Plate-forme offshore Ocean Sea Station de fabrication de l'acier de construction tunnel hydropower Cadres

En tant que fabricant de charpentes en acier léger et lourd le plus innovant de Chine, nous avons fabriqué de nombreuses fabrications d'acier structural de la plate-forme Ocean Offshore et de la centrale hydraulique depuis des années.  À l'exception des activités du marché intérieur de la Chine, nous avons également la capacité dans de nombreuses fabrications d'acier structural de plate-forme offshore et de station hydroélectrique sur le terrain basées sur la norme américaine, la norme européenne, la norme britannique et la norme australienne, etc.  

La structure à grande échelle de la plate-forme offshore a une tendance importante, la structure est complexe, la charge de travail de soudage est importante et le soudage des joints est par nature difficile. En outre, le degré élevé de concentration de contrainte rend la structure dans un état plus dangereux; tandis que la structure à grande échelle de la plate-forme offshore force l'épaisseur des composants à mesure qu'elle augmente, le danger de sa destruction augmente. Par conséquent, dans la construction et la réparation de plates-formes offshore, les exigences de soudage structural sont de plus en plus élevées. L'auteur de cet article discute des exigences de soudage et des méthodes de soudage en prenant comme exemples l'expérience réussie dans la construction de structures en acier de plate-forme offshore telles que « module d'engin de forage Panyu 34-1 » et « engin de travail de plate-forme Kenli 3-2 WHPA ».

Exigences de base pour le soudage
Le soudage doit être réalisé conformément aux prescriptions des dessins de construction structurelle ou des spécifications techniques correspondants, et la structure de la plate-forme doit également être soudée en stricte conformité avec les procédures de soudage approuvées.
Caractéristiques du processus de soudage

Afin d'éviter les fissures froides et d'améliorer la dureté de la zone affectée par la chaleur, des électrodes alcalines de type à faible hydrogène et à très faible hydrogène sont principalement utilisées.

L'apport de chaleur de soudage est généralement limité à la plage de 40 à 50 kJ/cm pour garantir la robustesse et la résistance à la rupture fragile du joint soudé.
Les constructions soudées à plaques épaisses doivent généralement être préchauffées avant le soudage et la plage de températures de préchauffage autorisée est comprise entre +50°C et 0°C. La température inter-passes maximale ne dépasse pas 250 °C et des réchauffeurs électriques ou des réchauffeurs de gaz seront utilisés pour le préchauffage à des températures spécifiées de 50 °C ou plus afin d'éviter les fissures.

Après le soudage, les joints de tuyauterie et les composants clés doivent également être traités à la chaleur pour éliminer les contraintes résiduelles de soudage.
La structure en treillis des raccords de tuyauterie adopte principalement le soudage manuel multi-positions, à pénétration complète, multi-couches et multi-passes.
Les soudures d'angle des joints de tuyauterie et des composants clés soumis à une contrainte alternée doivent également être meulées ou réparées pour ajuster les soudures et éliminer les défauts de surface, réduire la concentration des contraintes et améliorer la durée de vie de la fatigue.

Formes de soudure courantes
Il existe deux types de rainures, en X et en V. Lorsque l'épaisseur est inférieure à 20 mm, la rainure en V est utilisée principalement, et lorsque l'épaisseur est supérieure à 20 mm, la rainure en X est utilisée principalement. Toutefois, dans le cas d'un petit diamètre de tuyau, afin de faciliter le soudage de la soudeuse dans le tuyau, bien que la plaque soit plus épaisse, il est également nécessaire d'utiliser une rainure en V. La forme de l'ouverture de la pente est illustrée à la figure 2 ci-dessous :

Il existe trois types de rainures : double pente, simple pente et soudure d'angle. Dans le cas des joints, le soudage à double ou à simple pente est principalement utilisé, et le soudage d'angle est principalement utilisé pour les non-nœuds. La forme de l'ouverture de la pente est illustrée à la figure 3 ci-dessous :

Méthodes de soudage courantes
Les méthodes de soudage les plus couramment utilisées pour les structures en acier sont : soudage automatique à l'arc submergé, soudage manuel à l'arc et soudage avec blindage au gaz CO2. La méthode de soudage spécifique utilisée dépend des caractéristiques des composants.
Préparation avant soudage
La préparation des bords des composants à souder doit être précise et uniforme et exempte d'humidité, de graisse, de peinture, de rouille et d'autres oxydes.

