摘要：自升式钻井平台的升降齿条是非常关键部件，平台升降船作业中需要重点关注的部位。由于长时间受到交变载荷的影响，老龄平台的升降齿条出现凹陷变形甚至裂缝，继续使用将会加剧齿条磨损、损伤。本文根据渤海4号平台部分升降齿条出现的问题进行实地调研，并拟定施工方案并制定焊接工艺。在实际的施工中有效的执行了此方案，修复效果良好，此方案对类似升降系统齿条的修复有着非常高的参考及借鉴价值。
关键词：升降齿条；施工方案与焊接工艺；修复方案应用。
钻井平台桩腿的升降齿条是平台很关键的部位，在升降船、压载中受到很大的交变力作用，一个齿的损伤或损坏将会影响整个平台的升降作业。一般情况下齿条大面积损伤后都要停止作业进厂修理。渤海4号平台一号桩腿升降齿条有4个齿出现损伤，齿面磨损凹陷，齿廓变形。升降船操作时该部分齿条与升降小齿轮不能正常啮合，加剧其自身磨损和升降小齿轮的磨损，如不能及时修复将会极大损伤该部分齿条，对平台的升降船作业造成重大影响。
现场调研时还发现升降齿条位于露天环境，如果采用热焊接的方式修复齿条，就要考虑到现场的环境因素如何有效控制，而凹陷处（如图2所示）距离主甲板约-10米，距离海平面20米，需要搭设脚手架才能完成此项工作。如何有效的制定具体施工方案是我们面临的一道难题。
在现场修复变形的齿，需在一号桩腿内搭设吊式脚手架，自主甲板平面往下至桩腿137英尺位置处，高约15米，体积约130m3，作业位置区域要有防风、防雨措施（如使用帆布对脚手架外侧进行全方位遮盖，并用钢丝等物品进行固定）；根据平台提供的齿条的齿模数，制作跟实物相同齿宽具有至少2个齿的齿模一段，在齿轮堆焊成形后进行靠模修复齿面；参照桩腿齿条材质ASTM A514F（ ASTM 514Q）高强结构钢，提交经CCS或ABS验船师认可签字的焊接工艺。焊接前彻底清洁需要修复的齿面的污物，尤其是污油一定要彻底清洁干净， 需要打磨的部位进行打磨；进行焊前处理和预热，现场进行4个齿的齿面堆焊和齿面打磨修整，焊后冷却保温；修复部位和热影响区域100%MT探伤，确保修复后近表面无缺陷和裂纹。
焊接方法：手工电弧焊（SMAW）；接头形式：扣槽式坡口；采用单面多道焊接的方式进行齿条修复。由于焊接母材为A514Q，属于结构钢，具有高抗拉，高屈服等特性，所以焊条选择e11018-g-h4，3.2、4.0此焊条的氢含量非常低，很适于全位置焊接耐腐蚀钢。
为了降低焊缝的冷却速度，防止接头生成淬硬组织，产生冷裂纹，焊前的预热温度需要达到150～170℃，道间温度需要稳定在160～210℃之间，焊后立即将堆焊处温度加热到200～210℃之间，保温2小时，再控制温度缓慢冷却，冷却温度不大于50℃/h，当温度降低到150℃时，对堆焊区域加保温棉包裹，自然冷却至环境温度。因焊接位置处于露天场所，选择远红外高温陶瓷电加热器来实现焊前焊后的热处理。
1、现场施工及完工效果评估
施工前彻底清洁焊接区域油污后，进行焊前预热，堆焊过程中，要严格按照焊接工艺参数进行，需要严格控制焊接电流及电压，防止因焊接温度变化产生的热变形或开裂等问题的发生，焊后的热处理更是重中之重，因为地处室外，受海风、湿度等影响，所以整个施工过程难度较大。焊后热处理完成后，需要对齿条进行齿面修型和打磨抛光，使用提前制作的齿模靠模，同時修复部位和热影响区域进行了100%MT探伤，确保修复后近表面无缺陷和裂纹，通过探伤和靠模，确保堆焊打磨后的齿形达到要求，保证系统运行时齿条与升降电机齿轮啮合符合要求。
2、结束语
通过此项齿条现场修复工作，成功的保证了平台升降船作业的安全，对其他老龄平台升降系统类似问题的处理，提供了宝贵的经验，具有非常高的参考价值。
参考文献：
[1] 中国船级社.海上移动平台入级规范.2012.
[2] 于增瑞.《焊条电弧焊》化学工业出版社.2013版.
[3] 中国船级社.钢制海船入级与建造规范[S].2006.
（作者单位：单中海油田服务股份有限公司钻井事业部）