0 引言

桩腿对接耦合装置LMU是大型组块浮托安装中必不可少的一个装置，其位于组块立柱与导管架对接处，在组块与导管架的对接过程中能够起到缓冲刚性碰撞作用，是保证浮托安装成功的关键部件［1］。本公司建造的惠州25－8DPP平台组块浮托自身质量达到1.5万t，是近期应用LMU结构大型组块之一，如图1所示，其LMU采用陆地安装到组块上，再在海上与导管架连接，这样可以大大缩短海上施工周期，降低成本。

  

图1 惠州25－8DPP平台组块

惠州25－8项目位于珠江口盆地，LMU与导管架的海上连接口施工环境恶劣，接头承受较大应力，再加上焊口壁厚大且采用低合金高强钢，焊接中容易出现各类缺陷，尤其是冷裂纹。针对LMU与导管架的海上连接口，笔者开发了免焊后热处理焊接工艺，同时对施工过程中容易出现各类焊接缺陷成因进行了分析，并根据LMU与导管架的海上连接口环境施工特点对现场施工要点进行了总结。

经济系数的计算方式为：优先顺序中相邻两个能源子系统的运行费用之差比上优先顺序中最前能源子系统与最后能源子系统的运行费用之差。

1 LMU海上连接口焊接工艺

惠州25－8项目对板厚超过50 mm的焊接接头要求进行焊后热处理，同时规定若焊态下焊接接头经CTOD（Crack-Tip Opening Displacement裂缝尖端开口位移）性能测试合格，则可以免去焊后热处理。进行焊后热处理工作会增加焊口完工工序，从而增大现场质量风险，增加建造成本与延长工期，而焊态下焊接接头获得良好CTOD性能的焊接工艺（以下简称CTOD焊接工艺）对焊接工艺参数的控制极为严格，还可消除焊后热处理工作带来的不利影响。经笔者综合评估，开发了免热处理的CTOD焊接工艺。

1.1 试验母材的选择

焊评选用的母材壁厚为惠州25－8项目中的最大壁厚100 mm，供货状态也与项目的一致，为正火态，材质为河北舞阳钢铁公司产GB 712—2011 DH36－Z35，试验钢板的化学成分和力学性能分别见表1和表2。

 

表1 GB712－2011 DH36－Z35试验件的化学成分（质量分数）（%）

  

C Si Mn P S Cu Mo Ni Cr Nb Ti Al V 0.11 0.28 1.53 0.011 0.001 0.08 0.026 0.06 0.06 0.037 0.002 0.023 0.071

 

表2 GB 712—2011 DH36－Z35试验件的力学性能

  

注：表1，表2中数据为钢材证书提供的实测值。

 

冲击吸收功A KV/J（－2 0 ℃）D H 3 6－Z 3 5 4 4 0 5 6 5 3 1.5 2 5 5， 2 9 0， 2 6 5钢材 屈服强度R eL/M P a抗拉强度R m/M P a伸长率A（%）

1.2 试验母材焊接性能分析

钢材焊接性能的差异可用焊接性表示，而钢材的焊接性通常用碳当量来评价。按国际焊接学会（IIW）推荐的碳当量计算公式［2］，结合表1中的数据计算出试验母材 GB 712—2011 DH36－Z35的 w（C）eq=0.41%。国际焊接学会和中国造船规范推荐的碳钢及低合金钢常用的碳当量标准是：当w（C）eq＜0.4%时，钢材的淬硬倾向不明显，焊接性优良，焊接前不必预热； 当 w（C）eq为 0.4%～0.6%时， 钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热，控制热输入等工艺措施；当w（C）eq＞0.6%时，淬硬倾向大， 属于较难焊的钢材，需采取较高的预热温度和严格的工艺措施［2］。

1.3 焊接工艺设计

3.1.3 工件准备

1.4.2 力学性能试验

（2）焊前应采取打磨等措施彻底清除坡口表面及附近25 mm内的铁锈、油污异物。

建国后，党和国家十分重视人民教育建设，1952年3月我国教育部又颁发了《小学暂行规程》，明确提出“双基”概念，把小学教育目标表述为“使儿童具有读、写、算的基本能力和社会、自然的基本知识”。乘着这场教育的春风，1953年奶奶走入了校园。1958年奶奶考上了巴县民办师范学校，学校离家里十几里路远，又不是住宿学校，奶奶只得赤脚走十几里山路去上学。奶奶坚信知识改变命运，所以她每天天还没亮的时候就去上学，等到黑夜降临的时候，她仍走在回家的小路上。日日赤脚行走十几里路，路上也没什么同行的人，但她的心里却感到很充实，学习知识的快乐早将这身体上的劳累温柔抚去。

