黃祺

摘要：目前國家在大力發(fā)展海洋事業(yè)，探索利用海洋資源。在海洋石油工程的實施中，焊后熱處理技術(shù)被大量使用，以防范高溫焊接工作中由于溫度在短時間內(nèi)快速升高導致的操作危險和施工失敗。本文討論的是焊后熱處理對海洋石油工程項目管線的應用意義、方法和要求，希望能為海洋石油工程項目的發(fā)展提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：焊后熱處理;海洋石油工程項目;應用研究

引言：

在進行焊接工作時，焊件溫度分布不均勻或金屬材料的熱脹冷縮可能會造成焊接處的斷裂或其他危險情況。焊后熱處理就是維護焊接安全的一種有效方法，能夠消除部分焊接工作產(chǎn)生的殘余應力、強化金屬的強度和拉力、提高防腐蝕性能、防止裂紋變形等問題的出現(xiàn)。熱處理的加熱方式有兩種，分別為燃料加熱和電加熱。

電加熱是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的一種加熱方法，是優(yōu)點最多，推行限制最小的加熱方式。電力在我國已得到廣泛普及，電加熱的溫度精確可控，完全沒有環(huán)境污染，電的效能轉(zhuǎn)換率也大大高于其他能源。焊后熱處理基本上是以電加熱的方式進行的，對海洋石油工程項目的建設(shè)起著積極作用。

焊后熱處理在海洋石油工程項目管線的應用意義

在海洋工程項目中，由于項目中使用的機器設(shè)備是由不同的材料構(gòu)成的，規(guī)格也千差萬別，管線的走向和連接方式也各異。焊接結(jié)合的方法在當下的實際海洋事業(yè)中廣泛存在，能夠解決不同設(shè)備間材料、規(guī)格、管道走向不一致的棘手問題[1]。焊接方法的使用能夠形成焊縫，焊縫是指焊件經(jīng)過焊接后形成的被焊接物體之間的結(jié)合部分。要想達到焊接的高質(zhì)量，就需要對焊縫厚度提出要求。在熱處理或壓縮處理后，對施工后的材料進行處理，以緩解熱處理過程中溫度驟變產(chǎn)生的不良反應甚至危險現(xiàn)象，減少生產(chǎn)過程中來自各方面的問題?？傮w來講，只有進行焊后熱處理，才能確保海洋石油工程項目中焊接工作的保質(zhì)保量完成，減少殘余應力帶來的不良后果。焊接材料的穩(wěn)定是海洋石油工程項目的基本保障，為后續(xù)建設(shè)的開展提供了有力支持。

管線焊縫，需要材料組號和厚度范圍都符合焊縫熱處理的要求。參考母材組別為碳鋼的規(guī)定內(nèi)容，當碳鋼母材的金屬公稱臂厚高于19mm時，就要對接焊縫進行焊后熱處理。當支管相連時，以管內(nèi)的任意一個底面為基準，當穿過焊縫的厚度高于40mm時，需要進行焊后熱處理。

焊后熱處理在海洋石油工程項目管線的應用方法

焊后熱處理的方法很多，要根據(jù)焊接物體的具體情況和特性，以及焊接工作的要求和焊接目的進行選擇。根據(jù)不同的金屬材料參數(shù)制定不同的焊接計劃，以保證焊接后的金屬材料符合使用標準，在后續(xù)的熱處理中也能夠增強硬度和穩(wěn)固性。焊后熱處理在海洋石油工程項目的應用主要有以下五種方法：

