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“海基一号”深水导管架结构管接长生产线

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成果主要完成人

王民锋、朱化学、韦 生、邵文京、张 涛、武大力、黄健源、王志强

项目概况

成果简介(重点从研究背景、管理技术难点、成果先进性、创新性、可推广性、经济社会效益、推动行业进步等方面进行表述,不超过800个汉字) 1)研究背景 “海基一号”总高度达302米,重量达3万吨,所用钢铁可以制造1艘中型航空母舰,是亚洲首例300米级深水导管架。深水导管架超大型管状结构,其制造过程为将钢板卷制成3米左右长度的钢管,内部安装环板,再将一节节钢管进行接长,然后依据设计图纸进行空间组装。 2)技术难点 ①接长:管接长工作是导管架建造的关键工序,传统的管接长工艺以人工为主,人工搬运组对和焊接,效率低下。海基一号工期紧任务重,焊接质量要求高。 ②加强环安装:“海基一号”导管架加强环总计512个,数量多且焊接时易出现横向裂纹的质量问题,是整个导管架施工的重点难点之一。传统的加强环安装方式为预装环,导管接长后才能焊接加强环,多采用二氧化碳焊接,这种方式浪费人力,且安全风险和质量风险也增大,工效低工期长,对焊工技术水平要求高,劳动强度高、环境差、影响焊接质量。 ③环形封闭焊缝:在超深水大型海油平台的导管架建造中,环形封闭焊缝的拘束大、残余应力多,易出现横向裂纹。 3)技术方案 针对以上施工技术难题,分别进行了技术创新以及引入业内先进做法: ①接长:通过一系列的调研、规划和论证,重新设计工作流程,优化工序,并引进组对机、焊接操作机等先进设备代替传统人工,形成了一套以半自动组对、自动焊接为主要组成的流水化接长生产线,实现快速精密组对、快速就位自动焊接和多道焊缝同时焊接。 ②加强环安装:从施工工序和焊接工艺两方面优化导管架加强环焊接施工工艺,形成内口加强环埋弧小车焊接工艺研究工艺工法,淘汰全二氧化碳焊接的落后工艺。 ③环形封闭焊缝:对世界级海洋工程焊接难题进行技术攻关,首创一种通过设计分段焊接和应力释放孔的方式控制焊接残余应力的方法,以解决海洋工程建造中大型构件中厚壁环形焊缝的横向裂纹问题。 4)经济效益 导管架结构管接长生产线属于海油工程的首次应用;实现自动化率约70%;提高工效1.5倍数;节约接长工期约1.8个月,节省成本约520万元。 5)社会效益 对世界级海洋工程焊接难题进行技术攻关,首创一种通过设计分段焊接和应力释放孔的方式控制焊接残余应力的方法,解决了海洋工程建造中大型构件中厚壁环形焊缝的横向裂纹问题,为海洋工程建造领域中大型构件的焊接工作提供了一种宝贵的先进