（3）焊接材料应选用低氢焊材，以降低氢致裂纹发生几率。

在风景园林建设的多种要素中，植物和植物景观是与碳循环有着密切联系的核心要素[4]。因为在绿道建设中其他要素低碳效应在于减少碳排放，而植物和植物景观既与减少碳排放有关，又与碳固定有联系，因此在绿道规划设计中，需要找到合适的植物景观规划设计策略，才能最大化的减少碳排放。

 

表3 SMAW焊接工艺参数

  

热输入/（k J·m m-1）封底层 T E N A C I T O R 3.2 9 0～1 3 0 1 9～2 2 5 0～1 0 0 1.3～2.4填充层 T E N A C I T O R 3.2 1 0 0～1 3 5 1 9～2 2 7 0～1 3 0 1.0～2.0填充层 T E N A C I T O R 4.0 1 4 0～1 7 0 2 1～2 4 1 0 0～1 8 0 1.0～2.0盖面层 T E N A C I T O R 3.2 1 0 0～1 3 0 1 9～2 2 7 0～1 6 0 1.0～2.3焊层 填充金属 焊材直径/m m焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/（m m·m i n-1）

 

表4 SMAW＋FCAW－G焊接工艺参数

  

热输入/（k J·m m-1）封底层 S M A W L B－5 2 U 3.2 无 7 0～1 1 0 1 9～2 3 6 0～1 0 0 1.3～2.0填充层 F C A W－G D W－A 5 5 L 1.2 A r/C O 2 1 8 0～2 4 0 2 2～2 6 1 8 0～4 3 0 0.9～1.6盖面层 F C A W－G D W－A 5 5 L 1.2 A r/C O 2 1 7 0～2 4 0 2 2～2 6 1 5 0～4 5 0 0.8～1.5焊层 工艺 填充金属焊材直径/m m保护气体焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/（m m·m i n-1）

1.4 检验结果及分析

根据AWS D1.1钢结构焊接规范对焊接工艺评定试验的要求，分别进行减截面拉伸、全焊缝拉伸、侧向弯曲、夏比冲击和宏观硬度试验，结果见表5。

以系统执行一次30任务对、50任务对和100任务对进出库作业为例进行分析。其中30任务对进出库作业列表如表3所示。

（1）适当的预热温度和层间温度。由于试验母材壁厚达100 mm，为降低焊接接头拘束度及缓解焊接残余应力，确定最低预热温度为110℃，最高层间温度为200℃；采用电阻加热器对焊缝两侧各150 mm进行预热，层间温度不得低于预热温度。

再者，多一份爱的助力，打造一个和谐家园。班主任要充分调动家长的积极性，利用家长资源，丰富班级活动，让群成员找到存在感。如在班级群里发起亲子活动，邀请家长进行职业经验分享等。大家各抒己见，筹划分工，不仅活跃了群落，也促进了班级成长。

根据新村金矿床原生晕及各项地球化学参数的研究，绘制矿床成矿元素空间分布示意图(图5)。从示意图中可以看出，成矿热液由矿区北北西侧深部沿构造通道多次分期上侵至矿区。根据矿床原生晕的大致分带情况可知，矿区的原生晕轴向分带为以Mo-Ni-Co-Cu为后尾晕，以W-Au-Ag-As-Sb为中心晕，以Mn-Ba-Zn-Pb-Hg为前缘晕。而示意图中实线所标示的原生晕中心正是新村金矿主要矿体部分，故可以推断在-60中段的下方，仍旧有大部分金矿体的存在，同时也表明矿区北北西侧深部仍有较大找矿空间。

此种建设模式常见于智慧城市发展初期，尤其是政府直接投资，各委办局根据自身信息化发展需求上报相应模块，最终组合成一个智慧城市建设方案。建设过程中虽有统一协调机构，但往往在实际操作过程各自为政、独立建设运营，形成新的信息化烟囱群。

