无损检测在管桩焊缝质量控制中的应用

介绍了几种常用的无损检测方法的检测原理,结合某项目管桩对接焊缝的无损检测结果,探讨了无损检测方法在管桩焊缝质量控制中的应用情况,并对后续管桩对接焊缝无损检测提出建议。

基于红外摄像法的管桩焊接缺陷识别研究

预应力管桩的接桩过程通常采用焊接方式,焊接过程中要求焊缝充实、多道施焊,并且表面无孔洞。在管桩特殊的端头板结构下,利用X射线、超声波等传统焊缝检测手段的实施难度较大。因此,本文提出了一种采用红外线摄像机进行连续拍摄识别焊缝缺陷的方法。首先对4根直径为500 mm的预应力管桩进行了连续的红外拍摄,每5秒一帧共50帧。焊缝冷却后,采用渗透法检查红外拍摄区域的焊缝质量,并在一个检测区域中发现了焊缝缺陷。通过对焊缝区域进行子块划分,收集各子块的温度分布和平均温度下降特征。由于局部材质差异和辐射率导致的采集温度差异,通过温度时间曲线的均一化进行了纠正。研究发现,缺陷区域存在一些子区域的红外均一化温度下降速度较快,这一特征与渗透法检测出的零星孔洞特性相吻合,从而验证了本文方法的可行性。研究为预应力管桩焊接质量的检测提供了一种新的可能性。

复杂场地条件预制管桩高质量焊接接桩工艺研究

预制管桩因具有高强度、质量稳定和成本低等优势被广泛应用于各类建筑,其中高质量和高效率的焊接接桩对于充分发挥预制管桩的承载力具有重要影响。由于目前人工焊接接桩存在质量不稳定、劳动强度大以及效率不足等问题,因此研发了预应力管桩焊接机器人。本文在已有的研究基础上,为解决现有焊接机器人移动困难、复杂场地适用性不足等问题,研发了履带式管桩焊接机器人,并在具有复杂场地条件的软土地层管桩工程项目中进行了应用。为验证焊接接桩质量,开展了焊缝检测和桩基承载力测试。结果表明:履带版焊接机器人在复杂场地条件中移动灵活,有效节省了移动时间和施工成本,显著提升了焊接效率。焊缝检测、施工管桩静载和接头传力测试结果表明,采用机器人焊接接头传力稳定,焊接质量高,可以满足高质量管桩焊接施工要求。

预应力管桩焊接缝对桩基完整性检测的影响

焊接混凝土管桩做无损检测时,桩体连接处普遍存在较强的反射信号,而传统的刚度传递模型不能很好地反映这一现象.为此,提出一种模拟管桩焊接缝的简化模型.该模型将焊接缝看作无延时的弹簧系统,弹簧系统刚度是焊接深度和焊缝高度的函数.应用该模型对非均质土中多级预应力混凝土管桩的纵向振动特性进行研究,并得到了半正弦简谐激振力作用下的桩顶刚度、速度等动力响应的半解析解.分析了焊接深度和焊缝高度等因素对桩顶动力响应的影响,发现焊接深度对桩体连接处的反射信号影响明显.两组典型缺陷桩的实测拟合结果表明:该焊缝模型能很好地反映焊接缝处的反射信号,弥补了现有理论的不足.

海洋平台桩管自动焊接系统研制

为了改善复杂环境下海洋平台桩管焊接施工生产效率低、操作不便等问题,研制了多点双电源单熔池双丝双弧焊接系统。机械系统由焊接小车行走机构、双焊枪调整机构和120°环形对接导轨组成,基于PLC对单丝交流手工气体保护焊机内部时序与行走电机进行实时控制,详细阐述了该系统的控制要求,硬件构成,软件程序设计以及人机交互界面设计,并完成了桩管环形焊缝的焊接试验及工艺参数选择。实验结果表明,该系统运行稳定可靠,桩管对接焊缝成形性良好,射线检测质量合格,完全满足了桩管在海洋平台对接现场的施工要求。

巨型多腔体多边形钢管柱现场定位及安装施工

昆明春之眼商业中心主塔楼每层有6根多腔体多边形超大巨型钢管柱,为保证首节巨型钢管柱和基础锚栓群定位连接精度,在现场定位、钢管桩拼装、吊装焊接等工序制订了正确的施工工艺和质量保证措施,取得了良好效果.

