生裂紋，或母材組織惡化研究設(shè)計(jì)圖紙

15、、標(biāo)準(zhǔn)和程序文件，編制pWPS，給定焊材和焊接工藝參數(shù)、熱參數(shù)等2沒(méi)有船東船檢認(rèn)可的包含CTOD試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定程序文件沒(méi)有依照的程序文件進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)收研究所涉及的6種標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)格書(shū)等按照標(biāo)準(zhǔn)要求和程序編制CTOD TEST PROGRAM，試驗(yàn)有據(jù)可依，按程序要求進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)收3CTOD試驗(yàn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足國(guó)內(nèi)CTOD試驗(yàn)比不上國(guó)外，而且試驗(yàn)費(fèi)用高與船東協(xié)商，找一家對(duì)CTOD試驗(yàn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)成熟的研究所或?qū)嶒?yàn)室，進(jìn)行WPQT和CTOD試驗(yàn)4焊材力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求焊材力學(xué)性能不穩(wěn)定或不好，將導(dǎo)致力學(xué)性能試驗(yàn)和CTOD試驗(yàn)不通過(guò)查閱資料和以往有關(guān)焊材的力學(xué)性能試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，和選擇韌性?xún)?yōu)良的

16、適合超高強(qiáng)度鋼的420Mpa級(jí)別的焊材.高效焊接工藝與降本增效八、對(duì) 策 及 實(shí) 施.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施目前集團(tuán)內(nèi)沒(méi)有做過(guò)包含CTOD的焊接工藝，按EEMUA 158：1994 建造此類(lèi)構(gòu)造，在集團(tuán)內(nèi)尚屬初次，沒(méi)有可自創(chuàng)的閱歷。經(jīng)過(guò)調(diào)研和多方協(xié)商，制定了對(duì)策表：8.1對(duì)策及實(shí)施方案表存在問(wèn)題對(duì)策開(kāi)始日期解決期限目標(biāo)負(fù)責(zé)人pWPS設(shè)定的工藝參數(shù)不當(dāng)研究設(shè)計(jì)圖紙、標(biāo)準(zhǔn)和程序文件，編制pWPS，給定焊材和焊接工藝參數(shù)、熱參數(shù)等。2011年1月工藝可行，程序滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，船東、船檢認(rèn)可沒(méi)有船東船檢認(rèn)可的包含CTOD試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定程序文件研究所涉及的6種標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)格書(shū)等按照標(biāo)準(zhǔn)要求和程序

17、編制CTOD TEST PROGRAM，試驗(yàn)有據(jù)可依，按程序要求進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)收2011年1月程序滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，船東、船檢簽字認(rèn)可國(guó)內(nèi)CTOD和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足與船東協(xié)商，聯(lián)系到美國(guó)做WPQT和CTOD試驗(yàn)2011年2月-6月確定好合做實(shí)驗(yàn)室；確保試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確符合要求，并得到船東船檢認(rèn)可。焊材力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求查閱資料和以往有關(guān)焊材的力學(xué)性能試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，和選擇韌性?xún)?yōu)良的適合超高強(qiáng)度鋼的420Mpa級(jí)別的焊材。2011年1月焊材可用于試驗(yàn)且試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足要求。.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施1編制pWPS和CTOD TEST PROGRAMECTOD實(shí)驗(yàn)程序8.2. 實(shí)施 存在問(wèn)題pWPS設(shè)定的工藝參數(shù)不

18、當(dāng)沒(méi)有船東船檢認(rèn)可的包含CTOD試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定程序文件國(guó)內(nèi)CTOD和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足焊材力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求2021年1月，小組查閱資料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)和建造閱歷，選用韌性良好的焊材DW-55LSR，KRYO1；選擇合理的焊接參數(shù)，規(guī)定手工焊熱輸入不大于3KJ/mm，在1.4-2.5KJ/mm；規(guī)定藥芯氣體維護(hù)焊熱輸入在0.6-1.3 kj/mm2G橫焊位置、0.8-1.6KJ/mm(3G立焊位置)范圍內(nèi)；研討設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范和規(guī)格書(shū)等文件，編制完成PWPS和CTOD TEST PROGRAME實(shí)驗(yàn)程序，提交給船東和船檢，并得到認(rèn)可。.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施1編制pWPS和CTOD TEST PROG

