海洋平台结构的焊接
海洋平台结构的焊接
随着海洋事业的发展，海洋石油开发逐渐由浅海向深海发展，由温暖海区向低温寒冷海区发展。海洋平台要经受各种气候条件和风浪的袭击，遭受海水的腐蚀，工作环境非常苛刻。其次，结构大型化趋势显著，结构复杂，焊接工作量大，节点焊接本来就很困难，加之应力集中程度高，其结构处于更危险的状态，且随着结构大型化，导致构件厚度增加，其破坏的危险性也就愈来愈大，因此在海洋平台修理时，对结构焊接的要求也越来越高。下面．根据我司修理“南海2号”“南海5号“南海6号等海洋平台结构修理的成功经验，总结其结构修理时的焊接要求和焊接方法如下，以供同行参考使用。
一、海洋平台结构焊接的特点
1 为了防止冷裂缝和提高热影响区的韧性，多采用低氢型和超低氢型碱性焊条。
2 焊接热量输入通常限制在40—50kJ／era的范围，以确保焊接接头的韧性和抗脆断性。
3 厚板焊件，一般焊前需预热，以防止裂纹发生。
4 管节点和关键部件焊后还需要进行热处理，以消除焊接残余应力。
5 管件桁架结构大多采用全位置、全熔透、多层多道手工焊接。
6 承受交变应力的管节点和关键构件的角焊缝还需磨修或熔修，以修整焊缝和消除表面缺陷，减少应力集中，提高疲劳寿命。
二对焊缝金属和焊接接头的性能要求
1 韧性
衡准材料韧性的指标主要是夏比V型缺口冲击韧性值。
2 硬度
限制热影响区最高硬度，不仅是为了防止焊接冷裂纹的发生，也是为了防止氢致应力腐蚀开裂。降低焊缝热影响区硬度的主要措施是选择较高的焊接热输入量，采用回火焊道和选用碳当量较低的材料。
3 疲劳
由结构特点和焊接成形引起的应力集中，是影响焊接接头疲劳寿命的重要因素，特殊构件的角焊缝对其形状和缺陷必须侈整。并与母材表面光滑过渡。
4 腐蚀
为了避免焊缝金属的腐蚀。在焊接材料的选取上。应使焊缝金属的电极电位正于母材金属和过热区。焊后热处理对减轻腐蚀也有好处。采用碳当量较低的钢材。
三海洋平台结构焊接材料的选择
根据平台构件的用钢等级和平台设计要求。选用与之相匹配的焊条或焊丝和焊材。焊后焊缝金属和焊接接头的性能与母材的性能基本一样。能阻止焊缝和热影响区焊接裂纹的发生和扩展。不致发生脆断和疲劳。选择焊接材料。要考虑发生裂纹的可能性。约束度高、应力集中高的部件。选用塑性韧性好的低氢碱性焊条和韧性高的焊丝和碱性焊剂。Z向钢的焊接选用低氢型和超低氢型焊接材料。焊接材料还要根据平台构件类别不同。分别选用不同级别的材料。次要构件选用普通结构钢焊条。如J422、J423等；主要构件选用相应级别的低氢型碱性焊条。如J427、J5o7等；对于特殊构件。一定要用相应等级的低氢型或超低氢型碱性焊接材料。以防止冷裂纹和提高焊缝金属和焊接头的韧性。
四海洋平台结构焊接前的准备工作
1 焊接工艺认可
焊接工艺规程是根据焊接工艺合格记录制定的规程。是对初步焊接工艺规程的修正。
焊接工艺规程应包括下列内容：
(1)钢材等级和尺寸；
(2)焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)等级、牌号及规格；
(3)焊接方法；
(4)接头、坡口的设计及公差要求；
(5)焊接位置。包括平焊、横焊、立焊、仰焊等；
(6)焊接顺序；
(7)焊接参数。包括焊接电漉、电弧、电压、焊接速度和热量输入范围；
(8)焊前预热和层间温度；
(9)焊后热处理参数。
2 焊工与无损检测人员认可
参加管接点焊缝焊接韵工人。要经过专门的考试认可。现场焊接管节点的焊工需取得6GR 位置合格性考试认可。
3 焊前工艺准备
(1)焊件和装配；
(2)焊缝坡口；
