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海洋管道全自动焊接系统[下]
发布日期:2013-7-26 17:16:51  阅读:
在国内,北京石油化工学院依托“十一五”国家863课题(深水海底管道铺设技术研究), 针对海底油气输送管道(管径6″~48″)对接环形焊缝焊接工艺特点,开发了一套用于3000m 深水铺管的具备窄间隙焊接能力的海底管道铺设焊接机器人及管道环缝窄坡口双炬全自动焊接工艺。
    机器人机械本体主要由行走机构、锁紧机构、焊枪横向摆动机构、焊枪高低调整机构和焊枪组件等组成,机器人控制系统以工业PC机作为主控制器,通过CAN总线实现与焊接小车各轴驱动电机、焊接电源等外围设备的接口,通过Ethernet网络接口实现上层监督计算机的通信。焊接电源TPS4000采用一元化控制,通过设定送丝速度,焊接电流和焊接电压自动与之匹配。半个圆周从平焊位置到仰面焊位置分成12个区域,即P0~P12,每15°为1个区域,按照区域设置相应的焊接参数,整个焊接机器人系统如图6所示。该焊接系统进行了两次海上现场焊接试验,海上焊接试验现场照片及焊接接头照片如图7和图8所示,通过现场UT检验,焊接接头全部符合API STD1104-2005的要求,焊接样机两次海上试验通过了专家组验收。通过海上试验诸多环节的考验,焊接样机的技术性能满足海上应用需要。在此基础上,北京石油化工学院研究了满足深水J型铺管需要的作业流程及焊接工艺程序,并进行了深水J型铺管焊接小车、铺管配套作业流程和焊接工序的仿真研究。研究结果极大地提升我国海底管道铺设技术水平、形成了自主知识产权的海底管道铺设关键设备, 具有重大的经济效益和深远的社会效益[5]。
3,海洋管道自动焊接研究趋势
    焊缝跟踪技术是实现自动化焊接的关键技术之一,尤其是对于在船上进行的海洋油气管道铺设焊接而言,海上焊接施工条件恶劣,焊缝跟踪技术对于提高焊接质量,增加焊接速度和提高焊缝合格率连续性等方面都具有重要意义。尽管目前国外的双炬管道焊接机器人已经将电弧传感技术集成到管道焊接中,但在提高跟踪精度、跟踪速度和不同的跟踪方法方面还有较多工作需要研究。 
 
 
在过去的较长时间内,管道的非电弧焊接技术也得到不同程度的研究,如激光焊、电子束焊、闪光对接焊和摩擦焊等,一些技术已经显示了良好的应用前景,并有望显著提高油气管道的现场焊接生产率。如激光电弧复合焊接技术已经在陆上一些管道铺设中得到了应用,但是这些技术要在海洋工程焊接施工中实现真正的工业化应用,还需要在相关技术方面进行更加深入的研究。
参考文献
[1] 赵海鸿,尹长华,祁励. CRC管道全位置自动焊机的发展[J].电焊机, 2005,35(8): 26~28.
[2] Bruno de Sivry ,Bernard Sudreau,et al. Electron beam welding of J curve pipelines [A]. In: Proc 12th Int Conf [C]. Houston:Texas,1980.
[3] Dick Wolbers,Rob Hovinga.Installation of deepwater pipelines with sled assemblies using the new J-Lay system of the DCV Balder [A]. In: Presentation at the 2003 Offshore Technology Conference[C]. In Houston, OTC 15336, Texas, USA,2003.
[4] Jeff Hoch. Automatic Welding System, Berkeley Process Control Inc. 2003.
[5] 罗雨.海底管道铺设焊接机器人系统研究[D].北京: 北京化工大学. 2012.


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