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行業(yè)資訊

管道坡口機技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

 

         我國是一個海洋大國,面臨太平洋及其所屬渤海、黃海、東海、南海,大陸海岸線長1. 8 萬多公里,有300 多平方公里的領(lǐng)海和管轄海域。海洋資源是近幾年國際上激烈競爭的焦點之一,是各國重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。21 世紀(jì)是人類向海洋進(jìn)軍的世紀(jì)。為進(jìn) 行海上石油開發(fā)、海洋科學(xué)研究、海底礦藏勘探開發(fā)、海底管道、電纜等的敷設(shè)和檢查、海底打撈救生以及軍事應(yīng)用,迫切需要進(jìn)一步開發(fā)水下作業(yè)技術(shù)。 水下技術(shù),是我國一個起步較晚,但近些年來發(fā) 展很快的領(lǐng)域。目前盡管在水下科學(xué)技術(shù)方面已取得了一定成績,但是還需要進(jìn)一步發(fā)展多元科學(xué)技術(shù), 以使海洋作業(yè)更加方便、快捷。其中水下工程技術(shù)就 是需要盡快發(fā)展的一種多元科學(xué)技術(shù)。 水下工程技術(shù)通常是指海洋工程中圍繞海底油氣 及其它礦產(chǎn)資源的勘探、開采和救助打撈工程所需要的設(shè)備、設(shè)施的設(shè)計、建造及施工工藝和作業(yè)技術(shù)。 自上世紀(jì)60 年代以來,水下工程技術(shù)迅速發(fā)展。60 年代到70 年代期間,美、英、法、德、日、挪威等世界主要海洋國家,相繼建立了一批海洋開發(fā)研究機構(gòu),如日本海洋技術(shù)中心( JAMSTEC)、法國國立海洋開發(fā)中心(CNEXO)、挪威水下技術(shù)中心(NUC) 等,極大地促進(jìn)了海洋開發(fā)進(jìn)程及海洋技術(shù)研究工作。此外,各國近海工程公司和潛水公司,也紛紛進(jìn) 行水下科學(xué)技術(shù)的研究和水下作業(yè)設(shè)施的開發(fā),其中美國、英國、法國等一些公司等都具有較強的實力, 在潛水技術(shù)、ROV 技術(shù)、水下作業(yè)工具技術(shù)、水下 焊接技術(shù)及裝備、水下檢測技術(shù)與檢測儀器方面處于 領(lǐng)先地位。 海底油氣輸送管道維修作業(yè)系統(tǒng)是水下工程技術(shù)的一個部分,維修作業(yè)的主要任務(wù)是研制一套海洋環(huán)境下能夠?qū)坞p層海底管道進(jìn)行吊裝、切割、去表 皮、開坡口、對口、清理等作業(yè)的機具并能夠快速修復(fù)海底管道。下面就維修作業(yè)機具中的開坡口機的發(fā)展概況作詳細(xì)介紹。

 

        1.坡口機的研究概況

在管道鋪設(shè)或管接修復(fù)過程中,需要對管道進(jìn)行切割/ 開坡口作業(yè),以便進(jìn)行焊接。切割/ 坡口機是管道換接修復(fù)過程中不可缺少的專業(yè)設(shè)備,它所涉及的 各項技術(shù)在國外有成形產(chǎn)品出售。我國的產(chǎn)品多數(shù)為模仿國外制造。國外具有代表性的坡口機產(chǎn)品有以下幾種。

 

        1. 1 火焰切割/ 坡口機

美國H&M公司生產(chǎn)兩種火焰切割/ 坡口機:鋼帶式火焰切割和坡口機采用鋁制機身,重量輕,適合現(xiàn)場切割管道,坡口機的導(dǎo)軌采用不銹鋼凸緣導(dǎo)軌,一種導(dǎo)軌可適用多種管徑(鋼帶通過搭接,直徑可調(diào)),行走穩(wěn)定準(zhǔn)確,切割 線不錯位。坡口角度可調(diào)。帶有l(wèi)5m 電動遙控器, 速度可調(diào),正反轉(zhuǎn)控制,非常適應(yīng)海上平臺導(dǎo)管架切 割和管道切割。產(chǎn)品適用管徑為250 ~ 2400mm 的管道。 馬鞍形環(huán)齒輪式火焰切割/ 坡口機適合車間高效率下料,而且可擴(kuò)展成斜口切割機。鋁制機身,重量輕,裝配精度極高,鞍座和環(huán)齒輪同軸度達(dá)到1 0. 64mm,端面垂直度達(dá)到1 0. 38mm。電動型配l5m長遙控電纜,可調(diào)速和正反轉(zhuǎn)。一種機型可適用四種相鄰管徑。坡口角度可調(diào)。配雙割把架,可以同時割 出雙側(cè)坡口。配圓度靠輪,可以適應(yīng)不圓的管子切 割。系列產(chǎn)品,適用管徑為50 ~ l200mm 的管道。