(3)焊前预热：为缓和焊接应力。降低焊缝扩散氢含量。减少裂纹发生几率。焊前对大厚度焊件、约束度高的焊件以及平台特殊构件要进行预热。预热温度通常在100~C—l5O℃之间。五常用的焊接方法
I 手工电弧焊
2 埋弧自动焊
3 药芯焊丝电弧焊
六施焊工艺
l 焊接环境和施焊条件
平台焊接工作在具有防风、防雨雪的遮蔽条件下进行，特别是在露天进行气体保护焊时，一定要有防风措施。
施焊时的环境温度不得低于经批准的焊接工艺认可试验所规定的最低温度，风速一般不得超过5级，相对湿度不得大于90％。
遇有下列情形之一时，焊接前应预热，预热温度应与认可的焊接工艺一致
(1)焊接高强度钢，特别是淬火圆钢，厚横截面钢材或承受高约束的钢材；
(2)高湿度条件下；
(3)钢材的温度低于O℃。
2 对接缝和焊接坡口
海上设施结构的对接缝一般应全焊透，对厚度超过6ram的对接全焊透焊缝，为保证全都厚度充分焊透，需将焊件连接边缘加工成坡口形状，并采用多层、多道单面或双面焊。坡口的形式有U塑和X型。
3 多层多道焊
平台结构焊接，许多构件需采用多层、多道焊。
4 角焊缝
大厚度板全熔透角焊缝，焊接应力高，应力集中严重。为减少应力集中，要求角焊缝表面成为凹面形，并平滑地向母材表面过渡。对特殊构件(关键构件)的角焊缝施焊时，焊工应仔细地焊成凹面形，并要求修整加工。
七导管架管节点圆管和相贯线的节点焊接
节点圆管和相贯线焊缝应分别采用封底焊条、填充焊条和盖面焊条进行焊接。焊接材料用与
母材强度和韧性等级相匹配的低氢塑或超低氢型碱性焊条，焊条直径根据焊件厚度和焊接层次加以选择，其中盖面焊宜用小直径焊条，以改善节点的抗疲劳性能。
八焊后工艺处理
焊后工艺处理主要是指焊缝修整、缺陷修补和焊后热处理。焊后工艺处理的目的是提高焊缝金属和焊接接头的韧性和疲劳强度。
九焊接检验
应对海上设施结构焊接作业实施全程质量监控，要有专职检验人员按照认可的建造检验工艺和质量控制工艺对结构焊接质量进行检验，严格执行三级检验制度，即自检、互检和专检，检验范围包括过程检验和完工检验，待全部合格后报验船师检验和船东认可。
l 过程检验和控制
(1)烧低氢焊条时，焊工在领取焊条前一定要带保温筒，而且保温筒在使用时一定要接上电源。任何焊工不得随意将不是从烘箱中领取的焊条放入保温筒内，焊工在一天的工作结束后必须及时将保温筒内剩余的焊条放进烘箱内。
(2)每个焊工在施焊前要带好锤子、钢丝刷或风铲等必备工具，而且要检查电源线的连接是否牢固，检查施工区域的环境卫生及风力和风向，并采取一定的预防措施，这是保证焊缝质量的前提条件。
(3)进行打底焊时，施工人员要非常认真，不能因为反面要气刨而大意，实际上对于焊缝质量的好坏，打底焊的质量起着非常重要的作用。
(4)对于对接焊和全焊透的角焊缝，在焊接之前要进行50℃一l00℃预热，且在多层多道焊时，每道焊缝层间温度要控制在l00℃一150'之间，每条焊缝要尽量一次性连接不断地焊完，不能因为外界因素影响而间歇进行操作，这样才能保证层间温度。
(5)在多层多道焊时，下一道焊缝焊接之前要对前一道焊缝进行敲渣和适量的打磨．并进行100％目检，在确保没有任何缺陷后才能进行下一道焊缝的焊接工作，否则要及时消除缺陷才能继续焊接。
(6)严格按工艺要求的焊接顺序进行焊接，以便最大限度地减少焊接应力和焊接变形。
(7)所有对接焊缝和全焊透角焊缝背面都要进行碳刨，碳刨深度一般为5ram左右，对于有缺陷的部分可以适当刨深到消除缺陷为止。碳刨后不能马上进行打磨，必须100％目检发现无缺陷后才能进行打磨工作，否则要进行消除缺陷的处理。
2 完工检验
