相贯线圆管切割机应用于海洋平台中的导管架

随着对近海油气资源开发力度的加大,近年来深水导管架建造成为海洋工程中发展的项目之一。随着导管架结构日益复杂,工程建造规模也逐渐庞大起来。为确保导管架工程在满足建造质量的前提下,在项目周期内顺利完工,有必要对海洋工程现有的设计制造工艺进行技术提升,以提高生产作业效率。本课题通过对海洋平台导管架的生产建造工艺进行分析,从管件切割图纸设计以及生产加工入手,开发管件切割设计系统和切管机数控系统,实现从设计到制造整个生产流程的技术提升。 以AutoCAD为系统设计平台,以导管架单线图为结构设计基础,开发管件切割设计系统。系统自动判断管节点类型并计算各种管节点设计参数,然后进行相贯线焊接坡口计算,依据所得数据绘制管件切割成型的单件图、样板图。同时为满足后续焊接工艺要求,系统通过绘制脚印图,确定焊接管件之间的相对位置关系,满足焊接装配的精度要求。在实现相贯线计算的基础上,进一步扩展系统功能,实现重心、重量计算以及焊材统计。系统具有良好的操作性,可以有效提升导管架平台生产设计效率。 为满足管件自动化切割的生产需求,基于对切管机割炬运动控制分析以及对管件火焰切割工艺的理解,开发切管机数控系统。在数控系统中输入管件几何、位置参数以及相关系统参数后,数控系统自动完成计算,并生成数控加工代码。同时为实现数控代码的验证,在系统中绘制管件切割成型图,并通过仿真技术,实现管件切割状态下的割炬位姿运动仿真。 两系统紧密配合实现系统功能,促使管件切割生产从设计到加工的整个制管工艺流程向自动化、集成化方向转变。课题工作与导管架工程实际生产需要紧密结合,研究成果直接应用在导管架管件生产加工中。实际应用表明,系统功能的运用可以有效提高管件切割精度与加工效率,在导管架建造质量的基础之上,促进了海洋工程建造技术水平的提升。