北京石油化工学院能源工程先进连接技术研究中心成果简介(1)——先进水下连接技术

0前言从2000年以来,北京石油化工学院能源工程先进连接技术研究中心(以下简称研究中心)在国家高技术研究发展计划(863计划)等的支持下,开发了一系列高新焊接技术,尤其是在水下焊接和焊接自动化领域取得了重要突破。研究中心建立了水下干式高压焊接装置,研制成功了遥操作海底管道维修焊接机器人,开发了海底管道高压焊接工艺,并进行了海上试验。除了水下干式高压焊接,研究中心还建立了用于核电厂检修的水下焊接实验系统,能够模拟30m水深工程环     

大口径UOE海管全自动焊接工艺

在海底管道铺设中,稳定、高效的焊接工艺对管道焊接质量和焊接效率尤为重要。采用自主研制的双炬双丝全位置焊接小车,配备专用轨道对φ711材质为API X65的海管进行组对焊接,经过大量实验得到合适的焊接工艺。实验结果表明,焊缝成形良好,经过UT检测合格,拉伸、侧弯和刻槽锤断试验均符合API 1104-2005标准。     

Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析

针对Q235钢开展了摩擦叠焊单元成形焊接试验并对在主轴转速5 000 r/min,塞棒进给速度0.3 mm/s条件下的焊接接头的显微组织和显微组织硬度进行了测试,分析了摩擦叠焊单元成形焊接接头中不同位置的金相组织结构与摩擦焊接过程中温度和压力之间的关系,以及接头中不同位置处显微组织硬度存在差异的原因 该研究对Q235钢摩擦叠焊焊接工艺参数的研究及提高焊接接头的质量具有一定的指导意义.     

水下干式高压焊接试验装置控制系统研究

摘要：研制了一套水下高压焊接试验装置，该装置由配气储罐、高压试验舱、气体环境检验舱、监控系统等部分组成。控制系统选用PLC,采用PROFIBUS协议，通过WINCC软件实现系统的监控和试验参数的显示、存储、记录。试验表明，该装置性能可靠，功能齐全，操作方便，控制与监控功能达到高压焊接试验的设计要求。     

高压干法水下焊接技术发展现状

随着海洋石油和天然气工业的发展，海洋工程日益向深海挺进，发展水下焊接技术刻不容缓。高压干法水下焊接以其焊接质量高、接头性能好等优点越来越受到重视。概括介绍了国内外高压干法水下焊接模拟实验装置和高压干法水下焊接维修作业系统的发展现状，重点论述了高压下对电弧行为的研究情况，包括环境压力对焊接电弧形态、稳定性、电弧电压特性、电弧电流密度、电弧温度的影响及变化规律。指出了高压干法水下焊接技术的发展方向及我国研究高压干法水下焊接技术的必要性。     

海洋深水立管涡激振动实验研究的发展状况

在海洋环境中,涡激振动(VIV)是流体固体藕合作用的结果,也是流体力学和结构力学的融合;但是耦合的作用力会降低立管寿命,立管一旦发生疲劳破坏,原油的泄漏不仅会使工程蒙受损失,还将引发严重的环境污染和二次灾害,因此深海立管的涡激振动在立管设计中是一个需要考虑的重要因素,近几十年里科研人员在此方面做了大量的研究工作。笔者以海洋立管为研究对象,总结了在流体和结构方面国内外学者对海洋立管涡激振动上的研究成果。为更进一步的海洋立管涡激振动研究提供了理论依据。     

水下局部干式GMAW焊接的计算机辅助质量保证系统研究

局部干式焊接是海洋石油,核电等行业水下结构物维修的主要方法之一,其发展趋势是远程控制自动化作业.在创新的核电厂维修水下焊接试验装置的研发基础上,集成弧焊质量分析仪,建立了水下局部干式GMAW焊接计算机辅助焊接质量保证系统.系统对5 m水深304不锈钢脉冲MIG焊接电流和电弧电压波形进行采集和统计分析,获得了外观良好的焊缝.实验结果表明:水下焊接试验装置可以用来模拟30 m以内水深核电厂的远程控制维修,质量保证系统可以成功地用于水下焊接过程监控.     

21世纪海洋工程连接技术的挑战与对策

在解释海洋工程连接技术内涵的基础之上,针对21世纪中国海洋石油开发深水资源的巨大挑战,对深水海底管道铺设焊接、局部干式焊接、水下干式高压焊接以及摩擦叠焊等重要技术进行了介绍,其中包括北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心开展的相关研究工作,最后提出了发展中国海洋工程连接技术的对策.     

石材性质对锯切力的影响

本文通过研究岩石锯切力计算公式,讨论了工件材料微观结构分布不均匀和非线性特征对锯切力的影响。该研究有助于更加合理地选择锯切参数。     

高压环境下电弧电特性及管道焊接工艺的研究

利用自制的高压干法水下焊接模拟试验平台,首次研究了高压空气环境下的GTAW电弧电特性,研究表明:随着环境压力的升高,气体密度增大,电离度降低,弧柱电场强度增加,导致电弧静特性曲线上移.利用多元线性回归方法,建立了高压空气环境下的电弧电压教学模型,并在此基础上进行了高压模拟管道焊接工艺试验.研究表明,随着环境压力的增大,焊接电流减小,Ar流量增大.在0.1,0.3,0.5和0.7 MPa压力下,选用合理的焊接工艺参数,对于X56管线钢,均获得单面焊双面成形的良好效果.