(1)外观检验．
焊接完成48小时后，在清除表面焊渣不涂防锈漆的状态下，外观经专检合格后报验船师和船东检验。
(2)焊缝无损检测
无损探伤一般应在焊后48小时进行，当焊件被要求做焊后热处理时，无损探伤应在热处理后进行无损检测的范围应包括：A 对接焊缝；B 全焊透的K、T、Y型节点焊缝；C 部分焊透的K、T、Y型节点焊缝或填角焊缝。
海洋工程钢结构常用的无损检测方法有：射线检测、超声波检测和磁粉检测。
（完）
其它问题：海工焊接中焊缝的要求。主要是余高、包角、焊趾过度、焊缝设计形式、全焊透焊缝焊接注意事项及焊接顺序。
1)余高：余高主要对焊缝起到增加强度的作用，但是并不是余高越高越好，应该控制在一个
范围内，一般选在2-5mm。余高过高会引起焊缝横向的不连续，在焊趾处引起应力集中问题等。
2)包角：包角是所有焊接过程中最不应该忽视的问题。一条焊缝是否焊接完成主要看包角包
的是否合格和完美。包角包不好就会给这条焊缝的质量留下隐患，一般包角会有气孔、夹杂和未融合等缺陷，这就有可能引起焊缝从包角处出现裂纹进行扩散，引起焊缝纵向断裂。
3)焊趾：焊趾是焊缝与母材的连接部位，一般情况下此处容易引起应力集中，所以海工焊缝
焊接完毕后要对焊趾进行处理，一般式打磨过度等，也有用TIG熔修的。
4)焊缝形式：尽量采用减小收缩、减少引力集中的形式，可以适当的变直线焊缝为弧线焊缝
等办法。
5)全焊透：一般全焊透在海工项目中用于厚板、强度等级高的板材，当然此结构部分属于受
力较大部分，一般全焊透焊缝容易引起缺陷，UT合格率下降。主要因为坡口形式不合理、焊工操作不当、反面清根不彻底以及碳刨坡口形式不合理造成的。
6)焊接顺序：要根据结构情况来确定，属于现场经验类。有一个总体原则就是：尽量保持有
自由端收缩、从中间向两边以及普通焊接中的一些方位顺序。
* 对于50的F级板在海工项目中用于厚板、强度等级高的板材，当然此结构部分属于受力较大部分，一般在焊缝立体交叉焊接节点处容易引起缺陷，主要受三项拉力，其中焊接应力中主要为拉伸应力的作用下容易产生裂纹。我个人认为主要应考虑一下几个方面;
1)定位焊必须有足够的长度和厚度，必要时应开一定的坡口。
2)定位焊时，为进一步增加纵缝端部位的拘束度，在纵缝终端部位的定位焊缝长度应不小于
100mm，并应有足够的焊缝厚度，且不得有裂纹、未熔合等缺陷。
3)严格控制焊接热输入量；焊接过程中必须严格控制焊接热输入量，这不仅是为了确保焊接
接头力学性能的需要，而且对防止裂纹的产生有着十分重要的作用。焊接电流的大小对三项力有很大的影响，因为焊接电流的大小直接与温度场和焊接热输入量相关。
4)严格控制熔池形状及焊缝成形系数。
桩腿制造中的焊接难点及尺寸精度控制
（一）
桩腿及桩靴所用的材料中很多为屈服强度是500兆帕级的超高强钢，而齿条等部位为E500，不仅屈服强度高，而且要确保-40℃的低温冲击性能，这给焊接带来很大的难题，也使得焊接工艺的认可试验难上加难。在焊接工艺认可试验前的模拟试验中，通过钢的供货状态（调质状态）,我们分析了下列焊接时易出现的问题：
1. 裂纹
(1)据化学成分计算得到钢的碳当量：（CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ）。
结果是CE的值为0.40-0.41，这说明存在着很强的淬硬倾向，钢中的淬硬倾向越大，越容易产生裂纹。一方面，钢淬硬之后形成脆硬的马氏体组织，从金属的强度理论可以知道，马氏体是一种脆硬的组织，发生断裂时只需消耗较低的能量，因此，焊接接头有马氏体存在时，裂纹易于形成和扩展。另一方面，钢淬硬会形成更多的晶格缺陷，主要是空位和位错。在应力和热力不平衡的条件下，空位和位错都会发生移动和聚集，当它们的浓度达到一定的临界值后，就会形成裂纹源。在应力的继续作用下，就会不断的发生扩展而形成宏观的裂纹。
