自升式海洋平台海水提升系统综合设计【毕业论文】

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本科毕业论文目录本科毕业论文（20届）自升式海洋平台海水提升系统综合设计专业：建筑环境与设备工程 本科毕业论文目录目录摘要11前言42自升式平的台发展52.1自升式海洋平台简介53平台海水泵架提升方式设计63.1海水提升系统构成63.2潜水泵提升方式研究64平台海水提升系统的潜水泵设计84.1潜水泵装置的研究现状84.2潜水泵装置的型式、组成及特点84.2.1潜水泵装置的型式84.2.2潜水泵装置的组成84.2.3潜水泵装置的特点94.3海洋平台海水提升泵的选型94.4潜水泵的安全使用94.5海水提升泵的安装要求104.6本自升式海洋平台海水提升系统设计104.6.1海水提升系统原理104.6.2海水提升系统设计与计算115平台海水提升系统的防腐设计135.1海洋石油平台的腐蚀型式13 本科毕业论文目录5.2平台海水提升系统中的金属腐蚀概念135.3平台海水提升系统中的金属腐蚀原理145.4平台防海生物技术的现状与发展145.5电解防生物法185.5.1电解海水防海生物法185.5.2电解铜、铝防海生物法185.6本海洋石油平台防海生物系统的配置196平台海水提升泵架驱动系统的设计217平台海水提升系统一般通则规范设计227.1图纸与资料227.2设计压力237.3设计温度237.4管系等级247.5管路布置和舱柜分隔247.6防腐蚀257.7防火257.8防护267.9隔热包扎267.10膨胀补偿267.11热处理267.12材料277.13无损检测277.14隔离措施287.15其他288平台海水提升系统管系详细规范设计298.l碳钢和低合金钢钢管、阀件和附件298.2管壁厚度的计算298.3管段连接328.4法兰连接338.5铜和铜合金管、阀件和附件358.6管壁厚度的计算35 本科毕业论文目录8.7热处理378.8塑料管378.9软管389设计总结40参考文献41致谢43附译文44 本科毕业论文摘要摘要综述国内目前海洋平台现状，发展较晚，国外的技术相对来说比较成熟，但是在海水提升系统方面的设计制造上还不尽完善，还存在这一定的安全隐患，因此，本自升式海洋平台对海水提升系统从提升方式、潜水泵、防腐系统及驱动系统进行了一次大的创新，突破了现有设计局限。在提升方式中，本自升式平台选用单泵从泵架中提升出来的方案，保证每台泵能够单独运行工作，从而降低平台用水隐患。在潜水泵方面，本自升式平台将海水提升系统的潜水泵设置，增加备用的余量，这样一来即使在钻井状态下，有两个泵工作的同时，仍然有一台泵来作为备用，考虑到泵架驱动系统有时会遇到故障而不能进行正常工作，所以在遇到这种情况的时候，在甲板上还放有一个潜水泵用来作为备用，这个潜水泵由吊机下放于海水中，进行应急工作，确保消防、主机冷却等的需要。此外在这个系统的设计中，考虑到潜水泵存在维修周期短的缺陷，为此在不影响正常的海水供应情况下，设计时特地将潜水泵设置成为可提升形式，这样就很好的解决了以往将整套泵架提升到平台上的不科学设计，还避免造成平台供水中断的严重安全隐患。通过故障潜水泵在提升架管内的滑动提升，可有效解决这一问题，而不影响另外两条泵的工作。在防腐蚀方面,主要对金属腐蚀及海生物腐蚀进行研究并进行优化设计，本自升式水深自升式海洋平台设置了两套电解铜、铝型防海生物系统，其中一套用于平台漂浮状态下取自海水箱的水防污工作，另一套设备用于平台升起状态下来自潜水泵的提升水防污。[关键词]自升式海洋平台；海水提升系统；潜水泵；防腐蚀装置41 本科毕业论文摘要Jackupsealifeplatformseawaterpromotionsystemintegrationdesign[Abstract]Summarizesthedomesticpresentoffshoreplatformpresentsituation,juststarted,developslate,theoverseastechnologyisquiteontheotherhandmature,butalsoendlesslyconsummatesintheseawaterpromotionandinagainstsealivingsystemaspect'sdesignmanufacture,butalsohasthiscertainsafehiddendanger,therefore,thisjackupoffshoreplatformhascarriedonabiginnovationtotheseawaterpromotionandagainstsealivingsystem'sdesign,brokethroughtheexistingdesignlimitation.Themannerofpromotion,thisjackupoffshoreplatformselecttheprojectofsinglepumptakeupfromtheshelfofpump,ensureeverypumpcanworkitself,decreasetroubleofusingwater.Indivesthewaterpump,theseawaterliftsystem,increasesthespareremainder,evenifasthematterstandsunderthewelldrillingcondition,havetwopumpaworkofinthemeantime,stillsomepumptookspare,considersthepumpframeThedrivingsystemwillsometimesmeetthebreakdown,butcannotcarryonthenormalwork,thereforewillencounterthiskindofsituationthetime,inthedeckalsoputshasonetodivethewaterpumptousefortotakespare,thiswilldivethewaterpumptoreleasebythecraneintheseawater,willcarryontheemergencyoperation,willguaranteethefireprevention,mainenginecoolingandsoonneed.Inadditioninthissystem'sdesign,considereddivesthewaterpumpexistencemaintenancecycleshortflaw,forthisreasonindoesnotaffectinthenormalseawatersupplysituation,whendesignwilldivethewaterpumptoestablishespeciallyintomaypromotetheform,liketheverygoodsolutionformerlyhadpromotedwholesetpumpframetotheplatformintheunscientificdesign,butalsoavoidscreatingtheplatformwatersupplyinterrupttheserioussecurityhiddendanger.Diveswaterpump'sinraisinglegstubeglidepromotionthroughthebreakdown,buteffectiveaddressingthisquestion,butdoesnotinterferewithothertwopump'swork.Intheagainstcanker,thisjackupoffshoreplatformhasestablishedtwosetsof41 本科毕业论文摘要electrolyticcopper,thealuminumagainstsealivingsystem,asetusesundertheplatformfloatconditionbeingfromtheseawatertank'swaterantifoulingwork,anothersetofequipmentuseintheplatformraisingundertheconditionfromtodivewaterpump'spromotionwaterantifouling.