钢管焊接工艺装备导轮系统的设计.docVIP

钢管焊接工艺装备导轮系统的设计 ? 李建堂 ? （山海关船厂综合技术处） ? 提 要 文中介绍了一套集钢管切割、自动焊接及装配于一体的工艺装备（导轮部分）的结构、设计过程、工作原理及在海洋工程中的实际应用效果。 Summary This paper introduces briefly the construction，process of design，and working principle，and application effects of technologic equipment （the rollers system） applicable in cutting，and automatic welding，and assembling of the steel pipes. 关键词 钢管 工艺装备 自动焊接 海洋工程 Key Words Steel Pipes Technologic Equipment Automatic welding maritime engineering ? 1 前 言 1996年韩国现代重工业株式会社承揽的巴西籍超级油轮HENRIQUE DIAS(简称HD)和JOSE BONIFACIO(简称JB)到我厂改装,使我厂迈入了海洋工程这一崭新的领域。这两艘超级油轮为巴西（BRASOIL）国家石油公司所属，该公司要将其所属的5艘超级油轮改装成FPSO，HENRIQUE DIAS和JOSE BONIFACIO为其中的两艘，韩国现代重工通过国际招标得到了这两条船的改装工程。所谓FPSO既是Floating Production, Stoage and Offloading的缩写，FPSO是国际上发展迅猛的海洋工程品类，具体是指集海洋石油开采、处理、储藏、卸运为一体的专业化设施，其科技含量之高、施工组织之复杂令国际航运界、原油开采业及船舶修造界所格外关注。 HD轮为1978年12月建成的28万吨超级油轮，主尺度为337X54.5X27.8(米)；JB轮为1974年1月建成的27万吨超级油矿混装船，主尺度为337.7X54.5X28(米)。这两条船改装成FPSO主要包括以下工程： 1.???? 单点系泊装置。主要作用是将FPSO绕单点定位于海上并输出原油、天然气、水等。 2.???? 旋转装置。其中可容纳5根油管、3根水管、4根天然气管、1组液压/气动管、3根动力电缆、3根通信电缆。 3???????? 处理站。主要工作由原油分离装置、天然气处理装置、注水装置、污水装置、燃烧装置和化学药剂注入装置等组成。 4.???? 燃烧塔。其管路、阀门、结构等均应耐低温。 5.???? 串联卸油装置。主要由串联系泊缆和串联卸油装置组成。 6.???? 直升飞机平台。 7.???? 生活区。改装后可供60人起居和生活使用。 因此，这两条船的改装工程量之大、任务之艰巨、技术含量之高、质量控制要求之严格,不但是在我厂史无前例,即便是在国内来说也是独一无二的。 其中,管系工程更是一项巨大工程，要将现存管线和新制管线联合组成的管道系统与生产设备一起配合，负担石油的采集、加工处理、储存、卸油的任务。其中新制管线为管系工程的最大部分，工程总量HD：2400吨，10000个管段，JB：2700吨，13000个管段，分布于塔楼、生产平台、主甲板和机舱四个区域。管系工程依据ANSI B 31.3和APR14E建造施工,管子规格从1/2″(外径Φ12.5mm)到36″(外径Φ1060mm)，壁厚从3.68mm –40.5 mm，最高设计压力287kg/cm2，试验压力430kg/cm2，材料有碳钢管、不锈钢管、铜镍管等；从外观上看,又分无缝管和有缝管；管子的连接也可以说是各式各样、无所不有。管子的装配要求更是严格:管径在Φ150mm以下,位错须小于1mm；管径在Φ150mm -Φ250 mm间, 位错须小于2 mm；管径在Φ250mm -Φ350 mm间,位错须小于2.5 mm；焊缝要求检查,X射线无损检验100%，拍片率为17%，其它管线拍片率根据材料与压力等级不同为5%-20%，但全部管线（对接焊）必须接受最低为5%的拍片率。在这项工程中,管子在车间的预制占整个工作量的60%-70%。因此,研制一套集管子切割、装配及自动焊接于一体的工艺装备是势在必行而且是刻不容缓的。 2 方案设计 2.1 总体方案设计 考虑本系统要集管子切割、装配及自动焊于一体,所以方案有两种:一种依靠摩擦力带动管子旋转(如图一);另一种为依靠动力头带卡盘卡住管子带动管子旋转(如图二). ? 以上两种方案就可靠性来说应是第