19、RAMECTOD實(shí)驗(yàn)程序8.2. 實(shí)施 選用焊材：根據(jù)AWS D1.1和EEMUA 158規(guī)范要求，對(duì)于420Mpa和355Mpa級(jí)別對(duì)接接頭，選用DW-A55LSR進(jìn)展焊接，KRYO 1用于返修。以下是公司部分焊材熔敷金屬焊后形狀下的的數(shù)據(jù)：牌號(hào)級(jí)別廠家屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 沖擊值延伸率批號(hào)470MPa（550-690MPa）（-60，27J）21%DW-A55LSRE81T1-Ni1M日本神鋼525585144,132,14432.5AW01615525585132,118,12229AX02185530585116,118,13430AW99445Kryo1E8018-G-H4R日本神鋼4

20、45600100,118,962902510342452060576,86,10027.5025104632從表中可以綜合看出，焊材具有良好的力學(xué)性能。.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施1編制PWPS和CTOD TEST PROGRAMECTOD實(shí)驗(yàn)程序8.2. 實(shí)施 擬定PWPS：擬定力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)工程MPT&CTOD：.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施1編制pWPS和CTOD TEST PROGRAMECTOD實(shí)驗(yàn)程序8.2. 實(shí)施 擬定PWPS：擬定力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)工程MPT&CTOD：.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施8.2. 實(shí)施 2制定國(guó)外WPQT實(shí)驗(yàn)方案和確立實(shí)驗(yàn)協(xié)作方： 國(guó)內(nèi)CTOD實(shí)驗(yàn)起步較晚，國(guó)內(nèi)一些院

21、校和企業(yè)閱歷和技術(shù)上比興隆國(guó)家還有一定的差距，而且費(fèi)用也高。目前，英國(guó)、挪威和美國(guó)等國(guó)家對(duì)焊接接頭低溫韌性測(cè)試技術(shù)的研討較多。美國(guó)ANDERSONS實(shí)驗(yàn)室CTOD實(shí)驗(yàn)設(shè)備到達(dá)世界一流，技術(shù)相對(duì)國(guó)內(nèi)也比較成熟，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有權(quán)威性。2月初，在船東協(xié)調(diào)和協(xié)助下，取消在國(guó)內(nèi)武漢理工大學(xué)及其他焊接研討所的實(shí)驗(yàn)，確定和美國(guó)ANDERSONS實(shí)驗(yàn)室共同完成了含有CTOD實(shí)驗(yàn)的焊接工藝評(píng)定WPQT，并制定了實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)附錄I。4月上旬，從啟東將DW-A55LSR、KRYO130公斤左右焊材，經(jīng)過(guò)上海運(yùn)往美國(guó)實(shí)驗(yàn)室。2021年5月上旬至6月16日，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的WPQT和CTOD實(shí)驗(yàn)，南通中遠(yuǎn)船務(wù)焊接室和美國(guó)AN

22、DERSONS研討所按照編制和實(shí)驗(yàn)程序，順利完成了一切實(shí)驗(yàn)，得到船東和船檢的認(rèn)可。.八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施8.2. 實(shí)施 2制定國(guó)外WPQT實(shí)驗(yàn)方案和確立實(shí)驗(yàn)協(xié)作方：WPQT實(shí)驗(yàn)工程切割分布表示圖： .八、 對(duì) 策 及 實(shí) 施8.2. 實(shí)施 2制定國(guó)外WPQT實(shí)驗(yàn)方案和確立實(shí)驗(yàn)協(xié)作方：CTOD實(shí)驗(yàn)工程圖片： CTOD實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器 CTOD試樣缺口位置放大圖.高效焊接工藝與降本增效九、效 果 檢 查Quality Management Department Welding Office.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告：每個(gè)焊評(píng)的CTOD平均值分別為0.84mm，

23、0.877mm，1.043mm，遠(yuǎn)高于0.15mm的規(guī)范要求，完成不小于0.25mm目的，焊接接頭抗裂性能很好。 CTOD 試驗(yàn)結(jié)果 PQR N0.LocationSpecimenCTOD (inches)CTOD (mm)ValidityPQR-NT-01-357-2GOrigal Weld357-1m=0.033m=0.84validOrigal Weld357-2m=0.035m=0.88validOrigal Weld357-3m=0.36m=0.91validPQR-NT-01-358-3GOrigal Weld358-1m=0.032m=0.81validOrigal Weld35