[KeyWords]jackupoffshoreplatform；seawaterliftsystem；Divesthewaterpump；Againstcankerequipment41 本科毕业论文正文1前言当今世界面临着人口、资源和环境三大问题。随着世界人口的增长和陆地资源因加速开采而日渐枯竭，海洋资源的开发、海洋环境的保护与利用已成为世界各国普遍关注的问题。我国海域辽阔，海岸线长达18000多公里，海域面积47.7万平方公里，大陆架面积为130多平方公里。从60年代初期开始，我国就开始了海洋石油资源的勘探工作，先后发现了渤海、南黄海、东海、珠江口、莺歌海、北部湾六个大型含油气的地质盆地。海洋石油资源总量约450亿吨，天然气资源储量约14万亿立方米，分别占全国油气资源总量的57％和33％。其中我国南海石油储量在230～300亿吨油量，占中国总资源的1／3，有“第2个中东海湾”之称。所以，我国是世界上海底油气资源非常丰富的国家之一。随着深海开发步伐的加快，海洋石油装备投资额将继续增长，我国海洋石油装备的需求和海洋石油工程建设的工作量将有较好的扩张前景。在世界海洋产业中，海洋油气生产给人们带来了巨额财富，在荒漠或海滩下造就了一批“石油富国”。所谓海洋平台就是在海洋上进行作业的场所。海洋石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底片口有立管相通。平台是进行海上钻井与采油作业的一种海洋工程结构。海洋平台一般都高出海面，能够避免波浪的冲击。型式有三边形、四边形或多边形。上下两层甲板或单层甲板面供安装、储存钻井或采油设备用。而自升式钻井平台就是由一个上层平台和数个能够升降的桩腿所组成的海上平台。由于海洋存在大量的石油和天然气，为了适应能源的需求，全世界很多国家都致力于海洋平台的研究。欧美的一些国家对海洋平台的研究已经有一段历史，而我国对海洋平台的设计研究却还处于一个起步阶段。目前，尽管我国很多海洋平台已广泛应用于海洋石油开采，但是在海水提升系统方面相对于国外来说我们的技术还不够成熟，在设计制造上还不尽完善，存在着一定的安全隐患，然而海水提升系统是平台的关键设备之一，如果一旦出现故障，将会对平台构成严重威胁：其一，消防系统将会处于瘫痪状态，严重威胁着平台消防系统的安全可靠应用。其二，平台生活、动力冷却、生产用水都无法得到保障，甚至会带来海上钻井停运的生产故障。为此，本文针对这些关键问题进行分析与优化设计，形成一套完整可行的海水提升系统。41 本科毕业论文正文2自升式平的台发展2.1自升式海洋平台简介自升式海洋平台由一个平台主体（漂浮于水面时为浮体）和若干桩腿所组成。通过升降装置的动作，平台主体或桩腿可垂直升降。自升式海洋平台可使用于不同土壤条件和较大的水深范围，移动灵活方便，因而得到广泛应用。如图1和图2图1自升式钻井平台图2桁架式桩腿41 本科毕业论文正文3平台海水泵架提升方式设计3.1海水提升系统构成本海洋平台采用先进的电驱动方式进行海水提升装置的升降，该装置由泵架，潜水泵，防腐、过滤系统，泵架驱动装置及其输送管道组成，如图3所示。图3海水提升装置3.2潜水泵提升方式研究目前我国广泛应用的泵架提升方式为吊机提升，该架体主要有海水提升泵、潜海水电机泵架、扬水管综合防污装置，电解防污装置、焊接座、电缆组成，其缺点是一旦出现故障，需要将整套泵架从海水中提出来，这样直接会中断整个平台的海水供应，严重影响到整个平台的消防与生产、生活的安全。为此，本设计选用单泵可从泵管内提取的方案，即每台泵可单独运行工作，互不干扰，增加了泵架的机动性，并大大提高了平台安全性。如图4所示。41 本科毕业论文正文1-潜水电机2-海水提升泵3-扬水管4-扬水管导向管5-扬水管法兰6-扬水管导向块7-可拆式固定装置及法兰8-埋线胶管1.6MPa图4海水提升泵及管线布置图41 本科毕业论文正文4平台海水提升系统的潜水泵设计4.1潜水泵装置的研究现状由于潜水泵在平台正常生产过程中，一直处于连续不间断的工作状态，不允许出现因故障检修而造成平台无海水供应不足的危急状况。因此，潜水泵的质量与性能是设计选用的关键。随着潜水泵装置的推广应用，对其装置效率的要求也不断提高。为了提升潜水泵装置的性能，了解其内部流动规律，已有一些学者对潜水泵装置数值模拟和模型实验研究工作。4.2潜水泵装置的型式、组成及特点4.2.1潜水泵装置的型式潜水泵是将潜水电机技术与贯流泵技术结合而产生的新型机电一体化产品，既保持了贯流泵本身的优点，又利用潜水电机技术，解决了传统贯流泵机组冷却、散热、密封等难题[22]。潜水泵装置根据主轴布置方式的不同可分为卧式、立式和斜式潜水泵装置。其中，卧式潜水泵装置按照潜水电机位置的差异，又可以分为卧式前置和卧式后置潜水泵装置;立式潜水泵装置目前应用的型式主要为井筒式潜水泵装置。4.2.2潜水泵装置的组成潜水泵装置一般由进水流道、潜水泵和出水流道组成。目前工业中较为广泛应用的是立式潜水泵和卧式潜水泵，由于潜水泵装置的多种型式，与之相配套的进、出水流道也有所差别。立式安装的潜水泵装置进出水流道型式较多且比较复杂，进水流道一般有肘形、钟形、簸箕形及双向进水流道等，出水流道可以有虹吸式、直管式、蜗壳式及双向出水流道等；卧式安装的潜水贯流泵装置进、出水流道形状简单，水流基本上轴向通过流道，符合水泵叶轮设计的基本假设条件。潜水泵由水泵和潜水电机同轴组成，泵与潜水电机之间的密封油室内装有机械密封以保证良好的密封性。潜水泵装置作为一种灯泡比较小的灯泡贯流泵装置，其机组结构与灯泡贯流泵装置同样复杂，这包括电机的支撑方式、传动方式、水泵导轴承等。41 本科毕业论文正文4.2.3潜水泵装置的特点潜水泵装置作为一种新型的低扬程泵站结构形式，具有以下主要特点[25]:在结构上,潜水电机直接布置在流道内，并与泵联成为一体，装置结构紧凑;在生产应用管理中,潜水泵不需要润滑、冷却用水，不需附加的散热设施，机组运行时噪音小,另外运行管理方便以及容易自动控制;在投资方面上,潜水泵投资小，相比于其它型式的泵装置，可节约工程投资在30%以上。4.3海洋平台海水提升泵的选型由于海水提升泵产品已成系列化，选型时，根据工艺设计要求，由单级泵的特性曲线，选择规定转速下，在额定流量时泵处于高效区的泵型号。本平台主要通过三个方面进行选型：在泵转速的选定中，本平台采用高转速泵，在同样的条件下可以提高单级泵的扬程，减少泵的级数；在关键部件选材中，本平台选用镍铝青铜，由于它不仅具有优异的耐应力腐蚀开裂、耐侵蚀腐蚀、耐腐蚀疲劳性能、耐海生物污损性能、耐空泡(汽蚀)腐蚀，是海水提升泵过流部件用材的主要候选材料；在电机的选配中，本平台选用电机功率主要通过泵的参数来进行选型的。为使海水提升泵的整个工作范围不超过电机的规定功率，电机的规定功率应大于水泵设计点所需的功率，电机的备用系数必须大于1。4.4潜水泵的安全使用选购潜水电泵时应注意其型号、流量和扬程，如选用的规格不恰当，将无法获得足够的出水量或扬程。因此潜水泵安全使用是十分必要的，本平台主要通过使用前、使用中及使用后这三个工作状态来进行安全使用规范操作：（一）使用前1、选购潜水电泵时必须注意潜水泵的型号、流量以及扬程,否则在运行当中,不能提供需要的扬程和流量。2、电源和线路做一次全面检查是在使用前必要的工作：检查电源电压是否正常；线路连接是否完好、正常；空气开关的过电流保护是否有效，为以防损坏电机，不可在无保护装置的情况下运行。