(2)氢也是引起焊接冷裂纹的重要因素之一，并且具有延迟的特性。尤其是残余扩散氢的影响，即在较低温度下（Ms点以下）才具有致裂作用的氢的影响。焊缝中氢的浓度达到一定值后，在应力的作用下就会产生裂纹。一般情况下，氢致裂纹出现在热影响区，但是焊接超高强度钢时，由于焊缝的合金成分复杂，热影响区的组织转变可能先于焊缝，此时氢就相反地从热影响区向焊缝扩散，那么延迟裂纹就可能在焊缝上产生。
(3)超高强钢焊接时产生冷裂纹不仅取决于钢的淬硬倾向和氢的有害作用，而且还决定于焊接接头所处的应力状态，甚至在某些情况下，应力状态还起取决性的作用。焊接接头所承受的拘束应力还包括不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力和金属相变时产生的组织应力。
综上所述，超高强度钢焊接时，产生冷裂纹的机理在于钢种淬硬之后，受氢的诱发和促进使之脆化，在拘束应力的作用下形成了裂纹。
2. 晶粒长大引起的冲击韧性的下降
经分析，高强度钢都存在一个韧性最佳的冷却时间t8/5，t8/5 过小或过大都会使韧性下降。t8/5 过小时，韧性下降的原因是由于全部得到了马氏体，当t8/5增加时，引起脆化的原因除了奥氏体
晶粒粗化引起的脆化外，主要原因是由于上贝氏体和块状的M-A组元。同时，这种钢对线能量是非常敏感的，也就是说，线能量也是使冲击韧性下降的一个重要因素。
3. 热影响区的软化
这是QT状态供货的这种高强度钢的普遍存在的问题，对焊后不再进行调质处理的低碳钢来说尤为重要。强度级别越高，这问题越突出，尤其是我们所使用的500级的超高强度钢。
（二）
针对以上的问题我们进行了综合分析，解决方法是：
1. 焊前预热
通过预热来降低马氏体转变时的冷却速度，同时通过马氏体的“自回火”作用来提高抗裂性。但是预热温度不能过高，否则不仅对防止裂纹没有必要，而相反会使800-500℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使焊接热影响区的韧性大大降低。
根据DNV的规范要求，预热温度的确定不仅要考虑碳当量CE值，还要考虑裂纹敏感系数Pcm 值（Pcm=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B）及焊件的厚度之和Tcomb。当焊接件的厚度之和Tcomb≥70mm时，如果Pcm>0.26, CE>0.41, 预热温度要求最小100℃，最高可达175℃。这种预热温度下，工人的操作条件极差，致使无法焊接。而且桩腿、桩靴部位的超高强钢部分将在冬季施工，更加大了裂纹倾向；当Pcm≤0.26, CE≤0.41时，如果Tcomb≤75mm，一般不预热；如果Tcomb〉75mm，预热温度不小于75℃。通过分析及讨论厚度的覆盖情况，我们选用厚度为40mm的，级别为E500的钢板作试件，这样一来，不仅给施焊带来了方便，冷裂纹也比较好控制。
2. 选择适当的焊接材料
氢除了来源于焊接材料的水份，焊件坡口处的铁锈、油污以及环境湿度等因素以外，主要是焊接材料的含氢量。超高强度钢的焊接需要使用含氢量为H10或H5的低氢焊接材料。这种材料很难找到，而且DNV规范要求又很严格，先后试验了多种焊条及药芯焊丝才得以确定。若用焊条修补缺陷时，必须使用含氢量为H5的超低氢焊条，且热输入大，效率低。最后确定采用效率高、焊后残余应力小的药芯焊丝。