24、8-2m=0.033m=0.85validOrigal Weld358-3m=0.034m=0.86validPQR-NT-01-359-RepairRepair Weld359-R4m=0.047m=1.2validRepair Weld359-R5m=0.038m=0.97validRepair Weld359-R6m=0.038m=0.96validCTOD displace acceptable value is not less than 0.15mm as per EEMUA 158:1994. CTOD 尖端開(kāi)口間隔m越大，闡明焊接接頭整體韌性越高，越耐抗裂。.九、 效 果 檢

25、查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告：每個(gè)焊評(píng)的CTOD平均值分別為0.84mm，0.877mm，1.043mm，遠(yuǎn)高于0.15mm的規(guī)范要求，完成不小于0.25mm目的，焊接接頭抗裂性能很好。 CTOD 尖端開(kāi)口間隔m越大，闡明焊接接頭整體韌性越高，越耐抗裂。.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： PQR-NT-01-357-2G 各點(diǎn)硬度值都低于325 HV的規(guī)范要求，硬度分布圖闡明，焊接接頭焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)韌性?xún)?yōu)良。.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： PQR-NT-01-358-3G 各點(diǎn)硬度值都低于325 HV的規(guī)

26、范要求，硬度分布圖闡明，焊接接頭焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)韌性?xún)?yōu)良。.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： PQR-NT-01-359-3G Repair 各點(diǎn)硬度值都低于325 HV的規(guī)范要求，硬度分布圖闡明，焊接接頭焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)韌性?xún)?yōu)良。.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： CNV沖擊實(shí)驗(yàn)：PQR-NT-01-357-2GEnergy Absorbed(Joules) -40LocationSpecimen No.Single value(J)Ave. value(J)1Weld Metal-Cap357-WC112126

27、1181192Weld Metal-Root357-WR10498971003Fusion Line EH36,Root357-FLR-EH361231451181295Fusion Line EH36,Cap357-FLC-EH361411541361446FL+2mm EH36,Cap357-2LC-EH362922362992767FL+5mm EH36,Cap357-5LC-EH362362402332364Fusion Line 2W60,Root357-FLR-2W601861651401648Fusion Line 2W60,Cap357-FLC-2W60142132124133

28、9FL+2mm 2W60,Cap357-2LC-2W6029914629924810FL+5mm 2W60,Cap357-5LC-2W60299299297298.Quality Management Department Welding Office九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： CNV沖擊實(shí)驗(yàn)：PQR-NT-01-358-3GEnergy Absorbed(Joules) -40LocationSpecimen No.Single value(J)Ave. value(J)1Weld Metal-Cap358-WC100971101022Weld Metal

29、-Root358-WR8110376873Fusion Line EH36,Root358-FLR-EH361481011331275Fusion Line EH36,Cap358-FLC-EH36622061631446FL+2mm EH36,Cap358-2LC-EH362462462442457FL+5mm EH36,Cap358-5LC-EH362402402362394Fusion Line 2W60,Root358-FLR-2W601591601371528Fusion Line 2W60,Cap358-FLC-2W601471621381499FL+2mm 2W60,Cap358

30、-2LC-2W6024824223824310FL+5mm 2W60,Cap358-5LC-2W60234234240236.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： CNV沖擊實(shí)驗(yàn)：PQR-NT-01-359-3G REPAIREnergy Absorbed(Joules) -40LocationSpecimen No.Single value(J) Ave. value(J)1Weld Metal-Rep.Cap359-WC58 103 91 842Weld Metal-RepRoot359-WR127 108 106 1143Fusion Line OWM,Root

31、359-FLR-OWM109 84 118 1045Fusion Line OWM,Cap359-FLR-OWM125 108 108 1146FL+2mm OWM,Cap359-2LC-OWM101 103 95 1007FL+5mm OWM,Cap359-5LC-OWM107 95 101 1013Fusion Line 2W60,Root359-FLR-2W60288 289 101 2268Fusion Line 2W60,Cap359-FLC-2W60125 283 197 2029FL+2mm 2W60,Cap359-2LC-2W60276 269 276 27410FL+5mm

32、2W60,Cap359-5LC-2W60274 270 278 274.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： CNV沖擊實(shí)驗(yàn)：CNV實(shí)驗(yàn)去，一切試樣，全部高于規(guī)范不同焊接線能量下，焊接接頭母材、焊縫、返修焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)的韌分布，如右表：焊縫及熔合區(qū)的相對(duì)偏向。焊接接頭區(qū)域的韌性分布如下圖。.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： CNV沖擊實(shí)驗(yàn)：359-3G KRYO1 對(duì)原始焊縫DW-A55LSR的焊縫熱影響區(qū)的沖擊韌性比DW-A55LSR358-3G的韌性有所提高。359-3G KRYO1 對(duì)母材API 2W-Gr.60一側(cè)的影響，