如果没有空气开关，可用三相闸刀开关接上保险丝代替。（二）使用中41 本科毕业论文正文1、在潜水电泵安装完以后，不可以马上开机，要对所使用的电源、启动设备、仪表进行认真检查，确认无误后再试运转。启动后，用仪表检查电源电压、电流，一切正常后方可投入工作。5、尽量避免在电源电压过低或过高时开机。电源电压不能低于或高于额定电压10%。电压过高会引起电机过热而烧坏绕组；电压过低，则电机转速下降，如达不到额定转速的70%时，启动离心开关会闭合，造成启动绕组发热，甚至烧坏绕组和电容器。(三)使用后潜水电泵不用时，不能长期浸泡在水中，应将其提上来，经清洗、擦净、检修后，放进干燥、通风的室内存放，下面垫上木块，不可使泵体直接与地面接触，以防电机受潮。另外，对油浸式泵，应把电机内部的油放净，以防油中有水使绕组受潮；水浸式泵，特别是冬季，应将水泵内的水放净，以免冻裂机体[16]。4.5海水提升泵的安装要求由于潜水泵电机及泵体均在水下，其安装精度要求为高,必须满足以下安装要求:1、基础水平的要求在泵的资料中，均对待安装泵的基础提出水平要求，其目的是保证泵轴的垂直度。2、联轴节的对中要求联接泵轴与电机轴或齿轮箱轴(用于柴油消防泵)的联轴节有二种类型。一种是丝扣联轴节,在联接中按规定拧紧即可,不必进行其它测量;另一种是刚性联轴节。3、轴向间隙的调整深水泵的叶轮分为半开式叶轮和闭式叶轮两种。半开式叶轮的轴向间隙是指叶轮锥面与导流壳侧的间隙;闭式叶轮轴向向隙是指叶轮前盖板止口与壳体密封环之间的间隙。4、排放管线的联接要求泵的排放管线与排放头联接后，不能使泵体承受径向力。以避免增加泵轴与驱动轴间联轴节的对中误差。4.6本自升式海洋平台海水提升系统设计4.6.1海水提升系统原理41 本科毕业论文正文在海洋平台的设计上无论是国外还是国内在海水提升及防海生物方面的设计制造上还不尽完善，基本上都存在着一定的安全隐患，因此对海洋平台海水提升及防海生物系统的研究改进是十分必要的，在本自升式海洋生活钻井平台上对该系统的设计进行了一次大的创新，突破了现有设计局限，将海水提升系统的潜水泵设置增加了备用的余量，即使在钻井状态下，有两个泵已经在工作了，但仍然会有一台泵来作为备用，同时考虑到泵架驱动系统也可能会出现故障从而不能进行正常工作，当遇到这种情况时，还有一台放置在甲板上的潜水泵作为备用，由吊机下放海水中，进行应急工作，确保消防、主机冷却等需要，此外在这个系统的设计中，考虑潜水泵维修周期短的缺陷，在不影响正常海水供应情况下，设计中将潜水泵设置为可提升形式，这样就可以解决以往将整套泵架提升到平台上的不科学设计，造成平台供水中断的严重安全隐患，通过故障潜水泵在提升架管内的滑动提升，可有效解决这一问题同时又不影响另外两台泵的工作。4.6.2海水提升系统设计与计算（1）海水提升系统：平台在海水提升三角泵架上安装3台潜水泵，考虑到冷却用水和海水舱的供水处于长期运转状态,因而泵运转是两用一备；另外单独存放一台应急潜水泵。该泵平时置于平台甲板上，应急使用时可用吊机将其置入海水中通过软管连接向各压载舱和海水舱中注水。在潜水泵出口过滤器上装有电解防污装置，保护海水管道系统。潜水泵的扬程大于80米，排量200m3/h。两台提升泵工作压载时间：9.8h三台提升泵工作压载时间：7.8h（2）海水总管管径计算：海水在海水总管内的流速取V=1.5m/s，按照3台提升泵工作海水总管管径：=376mm按照CB*3075-87标准，选用船用无缝钢管Φ406×11（3）压载泵海水支管管径：海水在压载泵管内的流速取V=3m/s压载泵海水支管管径：=171mm按照CB*3075-87标准，选用船用无缝钢管Φ219×941 本科毕业论文正文（4）压载总管管径：考虑两台提升泵工作时压载总管管径：=242mm按照CB*3075-87标准，选用船用无缝钢管Φ273×9海水提升系统原理图：1-主机热交换器2-中央空调热交换器3-冷冻机热交换器4-右海水箱5-左海水箱6-压载舱7-潜水泵8-过滤器9-海水舱图5自升式海洋生活钻井平台海水箱布置41 本科毕业论文正文5平台海水提升系统的防腐设计5.1海洋石油平台的腐蚀型式石油平台所处的环境为海洋环境，海水的温度、盐度、流速、海生物等因素影响腐蚀速度。根据腐蚀环境的差异可分为四个部分：大气腐蚀区、浪花飞溅区、海水全浸区和海泥区，其中腐蚀最严重的是浪花飞溅区。大气腐蚀区指的是暴露在海洋大气环境中的平台部分，主要包括飞溅区以上的部分导管架和平台的生产区、生活楼等部分。这部分所遭受的腐蚀主要是海洋大气腐蚀，其保护措施主要以涂层保护为主，腐蚀比较轻。浪花飞溅区是在潮汐和波浪作用下形成的干湿交替区域，是腐蚀最严重的区域。由于经常受到潮差时或大风时波浪的溅泼冲击，因此构件表面不断为充气的海水所润湿摩擦。大气和海水同时作用造成严重的腐蚀，进入海水的气泡还使钢结构去除保护膜，在流动作用下加速腐蚀。全浸区的腐蚀主要是溶解氧的影响，形成电化学腐蚀，由于钢结构本身的材质微观结构缺陷或者宏观结构缺陷使结构某些部位处于电位较高的阳极受到腐蚀，而某些部位电位较低的阴极区得到保护。全浸区由于海生物的附着还存在着海生物的腐蚀。海泥区主要指钢结构植入海泥中的部分由于溶解氧和海泥微生物而产生的腐蚀，其腐蚀程度轻微。[17]5.2平台海水提升系统中的金属腐蚀概念金属腐蚀是指金属在周围介质（液体或气体）的作用下，由于化学反应，电化学反应或物理作用而使金属受到破坏或性能恶化的现象。在循环冷却水中，腐蚀和污垢是两大主要运行障碍。腐蚀产物会形成污垢，污垢又导致腐蚀。金属在水中受到腐蚀时，金属以离子的状态转入水中，发生以下反应：M→M+＋ne41 本科毕业论文正文金属离子在金属和水溶液之间的转移是因为它在两相中的电化学电位不同，不同的金属在达到以上反应平衡时的电位差不同。金属在冷却水中的腐蚀是一个电化学反应，即金属表面与冷却水因电化学作用而产生破坏。一个腐蚀电池，它必须包括阴极、阳极、电解质溶液和连接阴阳极的电子导体四个不可分割的部分，由电化学可知，电位较负的部分发生氧化反应为阳极，电位较正的部分发生还原反应为阴极。电子由阳极向阴极流动，同时发生电化学反应，即腐蚀反应。金属腐蚀按其宏观形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。腐蚀分布在整个金属表面称为全面腐蚀，腐蚀仅局限在金属某些部位上，称为局部腐蚀。局部腐蚀又可分为点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀断裂、氢脆和腐蚀疲劳等。金属腐蚀虽可造成金属的大量损失，但其危害性远不如局部腐蚀大。因为全面腐蚀速度易于测定，容易发觉，而且在工程设计时可预先考虑留出腐蚀裕量，从而防止设备过早的腐蚀破坏。某些局部腐蚀则难以预测和预防，往往在没有先兆的情况下，使金属突然发生破坏，常造成重大工程事故或人身伤亡，故受到国内外的普遍重视[27]。5.3平台海水提升系统中的金属腐蚀原理在水溶液中发生的腐蚀反应有下列特征[28]:(1)金属和电解液之间存在荷电界面(金属表面可能无膜，也可能部分或全部被膜或腐蚀产物覆盖);(2)正电荷由金属向溶液转移，与此同时，金属被氧化至较高的价态;(3)正电荷由溶液向金属转移时，溶液中的某种物质(电子的受体)被还原至较低的价态;(4)电荷通过溶液和受腐蚀的金属完成转移过程。5.4平台防海生物技术的现状与发展众所周知，海洋污染一直是人类关注的问题。目前大多海洋平台采用的防海生物污染手段主要是在保护性涂料中加入铜、锡、汞、铅等类毒料，使海洋附着物中毒而难以附着、甚至死亡。但毒料的释放对港湾的污染、海洋生态的破坏以及人类健康的威胁有着不可忽视的影响，人们期望获得不含毒料的防海生物材料。自八十年代初世界各国提出新的海洋环境保护法后，加速拓展一种新的防海生物污染领域。有机锡防污剂污染海洋环境已被公认。美、英、法、日等国在禁用或限制使用有机锡作为防污染剂后，加速致力于“无毒”防污漆的研制，现今已有商品问世。