海外岸桥交付现场母材裂缝返修处理与分析

方吉

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

近年来，新的岸桥项目整机滚装发运至用户码头以后，交付过程中，结构母材裂纹甚至开裂的事件偶有发生，新岸桥还未交付的情况下就发生开裂，会造成用户对岸桥产品质量的不信任，影响到现场的交付工作，甚至影响到用户跟公司未来的合作前景。因此现场的裂缝返修处理十分关键，返修是否成功，直接影响岸桥的调试交付能否顺利完成，也会影响用户对于岸桥质量的信心。

1 梯形架撑管焊缝返修处理与分析

1.1 项目背景介绍

某海外岸桥2台岸桥项目，在卸船完成后安装恢复阶段，用户在检查结构时发现2号机梯形架撑管和梯子平台牛腿焊缝连接处有裂缝，经过仔细查看，裂缝长度贯穿焊缝，裂纹延伸到撑管上，长度达到30cm左右，位置在从上横梁往上第三根牛腿处。现场安排打磨掉该处位置油漆后，裂缝和撑管上的裂纹依然存在。用户当天安排了MT探伤，裂纹总长度约400mm,母材上裂纹长度约100mm左右。用户第二天又安排了UT，裂纹最深处已经裂穿母材。

1.2 裂缝原因分析

经过现场初步分析与研判，开裂原因可能有以下几点：

（1）海运途中风浪大，船摇晃比较大，且该桥吊在船头，可能导致管子开裂。

（2）该平台牛腿焊缝正好跟梯形架管子螺旋管焊缝重叠和交差，导致应力集中，可能导致开裂。

（3）可能平台牛腿和梯形架管子装配质量问题，导致该牛腿出焊缝的残余应力偏大，在海运途中摇晃，可能导致开裂。

1.3 修复方案

公司的修复步骤和方案如下：

（1）先把原来牛腿割除，然后重新先焊接新牛腿支架固定好平台。

（2）把原来焊缝开裂的地方焊接重磅板，然后两头碳刨，然后补焊。

注意事项：

（1）重磅板需要弯圆弧的和数控开孔，请现场了解一下，是否有设备和加工厂家可以加工？现场能否买到大尺寸的方钢？现场没有大西洋牌的焊接材料，可以改成林肯E7081牌号的焊材。

（2）焊接和碳刨人员需要有资质的。

（3）重新焊接在梯形架管子上的牛腿支架，焊接位置时候注意不要跟重磅板干涉。

总体要求：

（1）焊接修补必须严格按照评定合格的、经批准的WPS 执行。

（2）所有执行焊接修补的焊工必须按照取得资质的焊接位置、焊接方法进行焊接作业。

（3）立焊位置焊接修补必须为立向上位置。

钢板缺陷修补：

（1）钢板表面缺陷包括：表面腐蚀凹坑、马脚咬边、马脚切割伤害、电弧击伤等。

（2）当缺陷深度d≤3mm时可以采用局部打磨方法予以清除，修磨后表面应光洁平顺。

（3）当缺陷深度d＞3mm时，需要采用焊接修补，具体见焊接修工艺内容。

焊接修补工艺如下：

（1）返修由施工队电焊领班负责，填报返修单后，在质检员和探伤人员的督察、配合下根据缺陷深度和施工条件决定焊缝的返修面，控制返修质量。

（2）焊接返修由技术好，经验丰富的焊工担任。

（3）对于此缺陷则需用碳弧气刨刨除。探伤人员应协助确认所有缺陷已清除干净，然后将碳刨的表面打磨光滑明亮，并使之成为适合焊接的U形坡口状，坡口两端应呈斜坡状，总长不得小于50mm，具体如图1所示；然后经MT确认无表面缺陷才能进行焊补。建议采用碳刨加打磨的方式，在碳刨至根部时，采用打磨的方式修割坡口根部间隙至WPS要求，并确保根部间隙尽量一致。

图1 修复工艺方案

（4）碳弧气刨的预热温度不低于65℃。

（5）焊接修补采用的焊接方法一般用SMAW，也可用FCAW。

（6）焊接修补需按照评定合格的相应位置和相应接头的WPS。

（7）返修焊接后的表面应与邻近母材或焊缝表面齐平，不平处应打磨成与邻近表面平顺过渡。

（8）返修的焊缝必须按照原先使用的方法重新进行检查并且采用同样的验收标准。在通过同样的NDT检测合格后，焊缝返修是被认为可以接受的。

1.4 现场执行修复过程

我们随船发运的大西洋的焊条现场已经用完了，在外面找到了林肯的焊条，但是型号没有E7081的，有E7018的，跟工艺确认后满足要求。

现场安装了一个临时工艺平台在裂缝位置，为后续的修复工作做准备，当天用户帮忙安排了UT探伤，裂纹最深处已经裂穿。6月13日，公司提供修复方案，方案要把原来牛腿割除，然后重新先焊接新牛腿支架，原来焊缝开裂的地方焊接重磅板，然后两头碳刨，补焊，单面焊双面成型。现场收到方案后第一时间联合用户，在当地寻找牛腿和重磅板加工厂、符合资质要求的焊工以及采购规定的焊材。