33、沖擊韌性從FL到FL+5mm的區(qū)域內(nèi)比358-3G中有所提高，甚至高于357-2G中的沖擊韌性。這是由于返修焊縫對(duì)近坡口處的母材和原始焊縫金屬起到了熱處置的作用。焊縫區(qū)域：359-3G用KRYO 1返修焊縫中，純KRYO 1熔敷金屬的沖擊值低于359-3G的DW-A55LSR原始焊縫。且二者在焊縫區(qū)域低于357-2G中DW-A55LSR焊縫金屬的沖擊韌性。.九、 效 果 檢 查9.1 實(shí)驗(yàn)效果及WPQT和CTOD報(bào)告： CNV沖擊實(shí)驗(yàn)：同種焊材和母材，焊縫區(qū)域357-2G比358-3G位置的沖擊韌性好，和焊接線能量有關(guān)。母材API 2W Gr.60和EH36側(cè)沖擊韌性跟焊接線能量對(duì)母材的熱處置

34、有關(guān)。其他力學(xué)性詳見(jiàn)焊接工藝評(píng)定報(bào)告WPQR。.九、 效 果 檢 查 9.3 用到消費(fèi)施工結(jié)果： 2021年8月初南通中遠(yuǎn)船務(wù)焊接室派人擔(dān)任建造海工工程“奧特寶井口導(dǎo)向構(gòu)造TTR&Keel Guide工程，到2021年11月29日，工程全部完成。該工程井口導(dǎo)向構(gòu)造TTR&Keel Guide工程為滿(mǎn)足英國(guó)北海惡劣海況下消費(fèi)要求，執(zhí)行EEMUA 158規(guī)范，是中遠(yuǎn)船務(wù)承接建造EEMUA 158規(guī)范首個(gè)工程，這樣節(jié)約了大量人力物力財(cái)力，并且大大縮短了施工工期。 最終實(shí)現(xiàn)UT合格率99.44%，無(wú)二次返修及裂紋等缺陷。整體尺寸到達(dá)10mm規(guī)范要求25mm以?xún)?nèi)，井口構(gòu)造尺寸到達(dá)4mm規(guī)范要求10mm以

35、內(nèi)。得到船東、船檢的一致好評(píng)，同時(shí)也為后續(xù)執(zhí)行EEMUA 158規(guī)范的“勤勞號(hào)N389海工工程建造積累了珍貴閱歷。經(jīng)過(guò)擬定合理的編制焊接工藝、包含CTOD的焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)WPQT，最終獲得實(shí)驗(yàn)和“奧特寶井口導(dǎo)向構(gòu)造TTR&Keel Guide建造的勝利。7月初，根據(jù)WPQR完成WPS-NT-01-357-358的組合工藝和WPS-NT-01-359返修工藝, 并將焊接工藝規(guī)程WPS復(fù)印件提交給工程運(yùn)用。9.2 完成WPS工藝文件：.節(jié)約250萬(wàn)防止PWHT，降低危險(xiǎn)節(jié)省人工和工期節(jié)省電費(fèi)、耗材費(fèi)九、 效 果 檢 查.九、 效 果 檢 查 9.3 用到消費(fèi)施工結(jié)果：產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益情況： CTO

36、D 實(shí)驗(yàn)可以免除海洋構(gòu)造鋼焊后熱處置，大大節(jié)省本錢(qián)和工期。 經(jīng)過(guò)粗略本錢(qián)估計(jì)，38mm-76mm厚鋼板，1000mm焊縫，需求熱處置62020。升溫、保溫、降溫，大約需求8-12小時(shí)。加熱設(shè)備功率：2400kWh。每個(gè)加熱器可以接6塊加熱片，總長(zhǎng)大約6m。假設(shè)在鋼材單面加熱，每米焊縫耗平均電量 Q= 2400106=4000 kwh，電費(fèi)假設(shè)為1元每度。每米焊縫破費(fèi)電費(fèi): Money= 40001=4000元/米。N262工程上的井口導(dǎo)向和立管構(gòu)造，超越50mm厚的節(jié)點(diǎn)，大約32處，一處大約16m，總長(zhǎng)大約512m。僅電費(fèi)節(jié)省就節(jié)省了大約204.8萬(wàn)元。再加上人工、加熱片、保溫棉、傳感器、設(shè)備