如美国DevoeMarineCoatings41 本科毕业论文正文Co的ABC、英国国际油漆公司的C.D.P、澳大利亚Bramit公司的BramitMarineFoulingReleaseCoating、日本某涂料株式会社的Bioclean等。国际海事组织（IMO)会议决定从2003年1月1日起禁止使用有机锡防污涂料，并希望在2008年完全禁止使用。据了解，我国舰船防海生物污染手段主要还是使用含有机锡或有机锡与氧化亚铜并用的防污涂料。在“无毒”防污材料的开发与研制方面，已有人做过探索研究与尝试，尤其近几年针对船舶防污材料在研制高效无毒或低毒环保型防污涂料[30]。海洋生物污损的防治方法多种多样，目前国内尚无统一的分类标准。在这里，我们按防污技术所采用的原理，将其分为物理防污法、化学防污法和生物防污法。（1）物理防污法物理防污法是指采用物理手段如提高流速、过滤、超声波等来达到防污的目的。物理防污法主要有人工或机械清除法、过滤法、加热法等。人工或机械清除法：主要用于对已经附着污损生物的设施进行人工或机械清除。过滤法：利用土壤、砂砾等对海水进行过滤，滤除污损生物的卵、幼虫和孢子等。加热法：向附着了污损生物的海水系统中通入热水，用热水杀死污损生物，然后用大量海水清除残骸此外还有超声波法，利用电子装置产生超声波来破坏污损生物的生存环境。紫外线防污法，利用紫外光杀死污损生物，从而达到防污的效果。物理防污的方法中，目前最先进的是低表面能涂料防污法。这种防污涂料的主要材料有氟聚合物和以二甲基硅氧烷(PDMS)为基料的硅树脂材料两种，利用这类材料的表面自由能低、污损生物难以附着的特性，从而达到防污的目的。这种防污涂料的最大优点是其环保无毒，不含生物杀生剂，它代表了新型防污技术的发展方向。低表面能涂料在船舶上已有超过60个月的运行纪录。（2）化学防污法所谓化学防污法就是指采用化学物质对海洋污损生物进行毒杀，阻止其附着。该种方法也是目前使用最为广泛的方法。其中化学防污法在加入物质方式上又分为了直接加入法、电解法以及化学防污涂料法。直接加入法：直接将一些有防污效果的化学物质（包括氯、次氯酸钠溶液、二氧化氯和臭氧等）加入到海水中，抑制或者杀死海洋污损生物。电解法：电解法是利用电化学的原理，通过电解生成化学物质抑制或杀死海洋污损生物。电解法又可以分为电解海水法和电解铜、铝法。电解海水法：即通过电解海水来达到防海生物目的。电解海水防海生物装置采用镀铂钛电极或特制的电极将海水电解，产生次氯化钠、次氯酸及氯气，这些强氧化剂可杀死海生物的幼虫及孢子，达到防污染目的。其主要反应式为：41 本科毕业论文正文阳极：+阴极：+溶液：+总反应：和直接加入氯或次氯酸钠溶液防污法相比，海水直接电解法具有安全可靠、使用方便、经济环保的特点，将会成为防污技术发展的主流。电解铜、铝法：以铜、铝作为阳极在海水中电解，重金属溶解生成重金属离子，利用重金属离子的毒性来杀死海洋污损生物。目前电解重金属防污技术主要有电解铜铝防污技术和电解氯铜防污技术。电解铜铝技术是以铜和铝作为阳极，生成的铜离子作为杀生剂，生成的铝离子形成絮状物作为铜离子的载体，粘附在海生物易附着的地方，起到防污的效果。电化学防污涂料法：化学防污涂料法是指在接触海水的表面涂上涂料，涂料中含有化学毒性物质，在海水中这些毒性物质缓慢均匀地释放出来，抑制海洋污损生物的附着和生长。化学防污涂料可以分为溶解型防污涂料和不溶型防污涂料。溶解型防污涂料：是指涂料中的基料在海水中溶解，涂料中的毒性物质随着基料的溶解而释放出来，以此达到防污的效果。常用的涂料一般用松香为基料，毒性物质为氧化亚铜或有机锡。有一种被称作“自抛光型”的防污涂料，其主要成分为有机锡和丙烯酸的共聚体，当这种涂料浸入海水中后，毒性物质有机锡缓慢地水解渗出，同时树脂也缓慢溶解并在水流作用下被冲刷掉，使表面保持光滑。这种涂料其实也是溶解型涂料的一种。不溶型防污涂料：是指涂料中的基料在海水中不溶解，而毒性物质在海水中溶解释放出来阻止污损生物的附着。这类涂料的基料常采用乙烯、氯化橡胶、丙烯酸酯等合成树脂。防污涂料技术在海洋污损生物的防治上取得很好的效果，并得到广泛的应用。但是，由于它所用的毒性物质(主要是有机锡)对环境污染很大，随着人们环保意识的不断增强，禁用有机锡的呼声越来越高。因此开发环保、低毒或无毒的新型防污涂料是今后防污涂料法发展的方向。（3）生物防污法41 本科毕业论文正文生物防污法是指采用生物活性物质作为防污剂来防止海洋污损生物的污损。具有防污作用的生物活性物质包括有机酸、无机酸、内酯、萜类、酚类、甾醇类和吲哚类等天然化合物。一些海洋生物如红藻、珊瑚、海棉等，生活在海中却很少受到污损，人们从这些生物中提取出活性物质用来防止海洋生物的污损，并取得很好的效果。生物防污的作用机理十分复杂，有抑制附着、抑制变态、干扰神经传导(可恢复性麻醉、神经传导)和驱避作用等等。目前生物防污法尚处于实验研究阶段，距实际应用还有一定的距离。存在的主要问题是活性物质在海水中很快就释放出去，使用寿命短。未来发展的重点是开发具有缓释作用的生物防污技术，使这项技术尽快用于生产实践中[31]。目前一些国内外海洋石油公司采取的清除海生物的方法有这么几种。1)在导管架与海水接触的部分喷涂含有有毒物质的涂料，抑制海生物附着在其表面。因涂料具有一定的时效性，一旦被完全分解，这种方法就丧失了对海生物生长的抑制作用，此外采用这种方法对海洋环境会产生污染，而且这种方法不易实现修复性的再喷涂，所以一般不做首选。2）在导管架与海水的接触部分设置可分解电极，对电极施加低脉冲电流。由于海水中含有氯化钠，海水经电解后，在极板周围将分离出金属离子、氯化物、氢、氧化物等微量有毒物质，可有效地遏制海生物附着在导管架上;但这种方法需要定期更换电解电极，并需要配置专用电源，且电解分离出来的氯化物等化学成分对导管架周围的海水环境会产生负面影响。3）由专业人员定期地用专用工具或高压水枪清除附着在导管架上的海生物。这种方法具体实施上存在相当多的困难，而且存在不安全因素，操作费用也相对较高。这主要由于亚热带海域海生物的生长、附着速度极快，且一旦附着在导管架管壁上，仅靠人力进行清除，作用十分有限。另外，从事这项工作还要为操作人员配备工作艇、救生装置、潜水工具等设备或设施，因此这种方法仅可作为补救措施。4）用海水的浮力为动力以清除附着在导管架构件上的海生物的装置。这种装置的主体用密度小于海水的材料制成。该装置的主体环抱于导管架构件的周围，即海生物易于附着、生长的部位，利用海水的浮力，海流、波浪等自然力为动力，使装置在导管架构件的外围作垂向、横向、旋转运动，通过这一复合运动，使设置在装置上的撞击轮不断地碰撞、接触导管架构件表面，从而使海生物无法附着，这种方法还可以逐渐清除已附着的海生物。该装置的最大优点是，以海水的自然能力为动力，不需人为地施加外力，简易，有效，无污染，成本低;不足之处是，在长期使用中，如遇到大风、台风天气，在波浪、海流的共同作用下，该装置与导管架将发生剧烈碰撞，如果出现破损，维修、更换备件较为困难。有多种方法曾被试用过，但实际效果不佳，已不被考虑;而利用海水浮力为动力清除附着海生物的方法有明显的实质效果[32]。41 本科毕业论文正文5.5电解防生物法5.5.1电解海水防海生物法电解海水法，即通过电解海水来达到防海生物目的。海水中含量最多的是以氯化钠为主的盐类物质，其中氯离子在海水中含量最高，其浓度占19％左右，氯化钠与氯化镁占总盐度88.7％左右。电解海水防海生物装置采用镀铂钛电极或特制的电极将海水电解，产生次氯化钠、次氯酸及氯气，这些强氧化剂可杀死海生物的幼虫及孢子，达到防污染目的[2]。电解海水防海生物装置不仅具有安全可靠，防污彻底，而且具有对环境无污染特点。但在电解过程中，会产生大量的氢气、氢氧化镁、碳酸钙等电解副产物。其中氢气是易燃气体，而氢氧化镁、碳酸钙等电解副产物经过长时间的积累会附着或聚集在电解槽内部，阻塞电解槽，甚至造成电源烧毁。