1.4.1 无损检验

 

表5 力学性能试验结果

  

注：表5中数据为焊评试验实测值，冲击吸收功低值均出现在根部焊缝中心线，其他区域冲击吸收功值均在100 J以上。

 

工艺减截面拉伸试验/M P a全焊缝拉伸试验/M P a弯曲试验（1 8 0°）冲击吸收功/J（－2 0 ℃）宏观 硬度H V 10 S M A W 5 2 4～5 5 8 5 2 8（屈服）6 0 3（抗拉）弯曲面无裂纹，合格 4 0～2 6 2焊缝及热影响区剖面完全熔合，无缺陷1 6 2～2 9 9 F C A W－G 5 5 2～5 7 6 5 4 3（屈服）6 0 2（抗拉）S M A W＋弯曲面无裂纹，合格 3 6～2 5 3焊缝及热影响区剖面完全熔合，无缺陷1 4 2～2 7 7

由试验结果可看出：

构建新闻真实世界的“好搭档”—基于AI和区块链技术的新闻真实环境探讨…………………………………………………胡航，崔艳菊（4，96）

（1）无论是减截面拉伸试验，还是全焊缝拉伸试验结果均高于GB 712—2011标准要求，证明所选择焊接材料匹配DH36－Z35钢材是适合的；

焊接完成48 h后进行NDT无损检验，包括焊缝外观检验、MT和UT探伤，检验结果均满足AWS D1.1钢结构焊接规范的要求。

（2）弯曲试验采用50.8 mm压头进行侧弯试验，试件弯曲面均无裂纹，证明焊缝金属塑性满足需求；

形势变得异常严峻。订单越来越少，价格就被压得更低，景花厂将面临着揭不开锅的局面。阿花像只漏气的轮胎，怎么打气也无济于事了。阿花说我拿什么撑下去啊，就算我养着这些员工，也养不了几个月，金融危机是几个月就能过去的吗？阿花忽然悲恸不已，伏在办公桌上泪如珠落。阿花说，都是我这个老板的错，我只关心美容健身，关心时尚服装，从不关心政治经济，不关心市场走势，要早知道闹金融危机，景花厂及早调头，哪会像今天这样一败涂地呢？

（3）－20℃夏比V形缺口冲击试验结果良好，均高于项目中－20℃冲击吸收功单值≥34 J，均值≥50 J的要求，证明焊接接头具有较好的冲击韧性，同时需注意根部焊缝的施工，严格控制焊接工艺参数并及时做好焊缝清理工作；

（4）严格控制热输入。热输入过大，容易造成接头和热影响区组织过热，产生过热组织，而使其脆化，降低焊缝和热影响区的硬度和韧性；热输入过小，熔池温度不够，冷却速度加快，容易产生淬硬组织如马氏体，会造成焊缝应力集中，产生严重变形导致开裂。故试验时应采用多层多道焊，选用适当的焊接工艺参数，严格控制热输入，具体的焊接工艺参数见表3和表4。

（4）所有宏观试验焊缝及热影响区剖面均完全熔合，无缺陷，满足AWS D1.1标准要求；

（5）所有硬度试验满足项目中对DH36－Z35钢材HV10325的要求。

1.4.3 断裂韧性试验

本次试验根据 DNV－OS－C401 和 BS 7448－2的要求分别对2种不同焊接工艺的焊接接头进行CTOD试验，具体试验结果见表6。

 

表6 CTOD试验结果

  

焊接工艺 试验温度/℃ 焊缝金属有效C T O D值/m m热影响区有效C T O D值/m m S M A W 0 1.7 5 3 0， 0.0 7 4 7， 1.8 6 1 0，1.2 5 4 6， 2.5 3 5 6， 0.7 3 7 9 1.2 2 3 1， 1.3 1 0 4， 0.7 5 0 0，0.1 3 8 0， 3.7 5 3 5， 0.2 1 2 1 S M A W＋F C A W－G 0 0.6 6 8 3， 0.5 9 1 7， 0.5 4 0 0 1.0 6 2 5， 1.0 6 5 1， 0.6 1 4 8