37、和耗材等資料等產(chǎn)生的直接和間接費(fèi)用，總共大約節(jié)約250萬(wàn)元左右。.九、 效 果 檢 查 9.3 用到消費(fèi)施工結(jié)果：工期方面：假設(shè)6臺(tái)加熱設(shè)備用到該構(gòu)造，不思索流水施工方法，單計(jì)算工期，熱處置估計(jì)用15天左右。及節(jié)省15天的工期。.九、 效 果 檢 查 9.4 對(duì)N389 CHEVIOT-OCTABUOY 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益估算：后續(xù)的N389 CHEVIOT-OCTABUOY 八角上部構(gòu)造，建造難度更大，構(gòu)造復(fù)雜，38-100mm厚板銜接的TKY和對(duì)接節(jié)點(diǎn)更多，焊縫更長(zhǎng)。假設(shè)熱處置，付出的代價(jià)更高。N389工程上，100多個(gè)這種節(jié)點(diǎn)，焊縫總長(zhǎng)度超越TTR&Keel Guide的4倍，初步估計(jì)，因不

38、做熱處置至少可以節(jié)省1000多萬(wàn)元。.九、 效 果 檢 查 9.5 產(chǎn)生無(wú)形效果：1. 改善施工環(huán)境，防止了熱處置施工產(chǎn)生的平安隱患。2. 提高了組員團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)及個(gè)人才干，培育和鍛煉了人才。3. 提升公司建造才干和質(zhì)量品牌，可以為承接類(lèi)似構(gòu)造的建造提供技術(shù)資料和憑證。.高效焊接工藝與降本增效十、效 果 鞏 固.十、 效 果 鞏 固 10.2 中遠(yuǎn)船務(wù)焊研室完成了焊接工藝評(píng)定報(bào)告WPQR，PQR-NT-01-357&358、PQR-NT-01-359和WPS-NT-01-357-358的組合工藝、WPS-NT-01-359返修工藝。 此次焊接工藝評(píng)定是集團(tuán)內(nèi)首個(gè)按照EEMUA 158 規(guī)范建造導(dǎo)管

39、架構(gòu)造的焊接工藝評(píng)定工程，并構(gòu)成了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CTOD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的工藝報(bào)告和工藝文件，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)API 2W Gr. 60 和AB/EH36 76mm厚鋼板對(duì)在3G和2G兩個(gè)位置不同接焊線能量范圍的焊接以及SMAW返修FCAW焊縫的CTOD實(shí)驗(yàn)空白，也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)按照EEMUA 158:1994，BS7447，AWS D1.1/D1.1M:2021，ABS Rules Part 2，UK-HSE OTR01015 Steel，API RP 2Z六個(gè)規(guī)范進(jìn)展的CTOD和力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的空白。10.1 中遠(yuǎn)船務(wù)焊研室完成集團(tuán)內(nèi)第一個(gè)同時(shí)滿(mǎn)足6種規(guī)范EEMUA 158:1994，BS7447，AWS

40、 D1.1/D1.1M:2021，ABS Rules Part 2，UK-HSE OTR01015 Steel，API RP 2Z的CTOD實(shí)驗(yàn)程序：和。.高效焊接工藝與降本增效十一、小 結(jié) 打 算Quality Management Department Welding Office.十一、 小 結(jié) 打 算 1 設(shè)計(jì)：構(gòu)造按照EEMUA 158:199和AWS D1.1 2021規(guī)范設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)焊縫節(jié)點(diǎn)和坡口型式。 76mm厚對(duì)接接頭開(kāi)單面V型坡口，焊后焊縫根部剩余應(yīng)力更大，比雙面坡口的根部更容易產(chǎn)生冷裂紋，對(duì)編制焊接工藝提出了更高的要求。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)勝利運(yùn)用，積累了厚板單面坡口焊的勝利運(yùn)用閱歷。 從設(shè)計(jì)、選用規(guī)范、工藝文件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾方面總結(jié)如下：.十一、 小 結(jié) 打 算 2完成的工藝和技術(shù)文件： 完成了WPS-NT-01-357-358的組合工藝和WPS-NT-01-359返修工藝。 不同組別強(qiáng)度鋼API 2W Gr.60AWS Group III 和AB/EH36(AWS Group II)焊接，完成了SMAW+FCAW-G組合工藝以及SMAW Repair 手工焊條返修種焊接工藝?？梢愿采wAWS Group III 跟AWS Group II&AWS Group I 中