根据《2005海上移动平台入级与建造规范》第三章第八节中3.8.2.4条规定：“具有阴极保护的舱柜，应在其前、后端设置空气管”，在使用过程中，需要对氢气进行安全排放，并定期清洁电解槽内部，以此来保证使用的安全性。因而,对石油海洋平台,尤其应该注意其安全使用,以防因氢气排放不当而引起着火、爆炸等危险。5.5.2电解铜、铝防海生物法电解铜、铝防海生物法，即采用电解铜、铝方式来进行海水防污处理。其工作原理是利用电解铜铝所产生的有毒物质Cu2O和絮状载体Al(OH)3，随着海水流动分布并附着于海底门和海水管路的内壁上，有效抑制海生物的栖息和生长。在海水进入平台入口处安装防海生物阳极和防腐蚀阳极，通电进行电解，产生防海生物离子和防腐蚀Ⅱ型离子，形成电解液，再由海水泵抽出，分布到整个海水冷却管系中，达到既防止海生物附着又防止管系腐蚀的目的。电解铜、铝防海生物装置又可分为直接式电解铜、铝防海生物装置与间接式电解铜、铝防海生物装置。（1）直接式电解铜、铝防海生物装置将电解阳极直接安装在海水过滤器或海水管路，电解产生铜离子和氢氧化铝直接混合在海水中。该装置具有结构简单、安装方便、成本低等特点，不需要专门的摆放空间。（2）间接式电解铜、铝防海生物装置是将电解槽内的铜铝阳极进行电解，电解所产生的铜离子和氢氧化铝被抽送进入海水管路。该装置具有处理量大，耗电量小，可随时更换阳极的特点[2]。41 本科毕业论文正文5.6本海洋石油平台防海生物系统的配置上述分析可见，电解铜、铝防海生物法简单易行，管理方便。同时，海洋石油281平台是一座钻井、生活和工程支持多功能石油平台，存在着油气积聚危险场所，电解海水防海生物装置所产生的氢气若排放不当，会引起着火、爆炸等危险，因此本平台采用电解铜、铝防海生物装置进行海水防污更为安全可靠。根据平台在漂浮状态和升离海面状态下海水来源位置的不同，防海生物装置在两种状态下分别采用直接式电解与间接式电解，具体配置如下：（1）平台漂浮状态下海水系统的防污图6平台漂浮状态下间接式电解防海生物装置的配置如图6所示，在拖航及平台漂浮状态下，平台所用海水来自于左右舷海水箱，采用间接式电解防海生物装置，其铜铝阳极从海水箱顶部向下安装于箱体内进行电解，可将电解所产生的铜离子和氢氧化铝被抽送进入海水管路，所释放的高粘性的铜、铝絮状物能够有效附着于各个管系内壁并生成保护膜，满足平台的压载、冷却、生活和消防等用水需求。（2）平台升起状态下海水系统的防污如图7所示，当平台处于升离海面状态时，所需海水供应只能通过潜水泵提供，考虑到潜水泵水下工作环境复杂，及维修保养性，因而海水提升系统中，在潜水泵出口过滤器上采用直接式防海生物装置，并将过滤器安装在甲板上，避免水下复杂环境检修、安装的不便性。平台共有4台潜水泵，其中3台布置在提升泵架内，1台作为应急消防，放置于甲板备用，每台潜水泵的出水都是经过滤器进入平台各个海水管系，因此防海生物装置安装于41 本科毕业论文正文过滤器中，即可达到平台海水防污要求。图7平台升离海面状态下直接式电解防海生物装置的配置41 本科毕业论文正文6平台海水提升泵架驱动系统的设计本自升式平台的泵架驱动装置被固定在平台上，通过齿轮驱动齿条，使泵架沉入或脱离海水，以满足不同工况下对泵架位置的要求。泵架驱动装置原动力为船用制动电机，通过三级行星减速器减速后，由齿轮驱动焊接于泵架一侧的齿条上下移动。表5为经30min空载运转试验，技术参数的检测结果表5技术参数的检测结果序号项目技术规格书要求检测结果1电机工作电压380V385V,在允许工作范围内，符合试验要求2电机转速750rpm752rpm，在允许范围内，符合空载试验结果3减速机输出转速0.823rpm符合设计参数4控制方式直接启动直接启动，正转与反转时，检测结果一致5提升速度0.9m/min0.904m/min,符合技术规格书的规格41 本科毕业论文正文7平台海水提升系统一般通则规范设计尽管平台设有比较完备的防腐防海生物系统,但根据中国船级社的规范要求,依然必须满足相应的壁厚等选取要求,本平台的规范设计如下:7.1图纸与资料7.1.1对所有平台应将下列图纸一式四份提交本社批准：(1)机舱、锅炉舱布置图；(2)轮机说明书；(3)机器设备明细表；(4)舱底水和压载管系图；(5)空气管、测量管和溢流管管路图；(6)主辅机和锅炉燃油供油系统图；(7)燃油驳运系统图；(8)主辅机滑油管系图；(9)主辅机冷却水管系图；(10)压缩空气管系图；(11)蒸汽管系图；(12)凝水和乏汽管系图；(13)锅炉给水管和锅炉泄放管管路图；(14)燃油加热管路图；(15)泄水、进水和排水管路和附件布置图；(16)燃油、滑油净化系统图；(17)主辅机/锅炉排气管系图；(18)机舱/锅炉舱通风管系图；(19)液压系统图；(20)管子、阀和附件的材料规格书及强度计算书；(21)其他本社认为必要的图纸和资料。41 本科毕业论文正文7.1.2对储油平台还应将下列图纸一式四份提交批准：(1)储油管系图；(2)储油泵舱和隔离空舱舱底水管系图；(3)储油加热管路图；(4)透气系统布置图（包括驱气除气系统）；(5)闭式测量系统图（如采用时）；(6)惰性气体管系图连同惰性气体发生装置和所有控制和监测装置。7.1.3图纸上应注明管子、阀和附件等的材料、尺寸、类型、设计压力和设计温度等。如无另附计算书时，图上还应有必要的规范计算。7.2设计压力7.2.1管系设计压力是管系最高许用工作压力，应不小于安全阀或溢流阀的最高设定压力。7.2.2燃油管系的设计压力可按表6取值。7.2.3在特殊场合，设计压力另行规定。表6燃油管系的设计压力表工作温度工作压力T≤60oCT＞60oCP≤0.7MPa0.3MPa或最高工作压力，取较大者。0.3MPa或最高工作压力，取较大者。P＞0.7MPa最高工作压力。1.4MPa或最高工作压力，取较大者。注：①当管系的设计压力和设计温度其中一个参数达到表中I级时，即定为I级管系；当设计压力和设计温度两参数均达到表中Ⅱ级或Ⅲ级规定时，既定为Ⅱ级管系或Ⅲ级管系；②有毒和腐蚀介质、加热温度超过其闪点的可燃介质和闪点低于60℃介质、以及液化气体等一般为I级管系；如设有安全保护措施以防泄漏和泄漏后产生的后果，也可为Ⅱ级管系，但有毒介质除外；③货油管系一般为Ⅲ级管系；④不受压的开式管路如泄水管、溢流管、排气管、透气管和锅炉放汽管等也为Ⅲ级管系；⑤其他介质是指空气、水和不可燃液压油等；7.3设计温度7.3.1设计温度系指管内流体的最高温度，但应不低于50℃。41 本科毕业论文正文对过热蒸汽管，如过热器出口蒸汽的温度能被严格控制，则其设计温度应取管路所设计的工作蒸汽温度。如在正常使用中温度波动会超过设计温度15℃时，则用来确定许用应力所使用的温度应增加该超额数值。在特殊场合，设计温度另行规定。7.4管系等级7.4.l为了确定适当的试验要求、连接型式以及热处理和焊接工艺规程，不同用途的压力管系其设计压力和设计温度分为三级，如表7所示。表7管系等级管系I级Ⅱ级Ⅲ级设计压力（MPa）设计温度（oC）设计压力（MPa）设计温度（oC）设计压力（MPa）设计温度（oC）蒸汽＞1.6或＞300≤1.6和≤380≤0.7和≤170热油＞1.6或＞300≤1.6和≤380≤0.7和≤150燃油、滑油可燃液压油＞1.6或＞150≤1.6和≤150≤0.7和≤60其他介质＞4.0或＞300≤4.0和≤380≤1.6和≤200注：①当管系的设计压力和设计温度其中一个参数达到表中I级时，即定为I级管系；当设计压力和设计温度两参数均达到表中Ⅱ级或Ⅲ级规定时，既定为Ⅱ级管系或Ⅲ级管系；②有毒和腐蚀介质、加热温度超过其闪点的可燃介质和闪点低于60℃介质、以及液化气体等一般为I级管系；如设有安全保护措施以防泄漏和泄漏后产生的后果，也可为Ⅱ级管系，但有毒介质除外；③货油管系一般为Ⅲ级管系；④不受压的开式管路如泄水管、溢流管、排气管、透气管和锅炉放汽管等也为Ⅲ级管系；⑤其他介质是指空气、水和不可燃液压油等；7.5管路布置和舱柜分隔7.5.l可能导致进一步浸水的管子应安装在假设破损透穿区域的内侧，除非破舱稳性分析中有特别考虑。