L'assemblage doit être conforme à une spécification de procédure de soudage approuvée et toute mesure prise pour corriger un montage incorrect doit être à la satisfaction de l'inspecteur.
Si l'ouverture à la racine du soudage bout à bout est trop grande, le soudage de réparation de bordure doit être approuvé par l'inspecteur. La longueur de chaque soudure de réparation de bord ne doit pas dépasser t/2 ou 12,5 mm (selon la valeur la plus petite), et t est l'épaisseur du membre le plus mince.
La coupe doit avoir un rayon approprié au coin pour maintenir la concentration de contrainte locale au minimum.
Des mesures doivent être prises, comme les codes de soudage ou le soudage par points, pour maintenir les composants à souder dans la position et l'alignement corrects.
Pour les joints soudés bout à bout des plaques dont la différence d'épaisseur de charge de roulement dépasse 4 mm, la plaque plus épaisse doit être chanfreinée et la longueur de chanfreinage ne dépasse généralement pas 4 fois la différence d'épaisseur.

Les joints formés par les éléments tubulaires doivent être alignés avec précision et l'angle de chanfrein sur la circonférence doit être continu de la plus grande transition à la plus petite.
Il convient de déterminer si un préchauffage avant soudage est nécessaire en fonction de l'épaisseur de la pièce et de la température ambiante, ou selon les réglementations de la spécification du procédé.

Processus de soudage
Selon la qualité de l'acier des composants de la plate-forme et les exigences de conception de la plate-forme, afin d'éviter la corrosion du métal de soudure, dans le choix des matériaux de soudage, le potentiel d'électrode du métal de soudure doit être positif par rapport au métal de base et à la zone de surchauffe.
Pendant le soudage, le métal soudé et le joint soudé à la rupture doivent conserver les mêmes propriétés que le joint non-fracture, y compris la dureté, la dureté, la fatigue et la corrosion. L'indice principal pour mesurer la dureté du matériau est la valeur de la dureté à l'impact de l'encoche en V Charpy.
Les travaux de soudage doivent être effectués dans des conditions abritées avec le vent, la pluie et la neige, en particulier lorsque des soudures à blindage au gaz sont effectuées à l'air libre. Il doit y avoir une protection contre le vent.

La température ambiante pendant le soudage ne doit pas être inférieure à la température minimale spécifiée dans l'essai d'homologation de la procédure de soudage approuvée. Lors du soudage dans des conditions météorologiques extrêmes, des mesures appropriées doivent être prises. Les deux côtés de la rainure doivent être maintenus secs et la température doit être d'au moins 5 °C. .

Les joints bout à bout des structures offshore doivent généralement être complètement pénétrés. Pour les soudures bout à bout à pénétration complète d'une épaisseur supérieure à 6 mm, afin d'assurer une pénétration complète de toute l'épaisseur, les rainures doivent être ouvertes et le soudage simple ou double face doit être effectué.
La concentration des contraintes causée par les caractéristiques structurelles et la formation de soudure est un facteur important qui affecte la durée de vie de fatigue des joints soudés. La forme et les défauts des soudures d'angle des composants spéciaux doivent être réglés et la surface du métal de base doit être progressivement transitionnée. Et la taille de la gorge de la soudure d'angle ne doit pas être inférieure à 0.7 fois la hauteur du pied de soudure. Si l'écart entre les surfaces de contact des composants dépasse 2 mm, mais pas plus de 5 mm, la hauteur du pied de soudure doit être augmentée d'un écart.
Ne pas utiliser de martelage pour corriger la déformation des soudures monocouches ou des soudures en racine et en bouchon des soudures multicouches. Dans le soudage intercouches du soudage multi-couches, après solidification du métal déposé, la scorie de soudage est éliminée et la méthode de martelage peut être utilisée pour corriger la déformation ou réduire la contrainte résiduelle.

Traitement thermique après soudure
Après la soudure du joint, si le traitement thermique post-soudure n'est pas effectué immédiatement, le traitement thermique post-soudure peut être effectué. La méthode courante est : utiliser un tampon chauffant pour chauffer le cordon de soudure et les deux côtés à 250 ~ 350 ° C, puis utiliser un ruban isolant thermique pour maintenir la chaleur pendant 0.5 ~ 1h, puis refroidir dans l'air.

Pour le traitement thermique après soudure, chauffer d'abord le cordon de soudure et les deux côtés à environ 310 °C, puis à 590-650 °C à un taux de chauffage de 100-200 °C par heure, le maintenir pendant 1,5 h, puis le refroidir dans l'air.