3. 严格控制层间温度
层间温度起着与预热同样的作用。最小层间温度为75℃，最大为200℃，也就是说，层间温度
最小控制在预热温度的下限，而最大层间温度也不能过高。
4. 线能量的控制
为了确保立焊位置冲击值在34J以上，其他位置在47J以上，我们选用小线能量的方法，也就是多层小焊道焊缝，这样不仅可以使焊接热影响区和焊缝金属有较好的韧性，而且还可以减小焊接变形。根据经验，我们将最大线能量控制在21600J/cm。t8/5对于焊接接头熔合线处最薄弱的粗晶区冲击韧性的影响很大，如果控制在10秒-30秒之间，则熔合线处粗晶区能保证很好的冲击韧性，甚至比母材还好。
另外把每个焊道形状及大小标在WPS上，实际生产中严格按其执行。
5. 焊后热处理
这类钢的合金化原理就是在低碳的基础上通过加入多种提高淬透性的合金元素来保证获得强度高、韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体的混合组织。冷却速度不能过快。我们选用的是焊后立即后热，温度为200℃，保温2小时，随后在空气中冷却下来。这样做的目的是有利于氢的逸出，防止冷裂纹。
（三）
TIV-1是一个特殊的工程船，原因之一就是他的六条桩腿的尺寸精度比海洋平台的要求高得多. 为了克服尺寸精度控制的问题，通过与船东及设计公司协商，采取以下措施：
1.间隙装配焊接
通常CO2药芯焊采用陶瓷衬垫，装配间隙为5-9mm，变形难于控制。现在则采用3-4mm的钝边，彼此装配间隙为零，焊一面，背面气刨，这样就使得收缩量不超过0.3mm.
2.不使用马板，而是设计专用胎架
施焊时如果使用马板，则马板必须为与焊件同等级材料，如果使用了马板而不预热，就容易产生裂纹。这样一来，且不说提高了价格，马板的预热也成了大难题。虽然做焊接工艺认可实验时可以做到，但是在实际生产中就很难做到。因此，我们设计了可调压紧件、可调顶杆等方式的胎架，既解决了上述问题，又能使尺寸精度得以提高。
3.采用合理的装焊顺序。
根据我厂的生产能力，乃至全国范围内的生产设备情况，如果要做到先装焊后切齿是非常困难的。不仅仅是因为装焊后的切割，就装配与焊接而言就很难达到所要求的精度。所以采用合理的装焊顺序，即先装箱体后装已切割好的齿条的方法，每一段都能使变形量得到严格的控制，这样整体精度就得以保证。
为了提高试验的成功率，针对每个位置、不同方法都先进行试验前的试验，做到及时发现问题，分析问题产生的原因，找到解决问题的措施。还有针对性地对焊工进行培训，提高焊工的素质，尤其是3G（立焊）位置，如果焊丝的摆动不当，就容易造成夹渣等缺陷。只有这样，我们的焊接工艺规程及焊接工艺合格试验才圆满地完成，为生产提供保障。
海洋平台双相不锈钢管线的焊接
双相不锈钢管以其优良的耐腐蚀、高强度和易于加工制造等优异性能在海洋平台应用比较普遍。特别是它们对抗氯化物的侵蚀有很好的效果，最适合在富含氯离子的介质中，以及某些酸介质中使用，比如，在海洋采油平台中，应用于化学药剂注入系统。
双相不锈钢的良好耐腐蚀性能是因为其具有铁素体和奥氏体的混合结构。正因为这种特异性能，使双相不锈钢的焊接工艺的要求不同于其他钢材，本文以“东方1—1”项目为例，侧重于双相不锈钢焊接的特殊方面，介绍双相不锈钢管线的焊接。
2 焊接工艺评定
海洋平台管线焊接工艺一般采用ASME IX标准。设计焊接工艺之前，要了解平台有哪些规格的管线，然后参考ASME IX QW一250条要求的工艺重要变素，确定采用哪些焊接方法，尽量采用有利于现场施工并且覆盖范围广的焊接工艺。一般而言，用氩弧焊进行底道焊可获得优良的底边成型；用手工电弧焊或埋弧自动焊填充可提高焊接效率，比较适合厚壁管材。