7.5.2输送非危险流体的管系应与可能含有危险液体的管系分开；交叉连接的管系应采取措施以避免非危险流体被危险流体污染。闪点低于60℃41 本科毕业论文正文的易燃流体管系应完全与平台和其他管系隔离并不应通过安全区，如不可避免时，应设有安全保护措施。7.5.3当空气或蒸汽用来使井液在燃烧前雾化时，应在空气或蒸汽管路上装一个止回阀。这个阀应是固定安装的管路的一部分且易于接近，同时应尽可能靠近燃烧臂。7.5.4管系应妥为固定，在危险区内管路的固定应能防止产生火花。管路上应装有膨胀接头或等效的补偿设施，以补偿由于平台变形和（或）温度变化所引起的管路长度伸缩，防止造成管路或管路上设备的损坏。7.5.5管子穿过水密或气密结构处，应采用贯通配件或座板。7.5.6下列舱柜相邻布置时，应以隔离空舱隔开:（1）滑油舱柜与燃油舱柜；（2）滑油舱柜与淡水舱柜；（3）燃油舱柜与淡水舱柜；（4）锅水舱柜与燃油舱柜；（5）锅水舱柜与滑油舱柜。淡水管应避免通过油舱，油管也应避免通过淡水舱，如不可避免时，应在油密隧道或套管内通过。其他管子通过燃油舱时，管壁应加厚，且不得有可拆接头。7.6防腐蚀7.6.1处于腐蚀环境中的钢管应有防止锈蚀的保护措施，并在全部加工（即钢管弯制、成形和焊接）完成后，施以保护涂层。7.6.2管路中如有不同金属件相连，则应设有防电化学腐蚀的措施。7.7防火7.7.1应避免燃油舱柜的空气管、溢流管和测量管通过居住舱室。如有困难时，则通过该类舱室管子不得有可拆接头。7.7.2燃油管系不应位于紧靠高温装置的上方或附近。燃油管系的布置应尽可能远离热表面、电气装置或其他着火源并应予以围罩或采取其他保护措施，以避免燃油喷到或渗漏到着火源上。应最大限度地减少这种管系的接头数目。41 本科毕业论文正文7.8防护7.8.1布置在舱室及其他处所易受碰损的管子，应具有可靠的、便于拆装的防护罩。7.8.2各种管系应根据需要在管子、附件、泵、滤器和其他设备上设有放泄阀或旋塞。7.8.3使用时压力可能超过设计压力的管路，应在泵的输出端管路上设置安全阀。对于油管路，由安全阀溢出的液体应流回至泵的吸入端或舱柜内。管路中的加热器和空气压缩机的冷却器也应装设安全阀。安全阀的调整压力，一般不超过管路的设计压力。7.8.4压力管路上如装有减压阀时，应在减压阀后装设安全阀及压力表，并应设有旁通管路。7.9隔热包扎7.9.1所有蒸汽管、排气管和温度较高的管路，应包扎隔热材料，隔热层表面温度一般应不超过60oC。可拆接头及阀件处的绝热材料应便于拆换。若隔热层的表面是吸油的或可能被油渗透，应加防油保护。7.9.2非冷藏装置的管路通过冷藏舱时，应包扎防冻材料，以防管路表面由于结水、结霜而腐蚀加快，并与钢构件作隔热分隔。7.9.3一般情况下，通过温度为0℃或低于0℃舱室的管子，应与该舱室的钢构件作隔热分隔。7.10膨胀补偿7.10.1承受胀缩或其他应力的管子，应采取管子弯曲或膨胀接头等必要的补偿措施。油管和消防水管的膨胀补偿装置和法兰垫片应由不燃材料制成。7.10.2管路中所使用的膨胀接头应为认可的型式，与膨胀接头毗连的管子应适当校直和固定，必要时，波纹管型膨胀接头需加以防护，以防机械损伤。7.10.3铺设在平台间步桥上的管子应设有补偿位移措施。7.11热处理7.l1.1I级管系碳锰钢和碳锰钢管，经冷弯后，若弯曲半径小于其外径的3倍时，应进行热处理。所有合金钢钢管经弯曲后，均应进行热处理。7.l1.241 本科毕业论文正文由于冷弯而硬化的铜和铜合金管，在制造完工后进行液压试验之前，应进行适当的热处理，铜管应进行退火，铜合金管应进行退火或消除应力热处理。7.l1.3碳钢和碳锰钢管冷弯后的热处理，应缓慢均匀加热至580～620℃，保持温度的时间应为每25mm壁厚（或不足25mm者）至少lh，在炉内缓慢冷到400℃，然后在静止的空气中冷却。合金钢钢管的热处理根据成分决定。7.l1.4压力管的焊后热处理还应满足本社《材料与焊接规范》的有关要求。7.12材料7.12.l各种管子、阀件和附件所使用的材料应与介质和管路承担的用途相适应。对用于腐蚀性极强的介质的管子材料应根据实际情况经本社审定。7.13无损检测7.13.1在I级管系中，外径大于76mm的管子的对接焊接头，应全部经X射线或γ射线检测。7.13.2在Ⅱ级管系中，外径大于l00mm的管子的对接焊接头以及I级管系中外径等于或小于76mm的管子的对接焊接头，应以10%抽样进行X射线或γ射线检测。7.l3.3当由于技术原因，I级管系和II级管系的X射线或γ射线检测不能进行时，可采取其他等效的检测方法。7.13.4在特殊情况下，可用超声波代替射线检测。7.13.5在I级管系中，法兰接头的角焊缝应进行磁粉检查或其他合适的无损检测。根据材料类型、管壁厚度、外径尺寸以及流体性质等不同情况，本社可采用对其他等级的管系的角焊进行磁粉检测或等效检测。7.13.6除了上述的无损检测外，可以根据个别的特殊情况提出附加超声波检测的要求。7.13.7X射线、γ射线及超声波检测应由本社发证的II级人员按合适的工艺进行。需要时，X射线、γ射级及超声波检测的完整工艺应提交审查。7.13.8磁粉检测应具有适当的设备和工艺，且磁通量应足够探测出缺陷。必要时，设备应以标准试块进行校验。7.13.9焊缝质量应符合本社所接受的标准，焊缝中不可接受的缺陷应予去除，并按相应要求予以修补。41 本科毕业论文正文7.14隔离措施7.14.1为便于检修，管路中的设备（如泵、压缩机）在管的输入和输出端应设隔离阀，隔离阀应尽量靠近设备。7.14.2管路中的仪表都应在邻近管子处隔离阀或旋塞。7.15其他7.l5.1离心泵的输出端应设止回阀。7.15.2管系中的阀和附件的强度，应与它们所连接管路的强度相一致，并在最高工作压力下能有效的工作。7.15.3机舱、炉舱、泵舱及轴隧内阀件布置应便于操作。凡装在花钢板以下不便于操作的阀件，应将阀杆接长或配备便于操作的工具，花钢板根据需要相应开孔及加盖。7.15.4管路的强度设计可采用本社认可的等效管路设计标准。7.15.5与钻井作业有关的高压管系应符合本社《钻井装置发证导则》和公认的标准。41 本科毕业论文正文8平台海水提升系统管系详细规范设计在提升扬水管以及输送管道中，本平台采用碳钢和低合金钢的规范进行设计，其主要设计内容如下：8.l碳钢和低合金钢钢管、阀件和附件8.1.l用于I级和II级管系的管子，应为无缝钢管或按照本社认可的焊接工艺而制造的焊接管。8.1.2有纵向对接焊缝的锻造管子不能用于燃油、油加热盘管或压力超过0.4MPa的压力容器内。8.1.3碳钢和碳锰钢钢管、阀件和附件一般不能用于流体温度超过400℃的管系，但如果它们的冶金性能和高温耐久强度（100000h以上的最大抗拉极限强度）符合国家或国际规则和标准，并且这些数值能由钢厂保证，则可以用于更高温度的管系。8.2管壁厚度的计算8.2.1受内压的钢管，其最小壁厚δ应不小于按下式计算结果之值：δ=δ0+b+cmm式中:δ——最小计算壁厚，mm；δ0——基本计算壁厚，mm；b——弯曲附加裕量，mm；c——腐蚀裕量，其值按表8的规定选取，mm。对于穿过舱柜的管路，应增加一个计及外部腐蚀的附加腐蚀裕量，该腐蚀裕量取决于外部介质；若采用涂层、衬层等措施对管子及其接头进行了有效的防蚀保护，则至多可减少50%的腐蚀裕量。当使用有足够抗蚀性能的特种钢时，其腐蚀裕量可以减少，甚至可减少到零。8.2.2钢管基本计算壁厚应按下式计算:mm41 本科毕业论文正文式中p——设计压力，MPa，D——钢管外径，mm；[σ]——钢管许用应力，N/mm2，e——焊接有效系数，对无缝钢管、电阻焊和高频焊钢管应取1，其他方法制造的管子，e值另行考虑。表8钢管腐蚀裕量C，mm管系用途CC管系用途CC过热蒸汽管系0.3滑油管系0.3饱和蒸汽管0.8系燃油管系1.0储油舱蒸汽加热管系2.0储油管系2.0锅炉开式给水管系1.5冷藏装置制冷剂管系0.3锅炉闭式给水管系0.5淡水管系0.8锅炉排污管系1.5海水管系3.0压缩空气管系1.0冷藏舱室盐水管系2.0液压油管系0.38.2.3上述最小壁厚未考虑制造负公差，因此，当有制造负公差时，管子的壁厚不得小于按下式计算之值：mm式中：a——制造负公差与管子公称壁厚之比。