深水钢悬链线立管焊接的焊口结构的制作方法

本发明涉及焊口结构，尤其涉及一种深水钢悬链线立管焊接的焊口结构。

背景技术：

随着海洋油气工程开发不断向深水发展，立管系统在深水油气开发生产成本所占比重越来越大，传统的立管系统在技术上和经济上已经不适应深水发展的需要。钢悬链线立管是近年来研究发展起来的一种新型深水立管系统，它不仅成本低，对浮体运动有较大的适应性，而且适用高温高压工作环境，已在国外有过多次成功应用的范例，取代了柔性立管和顶张力立管而成为深水开发的首选立管形式，代表着现代深海平台立管的技术发展方向。因此，研究深水海洋平台钢悬链线立管焊接接头的焊接工艺，尤其基于深水钢悬链线立管焊接的焊口结构设计，通过力学性能、断裂韧性、疲劳性能等性能试验，以评估和验证焊接工艺及焊口结构的有效性和实用性，有着重要作用。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种深水钢悬链线立管焊接的焊口结构，该焊口结构设计合理，有利于焊接根部熔合和表面成型，提高焊接质量和效率，该焊口结构可节省焊接材料，适用于深水钢悬链立管横焊位置的环缝全自动焊接工艺，能够确保焊接接头质量和性能满足规范要求。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明深水钢悬链线立管焊接的焊口结构，其特征在于，其为窄间隙j字形坡口；该j字形坡口设在管道端部对应的焊接处，该j字形坡口角度为3至5度，钝边厚度为1mm至2mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3至5mm，坡口距离管道内壁5.08mm处的开口宽度为3至4mm。

前述的深水钢悬链线立管焊接的焊口结构，其中，所述窄间隙j字形坡口角度为2至4度，钝边厚度为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3.18至3.20mm，距离管道内壁5.08mm处的开口宽度为3.2至3.3mm。

前述的深水钢悬链线立管焊接的焊口结构，其中，所述窄间隙j字形坡口角度为3度，钝边厚度为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3.18mm，距离管道内壁5.08mm处的开口宽度为3.2至3.3mm。

本发明深水钢悬链线立管焊接的焊口结构的有益效果，该焊口结构设计合理，适用于深水钢悬链线立管横焊位置的全自动焊接工艺，利用该焊口结构所开发的焊接工艺可通过钢悬链线立管焊接规范所要求的力学性能、断裂韧性、疲劳性能的特殊性能试验。利用该焊口结构所焊接的焊接接头具有优秀的根部和表面成型质量，避免根部未熔合及焊趾咬边等缺陷，可以有效提高焊接接头疲劳性能；利用该焊口结构所焊接的焊接接头的焊缝和热影响区具有优秀的断裂韧性和较的ctod数值；利用该焊口结构所焊接的焊接接头在拉伸、弯曲、冲击、硬度、刻槽锤断等试验具有优秀的力学性能。该焊口结构可满足深水钢悬链立管焊接工艺的技术要求。

附图说明

图1为本发明的深水钢悬链线立管焊接的焊口结构示意图。

图中主要标号说明：1管道内壁、2管道外壁、3钝边、31钝边厚度、4圆角弧、41圆角半径、5距离管道内壁5.08mm、51距离管道内壁5.08mm处的开口宽度、6坡口面、61坡口角度。

具体实施方式

如图1所示，本发明深水钢悬链线立管焊接的焊口结构，其为窄间隙j字形坡口；该j字形坡口设在管道端部对应的焊接处，该j字形坡口角度61为3至5度，钝边3的厚度31为1mm至2mm，坡口与钝边的过渡圆角半径41为3至5mm，坡口距离管道内壁1的5.08mm处5的开口宽度51为3至4mm。其中，所述窄间隙j字形坡口角度61为2至4度，钝边厚度31为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边3的过渡圆角半径41为3.18至3.20mm，距离管道内壁1的5.08mm处5的开口宽度51为3.2至3.3mm。

本发明较佳实施例的窄间隙j字形坡口角度61为3度，钝边厚度31为1.4mm至1.5mm，坡口与钝边的过渡圆角半径41为3.18mm，距离管道内壁1的5.08mm处的开口宽度51为3.2至3.3mm。

利用本发明深水钢悬链线立管焊接的焊口结构进行焊接试验过程如下：管道选用外径为355.6mm，壁厚为19.1mm的x65级管道，焊接位置为横焊位置。将两节管道的端部按照图1所示的焊口结构进行机加工；将两节管道组对并安装在试验平台支架上，点焊固定，焊前预热；第一层封底焊接采用冷金属过渡形式的焊接工艺，第二层热焊道和第三层填充焊采用脉冲的双丝焊接，第四层和第五层填充采用脉冲的双丝焊接，第六层填充采用脉冲的单丝焊接，第七层和第八层盖面采用脉冲的双丝焊接，焊接完毕；获得检验合格的焊接接头。

利用本发明深水钢悬链线立管焊接的焊口结构所焊接的焊接接头具有优秀的根部和表面成型质量，避免根部未熔合及焊趾咬边等缺陷，可以有效提高焊接接头质量；利用该焊口结构所焊接的焊接接头在拉伸、弯曲、冲击、硬度、刻槽锤断等试验结果合格，具有优秀的力学性能。利用该焊口结构所焊接的焊接接头的焊缝和热影响区的ctod数值较高，具有优秀的断裂韧性；利用该焊口结构所焊接的焊接接头通过钢悬链线立管焊接规范所要求的疲劳性能试验测试合格。利用该焊口结构所焊接的焊接接头可满足深水钢悬链立管焊接工艺的技术要求

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种深水钢悬链线立管焊接的焊口结构，其为窄间隙J字形坡口；该J字形坡口设在管道端部对应的焊接处，该J字形坡口角度为3至5度，钝边厚度为1mm至2mm，坡口与钝边的过渡圆角半径为3至5mm，坡口距离管道内壁5.08mm处的开口宽度为3至4mm；该焊口结构设计合理，有利于焊接根部熔合和表面成型，提高焊接质量和效率，该焊口结构可节省焊接材料，适用于深水钢悬链立管横焊位置的环缝全自动焊接工艺。

技术研发人员：许可望;李维锋;徐晓明;刘永贞;王伟;杨炳发;曹军;孙有辉;栾陈杰;许威
受保护的技术使用者：海洋石油工程股份有限公司
技术研发日：2018.07.27
技术公布日：2018.11.13