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升降眼中的缺陷:修复和根本原因分析

升降眼睛,称为垫眼睛,焊接到模块的顶部角落中,以将模块抬到海上平台。每个垫眼基本上由50mm厚的垂直板组成,测量约2m×1m,其包含由焊接到板的每一侧的环加固的孔。将该板焊接到35mm厚的底板0.5m宽,也可以水平和垂直加强件。

四个垫眼插入模块的顶部角落,并焊接到主梁。根据BS 5235的建议,在组件组装期间和模块上焊垫眼时,基本电极在400°C下烘烤并在150°C下存储,连接区域预热到100°C。

该钢符合DIN St-52-3M标准(分析值为0.18%C, 1.49%Mn, 0.43%Si, 0.017%S, 0.027%P)。这种钢在生产过程中进行了铝处理。焊盘眼插入模块前的磁粉探伤和超声波探伤结果表明,焊缝符合ASME VIII的要求,焊盘眼在炉内得到了应力消除。

在模块上的所有焊接完成后进行最终检查,并且在两个垫眼睛的十字形接头中发现了一些脚趾裂缝。除此之外,在完全穿透的T对接焊缝下,每个垫眼的基板上存在层压板的迹象。

幸运的是,脚趾裂缝很浅,即使焊工的进入有些受限制,也可能会被突出并修复。然而,唯一的接入撕裂的撕裂就是从模块的内部。每种情况下的底板必须是空气碳弧挖出和研磨在顶部位置,以显示通过染料渗透检查检查的缺陷区域。然后通过将接头区域的预热进行焊接修理,增加到150℃,以补偿焊接在架空位置时的较低能量输入。

修理的检查是在焊接完成后四天进行的,并且该操作的成功主要是由于焊接器中的焊接器的技能,具有限制性的接入和预热。

裂缝的原因

由于有限的访问以及生产期限,因此无法进行冶金检查以确认裂缝的原因。报告的脚趾裂纹最有可能是由氢引起的,并且可能是由于在预热,能量输入或电极干燥方面的焊接过程的一些松弛。对于发生的延迟,实际上七天,在HAZ开裂发生之前,必须将一些额外的压力施加到焊接接头之前。

类似设计的垫眼以前已经用bs4360g 50D钢制造,没有任何层状撕裂迹象。在本案例中使用的St-52-3M钢已知经过铝处理,在这种情况下,主要的非金属夹杂物将是硫化锰和少量的氧化铝夹杂物。板块中MnS夹杂物的含量与硫化物含量直接相关,而硫水平的知识可以提供对板块短横向(ST)延性的估计,这是控制层状撕裂风险的因素之一。另一个因素是焊接接头的约束程度。

据估计,钢的ST延性为5-15%,以减少面积计算。在TWI上建立的STRA与层状撕裂风险之间的相关性表明,St-52-3M钢在高度约束的接头中很可能遭受层状撕裂。由于热作用于结构的其他部分,可能在焊接后的一段时间内对垫眼施加了额外的应力。这可能是由于预热或焊接的位置远离垫眼,可能会建立反应应力,这将增加任何残余焊接应力。

这种性质的应力可能会导致层状撕裂,或者可能会导致预先存在的非常紧绷的缺陷的表面打开,从而可以通过超声检查检测到。众所周知,这种缺陷可以通过应力消除热处理更容易检测到,这可能导致裂纹表面的一些分离。对于这一特别严格限制的项目,TWI建议最终的NDT检验应在模块焊接或其他加热操作完成后不少于一周的时间内进行。

为避免使用层状撕裂的任何可能性,垫眼的板应符合保证充足的贯穿延性。在高度抑制的制造中,应通过严格的控制和监督来实施BS 5135中给出的建议,以避免氢气开裂。

欲了解更多信息,请发电子邮件contactus@twi.co.uk.

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