 

        l. 2 管端坡口機

意大利GBC公司生產(chǎn)內(nèi)卡式、外卡式坡口機和管端坡口車床。 內(nèi)卡式管道坡口機有兩個型號,適合于小管徑管道加工坡口。它由氣動操作,防爆,適用于石化煉油企業(yè)管道維修。坡口機工作時通過超強自鎖內(nèi)卡芯軸卡于管道內(nèi),不打滑,不振顫,不彎曲變形。外卡式管道坡口機有多個型號,采用多刀車削方式,適用于小管徑管道。 管端坡口車床內(nèi)徑卡緊,便攜,尤其適合厚壁管端加工處理。

 

        l. 3 全自動柔性切管機

日本板橋全自動柔性軸切管機結(jié)構(gòu)比較特殊, 機頭沒有任何動力馬達(dá), 動力來自柔性扭矩傳輸纜軸??梢詫艿肋M(jìn)行切 割、開槽等作業(yè)。適用于 鑄鐵管、水泥管、鋼管、 石棉管和塑料管等。能夠快速、安全作業(yè),也可在水中作業(yè)。最大切割厚度達(dá) 60mm。

 

 

        l. 4 爬管式管道切割/ 坡口機

美國E.H. WACHS爬管式切割/ 坡口機是一種便攜式銑削機,它通過鏈條將機體固定在管道上,驅(qū)動鏈輪使機體帶著旋轉(zhuǎn)的切割刀和坡口刀沿鏈條爬行一周,完成管道的切割和開坡口。它由液壓驅(qū)動,可以 在管子水平或者垂直方向作業(yè),也可以在壕溝和l80m 深水下作業(yè)。它可以在帶壓的管道或者罐體上進(jìn)行冷切割和坡口加工,加工精度高,安全防爆,特 別適合惡劣環(huán)境( 風(fēng)沙、污泥、水下) 工作,適合海上鉆井、鋪管及各種水上安裝工程。

          2坡口機設(shè)計構(gòu)想及其展望

海洋油氣資源的開發(fā)是海洋開發(fā)的重要組成部分,其中海底破損油氣管道的維修又是保證海底開采的油氣順利運輸、防止海洋污染的必要保證。 我國在北海、南海和東海等海域進(jìn)行海上油氣開發(fā),海底油氣輸送管道一般有單層管和雙層管兩種, 單層管主要結(jié)構(gòu)是單層鋼管外面覆蓋一層鋼筋混凝土,雙層管主要結(jié)構(gòu)是在兩層鋼管中間添加有保溫層。北海、南海和東海的海底油氣管道鋪設(shè)已經(jīng)近 20年,許多管道面臨著破損的危險。

 

          目前,我國海底破損油氣管道都是聘請國外的專業(yè)公司進(jìn)行維修,大多是美國的公司,每次維修都需要花費幾百萬元人民幣,價格昂貴。隨著時間的推移,現(xiàn)在工作的海底油氣管道破損率會越來越高,每年需要維修的次數(shù)也會不斷增加,因此急需將海底油氣管道維修作業(yè)系統(tǒng)國產(chǎn)化。針對海底管道維修系統(tǒng)希望建立一系列性能可靠、體積小巧、自動化程度高的作業(yè)機具,用于管道維修。這不僅能使我國在相關(guān)領(lǐng)域的科技水平得到提高,避免受國外公司技術(shù)保密的限制,提高海底油氣管道維修的效率,同時還能使每年維修海底油氣管道的費用大大降低。縮短我國與世界發(fā)達(dá)國家在這一領(lǐng)域技術(shù)水平的差距,同時還會提高我國在海洋開發(fā)方面的國際地位和競爭能力。從目前國外發(fā)展現(xiàn)狀來看,爬管式坡口機不僅能在水下工作,也能在干式環(huán)境中工作,而且能適應(yīng)大范圍管徑的管道切割/ 開坡口作業(yè)。但是該坡口機屬于半自動的,針對不同材質(zhì)、不同性能的材料所用切削速度應(yīng)是多少,需要靠人工根據(jù)經(jīng)驗作現(xiàn)場調(diào)整。 如遇能見度較差的海情,作業(yè)將非常困難;而且我國海域環(huán)境較為復(fù)雜,該坡口機還需要進(jìn)一步完善。我國的科技工作者應(yīng)在對國外坡口機的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,針對不同材料,從切削性能、切削精度、可靠性等因素出發(fā),深入研究,采用先進(jìn)控制方法,設(shè)計自己的自動化爬管式坡口機,為我國的水下工程技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

 

 

來源:m.learnpk.com

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