深水海底管道铺设焊接系统设计

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1、专家论坛耘曾责藻则贼云燥则怎皂深水海底管道铺设焊接系统设计周灿丰北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京高校工程研究中心渊102617冤周灿丰焦向东陈家庆纪文刚姬宜朋罗雨高辉朱加雷摘要为了满足南海深水油气田开发的需要袁研制了以焊接工作站为核心的深水海底管道铺设焊接系统遥焊接工作站配备2套独立的双炬焊接系统袁焊接小车外形尺寸小尧质量轻袁特别适合于海管铺设工程应用遥焊接工作站控制系统采用CANOpen现场总线和网络技术袁不仅增加了系统柔性和可靠性袁而且实现了现场焊接设备的远程监督遥关键词院深水海底管道焊接工作站焊接小车控制系统现场总线中图分类号院TG434油气输送管线铺设的技术

2、发展有2个重要特征袁1海管铺设焊接系统概述一是采用高级别的管材降低工程成本袁二是采用高效21世纪袁中国将大力开发南海丰富的深水油气资的自动焊接技术提高施工效率遥API5LX65高级别管源遥深水铺管起重船野海洋石油201冶是中国海洋石油总材已经广泛应用于国内海底管线建设之中袁但是袁从世公司实施深水发展战略的工程重大装备之一遥文中以界范围内油气输送管线建设用管材来看袁X70尧X80已野海洋石油201冶为工程依托袁开展了深水海底管道铺设经得到广泛应用袁X100则在2002年9月首次在Tran鄄咱1暂焊接系统研究遥sCanada管线工程之中得到应用遥管线焊接的施工方式经历了手工电弧

3、下向焊工收稿日期院2010-03-12艺尧半自动焊工艺和全自动焊工艺等三个发展阶段袁20基金项目院国家863高科技资助项目(2006AA09A105)曰国家自然科学基世纪70年代以后袁GMAW自动焊在管道施工中的应用金项目渊40776054冤曰北京市属高等学校人才强教计划资助项目渊PHR201007134冤曰北京市属高等学校人才强教计划资助项发展很快袁已经成为目前主流的管线铺设焊接方法遥法目渊PHR20090519冤遥国serimax和美国crc鄄evans是海底管线铺设和海洋立16圆园10年第7期耘曾责藻则贼云燥则怎皂专家论坛管安装自动焊接设备的2家主要供应商袁发展了双炬

4、野海洋石油201冶海管铺设焊接主作业线的每个焊双丝乃至多炬多丝等高效自动焊接系统袁例如serimax接站包括2套相同的双炬焊接系统袁除了共用配电箱的saturne8鄄Torch系统采用4个双炬焊接机头袁即8之外袁这2套焊接系统完全独立袁即采用双车双炬布置根焊丝进行36耀48英寸渊954.4耀1219mm冤大尺寸海底方式袁如图2所示遥双炬焊接是指每个焊接小车安装2管线铺设焊接袁极大地提高了焊接效率遥GMAW自动把焊枪袁焊枪间距大约50mm袁焊接时形成2个独立熔焊已经用于多种海底管线铺设方法之中袁例如采用J鄄池袁区别于双丝共熔池的Tandem双丝焊接袁有时也称Lay方法对SCR

5、立管渊SteelCatenaryRisers冤进行焊接之为双单丝焊接遥双炬焊接与单炬焊接相比袁不仅焊接咱2-4暂安装遥韩国Hyundai则开发了带激光视觉传感器的效率提高了一倍袁而且后面焊矩能够有效改善前面焊海底管线铺设自动焊接系统袁用于管道窄间隙坡口焊矩的焊道韧性并降低接头硬度遥咱5暂缝跟踪遥文中开发的海底管线铺设焊接设备袁与现有的多数同类设备相比袁不仅严格地控制了焊接小车尺寸和质量袁而且创造性地采用现场总线和网络技术袁不仅实送丝箱现了同步驱动尧车载计算和全位置焊接等功能袁而且显焊接方向著提高数据交换能力和系统可扩展性袁为建立海管铺设计算机集成焊接系统打下了基础遥2海管铺

6、设焊接工作站设计数字化逆变焊接电源双炬焊接小车深水铺管起重船野海洋石油201冶渊图1冤由荷兰图2海管铺设双车双炬焊接系统GUSTO公司进行船型设计袁国内船舶设计公司自主进行详细设计袁采用了一系列国际上最先进的技术和装双车焊接是指在同一圆导轨上面安装2台自动焊备袁为中国首条DP-3动力定位双层甲板自航深水铺管接小车袁两侧同时焊接袁其中一台焊接小车先从12点起重船袁作业水深15耀3000m遥位置引弧向下焊接袁另外一台焊接小车与之有一个时间差袁从相同位置开始向下焊接遥后面几个站采用相同船舶名称院海洋石油201的操作方法袁但是引弧位置要与前一站错开袁以避免未融合等缺陷的产生遥3自动

7、焊接小车设计自动焊接小车安装在圆导轨上遥圆导轨如图3所示袁由2个半环导轨组合而成袁采用高强度铝合金袁燕翅形弹簧钢片支撑尧快开锁紧结构袁外圆柱面上加工有直齿袁实现与焊接小车驱动齿轮的啮合遥焊接小车三维模型如图4所示袁主要由小车锁紧图1深水铺管起重船野海洋石油201冶机构尧小车底板尧小车行走机构尧焊枪横向摆动机构尧焊野海洋石油201冶采用双层甲板袁即野A甲板冶可储存枪高低调整机构和焊枪组件等组成遥小车底板是其他9000t钢管袁野主甲板冶为铺管作业甲板袁配置钢管双各个构件的安装机架袁采用整块高强度铝合金板材袁数节点预制线