根据DNV－OS－C401标准要求：当CTOD有效值为3～5个时，最小有效值应≥0.15 mm；当CTOD有效值为6～10个时，第二小有效值应≥0.15 mm。可见，本次试验结果完全满足该标准要求，证明焊接接头在0℃环境下具有良好的抗裂性能，进一步证明了焊接材料和焊接工艺的适用性。

术前预康复是指在术前针对有可能影响术后康复的状态进行调理，以减少术后并发症的发生，加速术后患者的康复速度。术前1个月的戒酒有利于减少出血、伤口愈合不良、心肺并发症等。术前戒烟有利于降低肺部及切口并发症的风险，术前戒烟1个月以上获益更多。通过改善营养，纠正术前低蛋白、贫血情况可有效改善预后，针对术前存在中度以上通气功能障碍的患者，术前呼吸功能锻炼(如指导患者进行有效咳嗽，体位引流及胸背部拍击等)有利于提高患者肺功能及对手术的耐受性，显著降低术后肺部并发症发生率，缩短住院时间。

2 焊接缺陷成因

LMU与导管架的海上连接口常见的焊接缺陷主要有气孔、未焊透和冷裂纹，其他缺陷相对较为少见。这主要与施工环境和结构特点息息相关。海上风大、空气相对湿度大，使得焊缝极易失去保护气体的保护而溶入较多气体，所以LMU与导管架的海上连接口经常出现气孔。同时焊接电流过大、电弧过长、焊接区表面有油锈等污物、焊接接头冷却速度过快等因素也会产生气孔。LMU与导管架海上连接口经常出现未焊透的主要原因是组对过程中出现变形，导致根部间隙部分区域偏大，部分区域偏小，且伴有不同程度的错边，导致根部焊道未焊透。

钢材的淬硬倾向、焊接接头氢含量及其分布以及接头所承受的拘束应力状态是产生焊接冷裂纹的三大主要因素［3］。LMU与导管架的海上连接口极易出现冷裂纹主要与焊缝金属中的扩散氢含量、氢的扩散和富集以及复杂的应力场有关。海上风大、空气相对湿度大，极易导致焊缝中氢含量的增加，再加上LMU壁厚较厚，不利于氢的扩散，所以该海上连接口极易出现冷裂纹。为防止冷裂纹，必须尽量控制焊缝中的扩散氢含量。由于海风和潮汐的作用使焊接接头时时处在复杂的应力场中，应力梯度越大，氢扩散的驱动力也越大，也就更容易使氢向应变集中区扩散和聚集，从而产生裂纹。因此，施工中能有效减小焊接应力的措施都有利于防止冷裂纹的产生。

3 现场施工要点

结合对LMU与导管架的海上连接口常见焊接缺陷成因分析及其施工特点，笔者总结了以下一系列施工要点和措施来预防各类常见焊接缺陷的产生，尤其是冷裂纹的产生。

3.1 焊前准备

3.1.1 技术准备

在施焊前首先要熟悉图样，根据施工环境和结构特点选择正确合理的焊接工艺，本项目LMU与导管架的海上连接口适用2种焊接工艺分别为纯SMAW工艺和SMAW＋FCAW－G工艺，对应的焊材分别为TENACITO R和LB－52U＋DW－A55L。当海上施工条件较好时，尽量选用SMAW＋FCAW－G工艺，在保证施工质量的同时保证焊接效率，当海上施工条件较差时，SMAW＋FCAW－G工艺无法保证质量时，应选用纯SMAW工艺。由于此2种工艺皆为CTOD工艺，焊接工艺参数要求严格，对焊工技能的要求也较高，因此施焊前需熟练掌握WPS中的各项焊接工艺参数。

3.1.2 器材准备

施焊前需检验调试设备工机具，以保证运转良好；按工艺规定准备并领取焊材。LB－52U和TENACITO R焊条应放在保温筒内，保温筒内温度应不低于75℃，一次焊材发放量不得超过4 h的用量。保温筒内未用完的焊条应放至烘箱内再次烘干。重新烘干次数不得超过1次。DW－A55L焊丝要注意防潮以得到满意的性能和焊接效果，超过12 h或夜间直接暴露在潮湿环境中的焊丝禁止使用。进行焊接时，焊丝送丝机要盖好遮盖板以防雨天焊丝被雨水淋湿。在雨后应检查焊丝，不允许使用生锈的焊丝。