海洋桩管环缝双机头自动焊微机控制技术

所设计控制系统采用STD总线结构,焊接机头的伺服控制系统采用PWM调速技术,通过双微处理机实现海洋桩管环缝双机头焊接过程的自动控制,应用串行方式进行数据通信。控制系统功能强,自动化程度高,操作灵活方便。现场试验结果表明:系统工作性能稳定可靠。

近海环境中PHC管桩防腐蚀对策

PHC管桩在沿海地区应用广泛,然而氯离子的渗透会影响PHC管桩的耐久性。PHC管桩受损后难以发现和修复,影响结构物抗震能力,因此应考虑对PHC桩采取防腐蚀措施。针对PHC管桩构造和施工特点,介绍多种工况下,适合于PHC管桩各个部位的防腐蚀措施,为有防腐要求的PHC管桩施工项目提供参考。

海洋石油工程自动焊技术的现状与展望

焊接在海洋石油工程中的应用涉及预制、安装、维修等方面。海洋石油平台结构件TYK节点自动焊应该采用关节型机器人,目前因为坡口加工、组对等前期工序质量难以保障而尚未应用,但是,随着智能制造的推进,是有可能实现机器人焊接的。桩管焊接已经采用自动焊替换手工焊,并且开发了多种焊接工艺,大幅度降低了劳动强度、提高了生产效率。海底管道铺设自动焊接已经基本普及,主要发展趋势是采用Tandem双丝焊接技术大幅度提高焊接效率。对于水下结构物维修而言,水下干式高压焊是比较成熟的高质量焊接工艺,未来重要的发展方向是采用无潜水员的全自动作业系统进行深水作业。

复杂施工条件下非开挖拖拉管的施工

该文介绍了跨河拖拉管在没有入土位置、角度情况下的施工流程,重点叙述了木桩围堰、钢板桩井的施工及管道拖拉施工的注意事项,可供类似工程参考。

螺旋埋弧焊管焊缝断裂失效分析

针对某输送成品油管道的螺旋焊管焊缝断裂事故,进行了断口宏观形貌、金相组织、扫描电镜、能谱及硬度分析试验,并用有限元分析法比较了土压、含水量、地基对管道应力的影响。失效分析结果表明,螺旋焊管焊缝断裂主要是由于管道附近泥浆化趋势、较高的堆土以及焊缝缺陷造成。

高桩码头变壁厚钢管桩环向焊缝应力集中系数研究

本文运用数值模拟的方法,建立非等壁厚钢管桩数值模型,通过改变过渡段长度,在弯矩作用下,得到过渡段长度对焊接位置处应力集中系数的关系,并对相应的理论公式做出修正。研究发现,在非等壁厚钢管焊缝位置处设置过渡段有利于降低焊缝位置处的应力集中系数,当钢管的直径在1 m~2.5 m之间时,应力集中系数下降幅度约为5%,当钢管直径取2.5 m~4 m之间时,应力集中系数下降幅度约为8%。说明钢管的直径越大,设置过渡段的效果越明显,该研究为进一步探析钢管桩焊接过程中的应力分布形式提供了参考,也为分析钢管桩焊缝的疲劳寿命打下基础。

等壁厚钢管桩横向焊缝应力集中系数的数值模拟

大型海洋工程结构多常用钢管桩,在钢管桩的制作和安装过程中通常会产生环向对接焊缝,由管节偏位引起的环向焊缝应力集中现象是焊缝疲劳热点应力评估和焊缝疲劳安全分析的重要影响因素。通过实用近似分析方法,研究在轴向拉力和平面内弯矩单独作用下等壁厚对接焊缝应力集中问题,得出等壁厚拉弯构件对接焊缝应力集中系数的近似计算公式;根据对钢管桩模型案例的试算,该近似公式的计算结果与ANSYS有限元数值模拟结果非常接近,可供实际工程参考。