（一）預熱

預熱是焊接工作前對焊接材料進行保護的一個處理環(huán)節(jié)，在各海洋石油項目的管線焊接中已得到普及和應用。預熱的處理方法受限程度低，對不同材料構(gòu)成的金屬和層次走向各異的管線都可以進行預熱處理，使金屬材料能夠提前適應焊接時溫度的驟增，避免溫度差距過大對焊接物造成的損害，甚至對操作者的人身安全產(chǎn)生威脅。預熱環(huán)節(jié)為后續(xù)的焊接和焊后熱處理奠定了操作前提，提供了質(zhì)量保障，有利于后續(xù)各項流程的開展。預熱處理環(huán)節(jié)應該有具體的要求規(guī)范，對不同的預熱材料進行不同的標準設(shè)置。精準的參數(shù)才能確保預熱工作的效果，以此提高操作的質(zhì)量，維護后續(xù)階段工作的開展。

（二）正火

在海洋項目工程中，把金屬基本元件加熱升溫到金屬的可承受最高溫度，然后在正常的常溫條件下自然冷卻，使金屬溫度下降。正火的焊后熱處理方式是十分重要的一個環(huán)節(jié)，能對金屬原件的安全性能起到強化作用，有效避免了多種危險隱患，不僅確保了后續(xù)建設(shè)的質(zhì)量標準，也在本質(zhì)上增強了海洋工程項目操作的全面性與規(guī)范性。正火操作的關(guān)鍵在于操作者要掌握溫度的調(diào)節(jié)范圍，結(jié)合具體情況和工程要求把握溫度變動幅度，力求對金屬的熱處理科學高效。

（三）退火

在海洋石油項目工程對管線的焊后熱處理工藝中，退火是指加熱金屬原件至一定溫度后，將金屬原件放在常溫環(huán)境下進行一段時間的放置降溫，以達到冷卻效果。金屬原件的冷卻能夠降低其本身的堅硬系數(shù)，加強金屬原價的可形變度，便于冷處理加工或切割工作的需要[2]。退火能夠使金屬原件的物理、化學等性能發(fā)生變化，為海洋石油工程項目的靈活開展打下基礎(chǔ)，提供了物質(zhì)支持。

（四）淬火回火

淬火也被稱為回火，在石油工程項目的管線焊后熱處理工作中，淬火即運用淬冷機制，是短時間內(nèi)迅速冷卻金屬元件的一種焊后熱處理工藝。淬火包括加熱、保溫和冷卻三個階段，淬火的原理是使過冷的奧氏體向馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)化，大大增強了金屬元件的硬度、柔韌度、抗壓度、耐磨損系數(shù)等等，使海洋石油管線焊后熱處理始終符合施工要求。

（五）固溶熱處理

海洋石油工程項目管線操作的關(guān)鍵在于對各工序?qū)嵤┛茖W合理加工準則的設(shè)立，在探索分析中提升工程總體的操作質(zhì)量。首先對金屬元件的溫度進行探究實驗，將各金屬元件與固溶體徹底結(jié)合，其次進行迅速冷卻處理，最終產(chǎn)生固溶體與各元件結(jié)合形成的新物質(zhì)。焊后熱處理在海洋石油工程項目管線中的應用方法，除上述預熱、正火、退火、淬火和固溶熱處理之外，還有淬冷、寒萃、噴霧冷卻、熱遇冷卻、雙液淬火等等方式。任何熱處理管線都需要重視金屬的形變破裂問題，為海洋石油工程項目的開展打下堅實基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，焊后熱處理在海洋石油工程項目管線中的必要性不言而喻，應用方法多樣。通過工程項目的切實需求，對管線選擇不同的焊后處理方式，為海洋石油工程項目的開發(fā)提供基礎(chǔ)支持，對企業(yè)綜合效益和安全穩(wěn)定的提升起到有效作用，為國家海洋石油事業(yè)的發(fā)展增加動力。

參考文獻：

[1]孫元宏，任峰，崔運璐.海底管線檢測中應用水下機器人ROV的原理及影響作業(yè)效果的因素[J].科學中國人，2017（7Z）：25-25.

[2]沈楠楠，王松濤，王振華，etal.LMU海上連接口焊接工藝開發(fā)及現(xiàn)場施工要點[J].焊接技術(shù)，2018，v.47;No.304（05）：88-91.