根据所选钢材情况，焊接工艺设计时着重注意以下几点：

（1）施工场地应尽量采取保护措施将焊接区域的风速或空气流动速度降低到8 km/h以下，以降低气孔和冷裂纹缺陷出现的概率。

（2）施焊前应检查坡口表面，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷，应清除焊接接头的内外坡口表面及坡口两侧母材表面至少25 mm范围内的氧化物、油污、熔渣及其他有害物质，并防止已清理过的坡口被再次污染，以降低气孔和冷裂纹缺陷出现的概率。

（3）打磨调整根部间隙和钝边，使其在WPS允许的范围内，如图2所示，对于过大的根部间隙可通过堆焊程序调整至WPS允许的范围内，同时打磨过渡坡口以控制对口错边量，防止未焊透缺陷的出现。

  

图2 LMU与导管架的海上连接口坡口图

3.2 焊接过程控制

3.2.1 焊前预热及层间温度控制

预热是预防产生气孔和冷裂纹的有效措施，但合理地选择预热温度也是十分重要的。预热温度过低则效果不佳；预热温度过高，一方面恶化了劳动环境，另一方面会使晶粒变粗，导致焊接接头的强度和冲击韧性下降。预热温度的选择须视施焊环境温度、钢材强度等级、焊件厚度或坡口形式、焊缝金属中的扩散氢含量等因素而定，此施工焊口的预热温度应高于110℃。预热范围为焊接所有方向不小于焊件厚度最大值，且不得小于75 mm，定位焊及碳弧气刨也必须预热，采取措施确保焊接持续加热，以控制好预热温度和层间温度。预热一定要使整个待焊部位厚度方向上都达到要求的温度，另外，一定要保证该范围内的母材达到烘干状态，无水分。对于预热产生的铁锈要清除。层间温度不宜过高，对于单独SMAW工艺最高层间温度为160℃，对于SMAW＋FCAW－G工艺最高层间温度为200℃。

3.2.2 采用合适的热输入

那是一个家族式的江湖门派，成立至今已有千年，门内高手如云，以暗器、毒药、奇门遁甲见长，雄踞巴州，毁誉参半。

此焊口所用的2种工艺皆为CTOD焊接工艺，对各项焊接参数要求较严格，尤其是热输入。在保证熔透和焊缝无缺陷的前提下，应采用多层多道焊，在WPS允许的范围内选用小焊接电流、电弧电压和热输入，焊缝每层厚度不应超过4 mm，摆宽不超过17 mm，焊接时应特别注意根据所焊接位置适量调整焊接电流、电弧电压，并及时调整焊枪倾角，尽量保证每道焊道参数变化波动小，每层焊道平整，同时控制引弧点到熄弧点之间的合理距离，各层焊道引、熄弧点应错开，避免接头集中以提高接头质量。

3.2.3 采用合理的施焊次序

采用合理的施焊次序，可以减少焊接残余应力和焊接变形，减小约束应力，避免出现裂纹。由于此焊口管径达2 000 mm，焊缝长度达6 280 mm，所以宜采用多人分段对称施焊。每位焊工每层的布道顺序和道数也应尽量一致。

4 结论

针对惠州25－8项目LMU与导管架的海上连接口，成功开发了免焊后热处理的CTOD焊接工艺，降低了建造成本，缩短了海上施工工期。同时通过充分的焊前准备及焊接过程控制，在惠州25－8项目LMU与导管架的海上连接口焊接生产过程中成功地防止了各类焊接缺陷的产生，既保证了焊接质量，也为后续整个海上安装工作赢得了宝贵的时间。

参考文献：

［1］刘 超，李 挺，鹿胜楠.缓冲装置LMU陆地安装方法设计及实践［J］.中国海上油气， 2016， 28（5）： 120－123.

［2］曹良裕，魏战江.钢的碳当量公式及其在焊接中的应用［J］.材料开发与应用， 1999， 14（1）： 39－43.

［3］王记兵，刘政军，曾谢波，等.浮头式换热器浮头盖焊接冷裂纹的消除［J］.焊接， 2006（9）： 57－59.