焊接接头腐蚀对预应力高强混凝土管桩抗震性能影响的有限元分析

针对地震作用下预应力高强混凝土(prestressed high-strength concrete,PHC)管桩的受力特性问题,考虑焊接接头腐蚀的影响,应用ABAQUS有限元软件建立管桩-土体三维模型,采用拟静力的方法对管桩顶部施加水平低周往复荷载模拟地震荷载,研究了竖向荷载与焊接接头的腐蚀程度对PHC管桩抗震性能的影响,并提出了增配非预应力筋的改善措施。结果表明,竖向荷载的存在会降低管桩的耗能能力,而提高管桩的水平极限承载力;焊接接头处焊缝的应力最大,在焊接接头腐蚀后率先发生屈服,管桩的水平极限承载力随着焊接接头腐蚀程度的增大而降低,其造成的影响不容忽视;通过在桩身配置一定数量的非预应力筋能够降低焊接接头处焊缝的应力,同时能够有效改善管桩的耗能能力,提高管桩的水平极限承载力,从而降低焊接接头腐蚀对管桩抗震性能的不利影响。

导管架桩管自动焊控制技术研究

在此详细叙述了导管架桩管自动焊设备的研制中,为实现桩管对接中自动横焊所需的小车行走及焊枪摆动的功能,采用以PLC为核心的控制系统的硬件设计原理和可靠性解决方法。现场应用证明,该系统完全实现了现场焊接所需的功能,并保证了系统在海洋现场环境中的稳定性和可靠性,项目成果具有较好的推广应用前景。

海洋平台桩管自动焊技术研究

海洋平台现场安装由于质量要求高、施工环境恶劣,实现自动化焊接难度大,长期以来,我国乃至世界上对平台导管架与桩管的连接一直采用焊条电弧焊,焊接效率低,工人劳动强度大,是影响工程进度的瓶颈之一。中国石油集团工程技术研究院结合海洋平台的施工特点和技术要求,以自保护药芯焊丝焊接方法为基础,研究开发出专用的自动横焊成套设备及其焊接工艺。文章介绍了桩管自动焊设备的主要系统结构以及EH-36钢自动焊焊接材料的选择、焊接工艺参数的匹配和在海上工程现场焊接的应用情况。

海洋平台导管架桩管自动焊工艺及应用

为改变海洋平台导管架海上安装桩管焊接工作量大、效率低的现状,开展了自动焊工艺技术的试验研究。文章从焊接方法的选择、焊接工艺试验、工程应用等方面论述了针对桩管常用的D32和E36高强船用钢,采用自保护药芯焊丝进行自动焊的研究内容。试验结果及现场应用表明:该方法效率高,抗风能力强,接头性能完全满足工艺规范的要求。

应力波在预制管桩接头处传播性能的试验研究

通过现场试验,揭示了桩接头在未入土时,桩顶测到的接头处的反射波信号综合反映了接头处端头板接触面的接触情况和焊缝的焊接质量;并结合计算,指出了在一般情况下,焊缝阻抗比βh约为接触阻抗比βm平均值的1.5～3.0倍,其两者之和组成的接头阻抗一般小于桩身截面阻抗。最后还指出,要想利用反射波信号来评估接头质量,需综合考虑各种影响因素,读者可以建立一些地区性的判例或进行数值模拟。

预应力混凝土管桩接桩焊缝探伤检测的误区

介绍了预应力管桩焊接接桩的基本构造,分析了超声波检测接桩焊缝的原理,阐明了该方法存在的误区。

深水大倾角硬质岩钢管桩栈桥基础的施工工法

结合金湖1号大桥工程的地质条件,制定了冲击钻引孔+灌注锚固混凝土的施工方案,并从打桩船拼装定位、螺旋焊管加工,冲击钻引孔等方面,阐述了操作要点,解决了常规振动沉桩法钢管桩打入困难、定位不准、无法锚固等施工难题。