Réparation de soudure
La réparation par soudure doit être effectuée conformément au processus de réparation approuvé et, dans la même zone, la réparation par soudure ne doit pas dépasser deux fois. Pour garantir la qualité de la réparation de la soudure, la longueur de réparation d'une soudure unique ne doit pas être inférieure à 50 mm et l'acier ne doit pas être endommagé lors de la suppression des défauts de soudure.
Inspection de soudage

Une surveillance de la qualité à temps plein devrait être mise en œuvre pour la construction de soudures structurelles d'installations offshore, et des inspecteurs à temps plein devraient être tenus d'inspecter la qualité du soudage structurel conformément au processus d'inspection de construction approuvé, et de mettre en œuvre strictement le système d'inspection à trois niveaux. C'est-à-dire l'auto-inspection, l'inspection mutuelle et l'inspection spéciale. L'inspection comprend l'inspection en cours de fabrication et l'inspection d'achèvement. Une fois toutes les inspections qualifiées, elles seront signalées à l'organisme d'inspection tiers et au propriétaire pour approbation.
(1) inspection et contrôle du procédé
1) lors de la combustion de l'électrode d'hydrogène, le soudeur doit apporter un cylindre de conservation de la chaleur avant de recevoir l'électrode, et le cylindre de conservation de la chaleur doit être connecté à l'alimentation électrique lors de son utilisation.
2) chaque soudeur doit apporter les outils nécessaires tels que marteau, brosse métallique ou pelle à vent avant le soudage, et vérifier si le branchement du cordon d'alimentation est ferme, vérifier l'hygiène de l'environnement et la force et la direction du vent de la zone de construction, et prendre certaines mesures préventives , qui est une condition préalable pour garantir la qualité de la soudure.
3) lors du soudage du fond, le personnel de construction doit être très prudent et ne doit pas être négligent car le côté inverse doit être gouté. En fait, la qualité du soudage de fond joue un rôle très important dans la qualité de la soudure.
4) pour le soudage bout à bout et les soudures d'angle à pénétration totale, le préchauffage doit être effectué entre 50 °C et 100 °C avant le soudage, et dans le soudage multi-couches multi-passes, la température intercouche de chaque soudure doit être contrôlée entre 100 °C et 150 °C. Entre ºC, chaque soudure doit être connectée en continu aussi loin que possible à la fois, et ne doit pas être utilisée par intermittence en raison de l'influence de facteurs externes, afin d'assurer la température intercouche.
5) dans le cas d'un soudage multi-couches multi-passes, avant de souder le cordon de soudure suivant, le cognement des scories et le meulage approprié doivent être effectués sur le cordon de soudure précédent, et une inspection visuelle à 100 % doit être effectuée. Travaux de soudage, sinon les défauts doivent être éliminés à temps pour continuer le soudage.
6) le planage en carbone doit être effectué à l'arrière de toutes les soudures bout à bout et de toutes les soudures d'angle à pénétration complète. La profondeur du rabotage de carbone est généralement d'environ 5 mm. Pour les pièces défectueuses, il peut être soigneusement raboté jusqu'à ce que les défauts soient éliminés.

(2) inspection de fin d'étude
1) inspection de l'apparence 48 heures après la fin du soudage, dans l'état où les scories de soudure de surface sont enlevées et où aucune peinture antirouille n'est appliquée, signaler à l'organisme d'inspection tiers et au propriétaire pour inspection.
2) essais non destructifs des soudures les inspecteurs doivent réussir une inspection visuelle valide (comme le respect des exigences pertinentes dans AWS) et être en mesure d'effectuer les travaux dans la période de validité de trois ans de l'inspection. Les essais non destructifs doivent généralement être effectués 48 heures après le soudage. Lorsque la soudure doit être soumise à un traitement thermique après soudure, des essais non destructifs doivent être effectués après traitement thermique. Il adopte principalement une méthode de détection par rayons, ultrasons, poudre magnétique ou coloration ou une combinaison de plusieurs méthodes de détection.
En résumé, par rapport aux structures en acier terrestre, en raison de l'environnement plus complexe des structures en acier marin et des progrès graduels vers les profondeurs, le processus de soudage et le contrôle de qualité des structures en acier marin sont devenus particulièrement importants, de sorte que la conception structurelle et les documents de construction sont strictement suivis. Les exigences techniques de chaque liaison de soudage peuvent garantir l'utilisation en toute sécurité de la structure en acier de la plate-forme offshore pendant la période de conception.

 
Spécification :