8.2.4当由本节8.2.2所述公式计算所得的最小壁厚小于表9或表10所列的数值时，则应采用表列相应的标准管的最小公称壁厚。螺纹管的壁厚，应量至螺纹根部。41 本科毕业论文正文表9钢管外径与最小公称壁厚外径D最小公称壁厚一般用管③④⑥⑧⑨⑩与平台体结构有关的舱柜的空气管、溢流管和测量管①②③④⑥⑦⑧舱底、压载水管一般海水管①③④⑤⑥⑦⑧通过压载舱和燃油舱的舱底水管、空气管、溢流管和测量管。通过燃油舱的压载管和通过压载舱的燃油管①②③④⑤⑥⑦⑧10.2~1213.5~17.2201.61.82.021.3~2526.9~33.738~44.52.02.02.04.53.23.23.66.348.351~63.5702.32.32.64.54.54.53.64.04.06.36.36.376.1~82.588.9~108114.3~1272.62.93.24.54.54.54.54.54.56.37.18.0133~139.7152.4~168.3177.83.64.04.54.54.55.04.54.55.08.08.88.8193.7219.1244.5~2734.54.55.05.45.96.35.45.96.38.88.88.8298.5~368406.4~4575.66.36.36.36.36.38.88.8注:①具有有效防腐蚀措施的管子，其最小壁厚可以适当减，但减薄最多不超过lmm；②除液货闪点小于60℃的液货舱测量管外，表列测量管的最小管壁厚系适用于液舱外部的测量管；③对于允许采用的螺纹管，最小壁厚应自螺纹根部量起；④焊接钢管和无缝钢管的外径和壁厚的数值取自ISO的推荐文件R336，若按其他标准选取管子壁厚可允许适当减少；⑤通过深舱的舱底水管和压载管的最小壁厚应另行考虑，通过储油舱的压载水管的最小壁厚应不小于表3.1.4.1规定的值；⑥外径大于457mm的管子的最小壁厚可参照国家或国际标准，但任何情况下其最小壁厚应不小于表8.2.4(1)41 本科毕业论文正文中管子外径为406.4～457mm所对应的值；⑦舱底、测量、空气和溢流管的最小内径应为:舱底管50mm测量管32mm空气和溢流管50mm⑧本表所列的最小壁厚一般是指公称壁厚因此不必考虑负公差和弯曲减薄裕量；⑨排气管的最小壁厚应另行考虑；⑩货油管的最小壁厚应另行考虑。表10不锈钢外径D与最小公称壁厚管子外径（D）不锈钢最小公称壁厚≤101.011~181.519~832.084~1692.5170~2463.0247~3403.5341~4264.0427~5114.5512~5975.08.3管段连接8.3.l管段直接连接可采用下列方式：(1)管子之间或管子与阀箱或其他附件之间对接焊，对接焊应为全焊透型式并对根部质量有特殊规定，或全焊透型式但对根部质量无特殊规定；(2)套筒焊接连接，套筒焊接应按照本社的规范或公认的标准，以适当尺寸的套筒与有关焊接工艺进行；(3)认可型的螺纹套筒连接。8.3.2上述管子连接方式的使用范围如下：(1)对接焊连接和套筒焊接连接应符合表11的规定。41 本科毕业论文正文表11管段连接连接方式适用管系等级适用外管不限采取改善焊缝根部质量措施的对接焊I、II、III不采取改善焊缝根部质量措施的对接焊II、III套筒焊接连接IIII、II，但有毒介质或预期工作中可引起疲劳、严重腐蚀的管系除外D≤88.9mm(2)螺纹套筒连接应符合公认的标准。螺纹套筒连接可用于下述外径的管系，但不应用于输送有毒或易燃介质或预期工作中可引起疲劳、严重腐蚀的管系。二氧化碳系统中的螺纹连接只可用于被保护处所内和二氧化碳气瓶室。①锥形螺纹的螺纹连接可适用于外径不大于33.7mm的Ⅰ级管系和外径不大于60.3mm的Ⅱ级管系；②平行螺纹的螺纹连接可用于外径不大于60.3mm的Ⅲ级管系；③在特殊情况下，本社也可接受大于上述规定的尺寸。8.4法兰连接8.4.l认可型的法兰接头示于图8中。对于小直径管子，根据个别情况及工作状态，本社可以同意采用套筒连接、套筒螺纹连接或其他管段直接对接型式（如喇叭套筒或突肩连接）。8.4.2对上述各型法兰连接选用，应符合表12的规定。表12典型法兰连接的应用管系等级有毒或有腐蚀的介质④、可燃介质④，液化气滑油和燃油蒸汽③和热油其他介质①②③IA、BA、BA、B⑥IIA、B、CA、B、C、E⑦A、B、C、D⑤、E⑥IIIA、B、C、EA、B、C、D、EA、B、C、D、E、F②注：①包括水、空气、其他气体、液压油；②F型仅适用于水管和开口管路；③设计温度超过400℃时，仅适用A型；41 本科毕业论文正文④设计压力超过1MPa时，仅适用A型；⑤设计温度超过250℃时，不得用D型和E型；⑥B型仅适用于外径小于150℃的管子；⑦E型仅适用于设计温度小于150℃和设计压力小于1.6MPa的油管。8.4.3法兰及其螺栓的尺寸应根据国家标准选取，对于特殊用途的法兰及其螺栓的尺寸应另行考虑。图8典型法兰连接41 本科毕业论文正文8.5铜和铜合金管、阀件和附件8.5.lⅠ级和Ⅱ级管系中所使用的铜和铜合金管应为无缝管。8.5.2Ⅲ级管系所用的铜和铜合金材料，应根据本社认可的技术标准进行制造和试验。8.5.3铜和铜合金管、阀件和附件的使用温度应不超过下列规定:铜和铝黄铜:200℃；铜镍合金:380℃；适合高温用途的特殊青铜：260℃。8.6管壁厚度的计算8.6.1受内压的铜和铜合金管，其最小壁厚应不小于按下式计算所得之值:δ=δ0+b+cmm式中：——基本计算壁厚，mm；b——弯曲附加裕量，mm，见本节；c——腐蚀裕量，对铜、铝黄铜和镍含量低于10%的铜镍合金mm；对镍含量为10%及以上的铜镍合金mm；对于介质对管材不产生腐蚀者。8.6.2铜和铜合金管的基本计算壁厚应按下式计算：mm式中:p——设计压力，Mpa；D——钢管外径，mm；[σ]——许用应力，N/mm2。41 本科毕业论文正文表13铜和铜合金管许用应力管子材料测试条件抗拉强度许用应力设计温度5075180125150175200225250275300铜退火215414140403427.518.5----铝黄铜退火32578787878785124.5----铜银合金退火27568686765.564625956524844铜镍合金退火365817977757371696765.56462注:①如金属温度处于表中所列数值之间，则许用力可采用线性内插法求得；②表内未包括的材料的许用应力应经本社同意。8.6.3弯曲附加裕量应不小于按下式计算之值：mm式中:R——平均弯曲半径，mm，通常应不小于3；D——钢管外径，mm；o——基本计算壁厚，mm.8.6.4上述最小壁厚并未考虑制造负公差，当考虑制造负公差修正时，管子的壁厚应不小于按下式计算之值：mm式中：a——制造负公差与管子公称壁厚之比。8.6.5当由本节8.6.4所述公式计算所得的最小壁厚小于表14所列数值时，则应采用表列相应的标准管的最小公称壁厚。螺纹管的壁厚应量至螺纹根部。41 本科毕业论文正文表14铜和铜合金外径与最小公称壁厚管子外径D最小公称壁厚铜铜合金8~101.00.812~201.21.025~44.51.51.250~76.12.01.588.9~1082.52.0133~1593.02.5193.7~2673.53.0273~4704.03.55084.54.0注：①外径和壁厚的数值取自ISO标准；②若按其他标准选取管径，管子壁厚可允许适当减小。8.7热处理8.7.1冷弯铜管在制造完工后，水压试验前应进行适当的热处理，铜管应进行退火，铜合金应进行退火和消除应力的热处理。8.8塑料管在海洋平台设计中,重量控制是一个关键问题,为保障平台升降能力,相应海水管可与船检沟通,用塑料管替。