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在焊接现场久了,朱化学养成一个习惯。他用耳朵去听焊接的声音,平稳的电流电压声,在他而言是美妙的乐曲。如果出现了“嗡嗡声”,这可不妙,意味着焊接的电流电压及热输入的配比出了问题。

这是他从事焊接工作的第27年,从1997年高中毕业后进厂学焊接,到成为焊接队长,管理140多名焊接工,他足足考了三次中级工、两次高级工、两次技师、一次高级技师。

  导管架的焊接和安装 80%先在陆地进行  

目前,国内每3吨原油产量,就有近1吨来自海上。在我国内海、近海区域,有超过300座油气平台从海中央拔地而起。要在海上固定平台进行采油,就需要坚固的导管架。而海上大风、海深压强、海水腐蚀性,又对导管架的坚固性有很强要求,这就涉及到导管架的焊接。焊接工艺的好坏,直接决定了导管架的牢固性。筑成这海上钢铁脊梁的,背后是一个个人。潜入深海,扎根海底,背后是“软实力”的较量。

“海基一号”是我国自主设计建造的亚洲第一深水导管架,2022年10月3日,在我国南海东部,海基一号正式投产。“海基一号”总高达302米,重量3万吨,是亚洲首例300米级深水导管架,它的建设历时28个月,施工团队完成了1座3万吨级导管架、8个上部单体结构物等核心设施建造安装,以及25.6千米海底管道铺设,高峰时期投入人力超过了1000人。

据朱化学介绍,深海导管架的焊接和安装,80%首先在陆地上进行。“比如说我们做一个3万吨的导管架,要先进行模块化预制,分成10份。后面用吊车运输到码头运输驳船,到了海上,通过牵引把导管架使用半潜船下潜,最后再用标机将位置扶正。”

为了稳固性,导管架的安装采用高强度钢材,而超强硬钢的焊接,向来是难题。

“为了稳固,海上导管架的设计呈X形,直的叫主导管,斜的称为‘拉筋’。海越深,压强越大。由于压强,两个导管相交的部分又容易产生拉应力,导致导管被压扁或者裂开,因此要在钢桩里安装加强环。”

 解决环形焊接难题 提高30%效率  

在海基一号之前,业界对环形焊接“束手无策”。由于焊接时的热胀冷缩过程,收缩时应力释放,在圆形管道里加上环焊接,应力无处释放,容易有横向裂纹。

“过去的解决办法,是焊完后发现有缺陷裂纹,通过气泡的方式处理再焊上,但返修的次数不能超过3次,不然材料就要报废。”海洋工程的建造,一次性合格率要求达到98%,对工艺标准提出了严格的要求。

这成为了摆在眼前的难题。整个海基一号从加强环到压缩环有2800多个环,海洋钢结构服役环境恶劣,一旦焊缝开裂,将会造成灾难性的后果。“不能让导管架带着质量问题入海,这会为国家的能源安全带来重大的隐患”,带着这样的信念,在焦灼中,朱化学开始和团队着手研究。

“我就开始试验,后来我发现如果焊接顺着一个方向留一个应力释放孔,能减少裂纹的发生。所以我提出大胆的设想:预留应力释放孔,焊接时始终保持一个方向。后来我们做了实验证实了可行性,攻克了这一难关。现在,从海基二号到现在进行的数十个导管架,都用这个办法进行加强环的焊接。”

2021年,在海基一号导管架施工期间,朱化学带领团队解决了环形焊接裂纹问题,将团队工作效率提高了30%。在后来的海基二号导管建设再次遇到焊接问题时,朱化学根据经验和试验,最终用每一层薄焊、多层多道焊接的方法,减少每一层的热输入,从而减少缺陷的产生,使焊接导管的合格率得到显著提升。

面对焊接施工高温 要“心中有执念”  

特殊钢材的焊接需要用到氩气和二氧化碳,两种气体的比例会决定了熔深。如果熔深太浅,钢材内的缺陷很难排除,容易出现气孔、夹渣,导致质量问题。

这对朱化学和同事的耐力和细致程度是一大考验。

“焊接时,密闭空间要预热到150摄氏度,周围的温度达到了80摄氏度,焊接时,这种温度是很让人窒息的。”为了解决难题,朱文华和同事想了两个办法,他们把大型冷风机搬来,帮助作业的焊工进行局部降温,然后采用每20分钟换一个人作业的办法,交替进行,推进导管架的焊接。

由于材料特性,焊接时空气中的温度居高不下。焊帽、手套,防护服穿好、拿起焊枪那一刻,汗水已经顺着眼睛流下,经常糊住了眼睛,焊接需要坚强的意志,也需要心中有执念。

“糊住了实在看不清,我就用手或者用毛巾擦一下,继续干。”

  “路要慢慢走,铁要慢慢焊”  

海面之下造巨塔,挺起的是中国海洋石油工业的钢铁脊梁。

今年3月12日,总高428米、重量超过5万吨的深水导管架“海基二号”也在广东珠海建造完工。半个月后,“海基二号”成功下水,它刷新了“海基一号”导管架创造的高度和重量纪录,一举成为新的亚洲第一。全球水深超200米的大型导管架平台有20余座,其中,2000年后建造的6座中3座诞生于中国。如今,深水下的巨塔,通过传感器传输数据至数字系统,全方位监控着导管架的运行状态。

海基一号、二号开创了我国中深海油气资源开发的新模式,对保障国家能源安全、提升深海资源开发能力具有重要意义。

从渤海到南海,朱化学从沂蒙山走出,成为熟练掌握深海工程手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊等先进焊接技术、取得多项国际焊接资质证书的专业工人,27年时光如白驹过隙。

在海基二号海上主体工程快要完工之际,站在南海之滨向前方广袤大海望去,朱化学耳边回响起的还是师傅说过的那句话,“路要慢慢走,铁要慢慢焊。”

 奋斗者说

南都:焊接作业现场是高温环境,你如何克服这一难题?

朱化学:穿上防护服、手套,戴上焊帽、手套,常常已经汗流浃背。没办法,你只能擦拭汗水,继续作业。我经常对我的同事说,采取小目标法,比如,每个焊工开工前都有一个小计划,例如我要焊接30分钟,或者说这一口焊到什么程度再休息。

南都:你如何理解工匠精神?

朱化学:我爱人常常说,干一行爱一行。但对我来说,真正到专一行、精一行,中间经历了很大的思想转变,我习惯在失败的经验中总结。我失败的时候,就研究老师傅是怎么干的,他能干好,我也能干好,研究的过程中总结自己的技艺、总结每一次走过的路,甚至向别人传授,来加深理解,找到更好的解决办法。通过培训和传授的方式,最近3年,我的队伍培养出了一名高级技师、一名技师和22名高级工。这就是我认为的工匠精神。

人物名片

  朱化学

(中海福陆重工有限公司质量管理中心焊接管理室主任)

山东沂蒙人,从事焊接工作27年,曾任中海福陆重工有限公司结构产品部四队队长,获“全国优秀农民工”“广东省优秀共产党员”“广东好人”“珠海市特级工匠”等称号。2021年,在海基一号导管架施工期间,朱化学带领团队解决了环形焊接裂纹问题,将团队工作效率提高了30%。在后来的海基二号导管建设再次遇到焊接问题时,朱化学根据经验和试验,使焊接导管的合格率得到显著提升。

采写:南都·湾财社记者 黄驰波

受访者供图