实际操作中，重磅板贴的位置覆盖在管子的拼缝上，而管子拼缝是凸出的，需要把管子拼缝磨平，不然重磅板没法贴合管子表面。

起初没有打止裂孔，因为不能保证焊透。做完MT贴的板，开坡口以后又做MT，发现裂纹边长了，外面没裂，从里面裂开了，现在裂纹已经600MM，顺着新裂纹开完坡口，再做一次MT。坡口都磨到重磅圈的位置了，MT做下来还是有裂纹，无法完全清除裂纹。确认当初碳刨是从两端离裂纹50MM左右开始刨的，管子存在报废的可能性。经过内部讨论，决定还是采取打止裂孔的方法，现场最小的钻头3.5MM，开了三个止裂孔，先确认孔的边缘有没有裂纹。现场还曾考虑裂纹越刨越有，本身有个口子，管子本身有张力，一边用打磨枪磨，管子一边继续撕裂，是否可以烧几块板子在已经刨开的口子上面，把口子拉住，加一道力，但是该方案被工艺证明为无效也没有必要。止裂孔圆心远离裂纹一公分，圆心与裂纹线对齐。该裂缝返修总体顺利，具体时间节点如下。

6月7日：用户安排了MT探伤，裂纹总长度约400mm,母材上裂纹长度约100mm左右。

6月8日：用户安排了UT，裂纹最深处已经裂穿母材。

6月9日：现场安装了一个临时工艺平台在裂缝位置，为后续的修复工作做准备，当天用户帮忙安排了UT探伤，裂纹最深处已经裂穿。

6月13日：公司提供修复方案，方案要把原来牛腿割除，然后重新先焊接新牛腿支架，原来焊缝开裂的地方焊接重磅板，然后两头碳刨，补焊，单面焊双面成型。现场收到方案后第一时间联合用户，在当地寻找牛腿和重磅板加工厂、符合资质要求的焊工以及采购规定的焊材。

6月24日：焊缝修复完成，油漆复涂结束。用户同意恢复试车。虽然已经修复完成，但用户认为在我们新机器上出现类似严重质量问题非常难以理解，需要公司方面给出合理的说法和解释。鉴于此，公司召集相关部门，讨论并内部分析该质量问题发生的原因，最终形成内部确认的书面文件正式提交给用户。

2 下横梁裂缝返修处理与分析

2.1 项目背景介绍

某海外岸桥项目，于11月3日发运，11月22日，海运途中，运输船长反馈回公司，在海运过程中遇风浪，船上绑扎开裂，19号机下横梁电梯井附近位置母材有裂缝，且两台机外档的八根海运撑管陆续发生开裂。运输船于12月14日靠泊用户码头，现场交机人员和保险公司及用户一同检查了裂缝情况，裂缝长度在50公分左右，现场安排了探伤，检测裂缝情况。

2.2 裂缝原因分析

经过现场初步分析与研判，开裂原因可能有以下几点：

（1）海运途中风浪大，船摇晃比较大，可能导致撑管开裂，母材裂缝。

（2）海绑撑管使用次数过多，内部老化，遇到风浪陆续发生开裂。

2.3 返修方案及执行

总体要求：

（1）焊接返修必须严格按照评定合格的、经批准的相应焊接位置的WPS执行。所有执行焊接返修的焊工必须按照取得资质的焊接位置、焊接方法进行作业。

（2）立焊位置焊接修补必须为立向上位置。

修补工艺最低限度条款：

（1）为了便于目测检查和无损探伤，必须要把待返修区域表面的灰尘和油漆清理干净。

（2）焊接返修前需进行MT探伤，确定裂纹位置及深度，指导打磨作业的位置与深度。

（3）如果采用碳弧气刨，碳弧气刨前的预热温度严禁低于65℃；裂纹可以采用打磨或者碳刨的方式去除。探伤人员应协助确认所有缺陷已清除干净，然后将碳刨或打磨的表面打磨光滑明亮，并使之成为规则的U型坡口形状。

其中，对于裂纹，必须用目检、MT或其他可靠的方法确定裂纹范围；还需要清除裂纹以及超出裂纹两端的50mm范围的完好金属并且重焊。

（4）裂纹采用碳刨方式或打磨将层状撕裂部分完全去除，并将去除位置打磨至光滑过度，然后按照正式焊接WPS要求将去除凹槽堆焊填满。

（5）返修区域裂纹打磨去除干净后需要进行MT确保缺陷已经全部清除。

（6）预热温度、焊接电流、电压、焊接速度、道间温度等、必须按照WPS的参数执行，并采用多层多道焊接。（7）焊后需要对焊缝进行保温以避免焊缝冷却过快。（8）返修过程中必须清理干净焊渣、并做好防风措施，避免产生夹渣和气孔等缺陷。

（9）返修后的焊缝表面一定要打磨，使该焊缝与邻近母材以及焊缝的表面平齐，如有特殊情况，需工程师批准，对表面进行精修，打磨成稍有余高，但是要和邻近表面平顺过渡。

（10）返修焊缝必须按照原先使用的方法重新进行检查并且必须使用同样的接受标准。在通过无损检测合格后，焊缝返修是被认为可以接受的。

（11）作业过程返修人员需做好安全预防措施，个人劳防用品需穿戴齐全，并配备专人监护，进行协调，保证施工安全。

3 结语

从2019年4月份开始，设计部门已经开始修改梯形架走道平台的牛腿形式，避免再发生类似梯形架撑管开裂事件。海运工装，尤其是海运撑管，需加强检验和维护管理工作，避免在缺乏保养和检测的情况下循坏多次使用，及时发现老化的管子进行修复或报废处理，避免在海运途中因管子质量问题导致险情的发生。