本平台的塑料管设计规范如下：8.8.1塑料管在平台上的应用，应参照本社《钢质海船入级与建造规范》第3篇第2章第4节的相关规定，并符合本社《材料与焊接规范》第2篇第2章相关要求。8.8.2平台上所用塑料管应为认可型。认可程序和内容可按国际海事组织（IMO）753（18）决议《塑料管的生产与应用》（见附录I）有关规定进行。8.8.3平台上所用的塑料管，应根据其化学成份、机械性能和耐温极限选取。塑料管的最大允许内压力，应不大于在其使用温度下爆破压力的1/4或长期静水压力(≥100000h)试验破坏压力除以安全系数2.5，取较小者。对管内可能产生真空状态或管子外部作用有液体压力的管子，其最大外压力应不大于在其使用温度下爆破压力的l/3。41 本科毕业论文正文8.8.4认可型的并按照批准的技术要求作过试验的塑料管可用于下列Ⅱ级管:（1）位于火灾危险较小的压载水舱，隔离舱、空舱或类似舱室内的海水和淡水的压载水管；（2）各自用独立冷却系统供水的辅机和压缩机的淡水冷却水支管；（3）不通过冷藏舱的平台内排水管；（4）卫生水供排系统；（5）淡水舱的空气管和测量管，但不包括甲板以上的部分；（6）设在控制室或机舱控制台内部的气、液仪表系统的管子，但下列除外:①操舵系统②海水阀遥控系统③燃油日用油柜上的阀的遥控系统④舱底及燃油系统中阀的遥控系统⑤压载水系统中阀的遥控系统⑥灭火装置的遥控系统8.8.5认可型并按照批准的技术要求作过注水状态耐火试验15分钟的塑料管可用于下列Ⅲ级管:（1）不构成消防系统或舱底系统组成部分的并与海水阀相连的平台内压载管；（2）机舱内与海水进口阀或排出阀相连的海水冷却水管。8.8.6当塑料管穿过水密舱壁、防火舱壁或甲板时，在塑料管损坏后应不致破坏这些舱壁和甲板的完整性。8.8.7所有塑料管应有适当并自由的支撑。在管子的每个区段均应有允许塑料管膨胀或收缩措施。8.8.8塑料管一般应不用于介质温度高于60℃或低于0℃的管系。8.8.9当塑料管适用的管路中为控制静电而需一定的导电性时，则其单位长度的管子、弯头或支管的电阻不能大于0.1M/m。8.8.10管路应保持导电的连续性并接地，管路中任何一点的接地电阻应不大于1M。8.9软管8.9.141 本科毕业论文正文当机器和固定管路之间需要有相对运动时，则可采用认可型的短软管进行连接。软管不能作为未对中管段之间的补偿。8.9.2输送可燃性液体或海水的管系中使用的非金属软管，其内部应至少有一层金属丝编织物。8.9.3软管应具有认可型的管端附件。8.9.4通常，只有在柴油机和空气压缩机冷却管路中，当由短直软管连接机器两固定点之间两个金属管时，才可使用管夹作为管端固定方法。8.9.5新型式的非金属软管，应经原型压力试验，其爆破压力应不小于最大许可工作压力的4倍。8.9.6有棉织物或相同材料加强的合成橡胶软管可用于海、淡水冷却系统，但如其破裂会造成危险，则应采取适当的围蔽措施。具有单层或双层编制物加强或金属丝网保护的合成橡胶软管可用于压缩空气、海水、淡水、燃油、滑油管系中。当用于供燃烧器的燃气或燃油管路时还应具有外部保护编制物。8.9.7每根软管均应经液压试验，试验压力应不小于最大许可工作压力1.5倍。8.9.8用于机器处所和其他有可能产生火源的处所，如管内为可燃液体，则软管的材料应为阻燃形并应符合IMOMSC/Circ.601的要求。8.9.9软管的两端应有如下标志：（1）软管外径；（2）最大允许工作压力；（3）防火等级。41 本科毕业论文正文9设计总结经过一段时间的努力我终于完成了毕业设计任务。现在的我真的是长长的舒了一口气，这次的毕业设计和以往的课程设计有这很大的不同，毕业设计它的难度更大而且涉及的面也比较广。这次的毕业设计我的题目是自升式海洋平台提升系统综合设计,由于之前的我已经在海洋平台提升系统这一块有所了解，也曾经阅读了海洋平台这方面的论文书籍，因此在此次设计过程中并没有手忙脚乱，无从下手的局面。在设计过程中，我也遇到过许多问题，比方说动力驱动装置的工作机理，泵架的结构等等，这都是在之前我没接触过的东西，不过在李老师的耐心帮助下以及通过自己不断的思考，我终于克服了这些问题，完成了这次设计任务。本次设计针对自升式海洋平台的海水提升系统整体的综合设计，在此设计中着重对潜水泵以及防腐系统进行详细地介绍。本平台在海水提升方式设计中，选用单泵可从泵管内提取的方案，即每台泵可单独运行工作，互不干扰，增加了泵架的机动性。在平台潜水泵设计中将海水提升系统的潜水泵设置增加了备用的余量，即使在钻井状态下，有两个泵已经在工作了，但仍然会有一台泵来作为备用，同时考虑到泵架驱动系统也可能会出现故障从而不能进行正常工作，当遇到这种情况时，还有一台放置在甲板上的潜水泵作为备用，由吊机下放海水中，进行应急工作，确保消防、主机冷却等需要，此外在这个系统的设计中，考虑潜水泵维修周期短的缺陷，在不影响正常海水供应情况下，设计中将潜水泵设置为可提升形式，这样就可以解决以往将整套泵架提升到平台上的不科学设计，遭成平台供水中断的严重安全隐患，通过故障潜水泵在提升架管内的滑动提升，可有效解决这一问题同时又不影响另外两台泵的工作。在防海生物系统设计中主要设置了2套防海生物装置，一套用于平台拖航漂浮状态下，来自海水箱的水防污；另一套用于平台升起状态下，来自潜水泵的提升水防污。结合海水取用场所的位置和防海生物装置的不同方式，本平台采用了直接式和间接式两种电解铜、铝防海生物装置，对海水管系进行保护。通过这次设计，首先让我对海洋平台有了更深入的了解，特别是关于海水提升和防海生物这一块，其次它锻炼了我的能力。最后，非常感谢老师和同学们对我的指导和帮助。41 本科毕业论文参考文献[参考文献][1]中国船级社.海上移动平台入级与建造规范[S].人民交通出版社.2005.[2]国防工业出版社.船舶设计使用手册-轮机分册.[3]胡晗李德堂海洋石油281平台防海生物系统的设计[J]中国造船2010.8[4]孙树民.海洋平台结构的发展[J].广东造船,2000,(04)：32~37.[5]周煜.自升式海洋平台设计方案评价体系研究[D].大连理工大学,2006.[6]刘放.海洋平台技术的现状及发展趋势[J].一重技术,2009,(06)：1~3.[7]陶永宏.我国海洋工程发展现状[J].中外船舶科技,2009,(03)：16~25.[8]郭洁民.海水提升泵的安装[J].中国海洋平台,1994,(Z1)：430~434.[9]董晓雨,张海云,高鹏.海洋平台海水提升泵的选型和选材[J].水泵技术,2009,(01)：41~42[10]CB*3075－87，船用无缝钢管系列［S］[11]黄运涛,彭乔.海洋生物污损的防治方法及研究进展[J].全面腐蚀控制,2004,(01)：3~5.[12]梁国栋,刘玉娟.海水系统防海生物装置的设计原理与比较分析[J].船电技术,2006,(03)：59~62.[13]逯艳英,吴建华,孙明先,崔严,陈光章.海洋生物污损的防治——电解防污技术的新进展[J].腐蚀与防护,2001,(12)：530~534.[14]刘姗姗,严涛.海洋污损生物防除的现状及展望[J].海洋学研究,2006,(04)：53~60.[15]朱荣生,李继忠,刘铭媛,燕浩,苏保。稳潜水泵扩张式喷嘴排液装置的优化设计与试验[J]排灌机械2009[16]陆林广,杨生,陈玉明.潜水泵装置优化选型软件[J]水泵技术2000.6[17]张广成潜水泵的安全使用[J]机务园地2009第一期[18]陈胜利兰志刚宋积文海洋石油平台的腐蚀监测技术[J]石油与天然气2010.6[19]杨军虎，张炜等.潜水轴流泵全流道三维湍流数值模拟及性能预估·[J].排灌机械，2006[20]汤方平，刘超，谢伟东等.双向潜水贯流泵装置水力模型研究[J].农业机械学报，2004[21]王书丽.潜水轴流泵的改进设计[J].水泵技术，2004.6[22]白旭华，张凤阁等.潜水电机的结构与设计特点[J].沈阳工业大学学报，200541 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