进行焊接试件时，要按照工艺要求严格控制焊接电流，电压，焊接速度，保护气体流量等，并做好记录。按照ASNE IX QW一190标准，经过外观检验和无损探伤合格后，对试件焊接接头进行力学性能试验，比如拉伸(参考ASME ⅨQW一150)、冷弯(参考ASME ⅨQW一160)试验、冲击(参考ASME IXQW一170)等，对照材料所采用的标准，评定其力学性能。评定力学性能后，对焊缝金属进行化学成分分析，确定焊缝金属化学成分含量是否满足材料标准要求。
对于双相不锈钢的焊接工艺评定，还需要进行金相试验和耐腐蚀性能试验，才能证明焊接质量是否达到要求。这就是双相不锈钢的特点，也是工艺评定的重点。
双相不锈钢的铁素体和奥氏体比例要与母材相近才能保证比其他不锈钢有更优良的抗氯化物腐蚀性能，金相试验就是通过金相分析确定焊缝铁素体和奥氏体含量是否与母材相近。其程序是：焊接断面经过切割后取样，取样位置为焊缝顶部(即最后一道盖面焊缝，距表面约lmm)焊缝中心、焊缝根部(距管件内表面约lmm)、焊缝根部两侧的热影响区、焊缝两侧母材；接着对样品进行粗
磨、细磨、抛光后，再进行浸蚀处理；最后在500倍显微镜下观察其晶粒情况。对每一个样品取20个视场进行观察，观察有没有晶问碳化物和沉淀相的形成，测量铁素体相的百分比。根据所测量到的铁素体含量，按照ASTME562标准统计其平均值、标准偏差95cIRA 。所得的数据应满足双相不锈钢生产厂家推荐的要求。下表为“东方1—1”项目一个双相不锈钢管的焊接工艺在上海交通大学焊接工程研究所进行铁素体
测试的试验数据。
耐腐蚀性能试验用来验证材料的耐腐蚀性能：在焊缝金属取两个试样，尺寸为50mm×25mm×lOmm(当t<1O时取板厚)。在10％FeCl。·6H O溶液、温度22~2 C条件下浸渍24小时后取出。测量耐点蚀性能。要求在2O倍的放大镜下没有可见点蚀。重量损失不超过5．0g／m 。具体方法和标准参见ASTM G48。
3 焊工资质考试
依据认可的合格工艺。焊工资质按照ASME IX第Ⅲ章进行焊接考试·考试试件经过外观检验和现场拍片探伤合格后。焊工才具有相应的资质。具体考试办法与其他钢材类似，本文不再论述。
4 现场焊接
现场焊接双相不锈钢除了严格按照认可的工艺控制焊接参数外，还要执行下列焊接注意事项和技巧，才能保证现场的焊接质量。
(1)清理工具如钢丝刷、刨锤等一律由双相不锈钢制成，打磨用的砂轮必须专用于磨双相不锈钢。不能让双相不锈钢与钢材直接接触，否则，由于粘有钢材粉末或铁屑，会造成点蚀。
(2)焊道两侧最好敷防飞溅剂，焊件表面最好覆盖保护膜。
(3)要采用短弧焊、断弧焊，打底最好采用氩弧焊。
(4)不预热，焊后不保温，层间温度要小于150 C，必要时可以采用强冷措施。
(5)要采用尽可能小的线能量．母材的熔化量要控制在焊缝断面的35 9／6以下。
(6)由于双相不锈钢的热膨胀系数大，定位焊缝长度要增加至100mm。厚度也要相应增加。
(7)焊缝表面应打磨光滑，然后进行酸洗，钝化处理，再用清水洗干净。如果需要，可采用抛光处理，石英砂磨刷等进行表面焊后颜色处理，以提高抗腐蚀性。
(8)引弧须在坡口内进行，不允许擦伤母材。被擦伤部位须进行打磨、探伤，然后酸化、钝化处理。
(9)用氩弧焊进行打底焊接时，要在管内充氩气，测定管内含氧量，保证小于0．5 9／6，然后把氩气流量调节到15I ／min方可焊接。焊接底层收口处，应将氩气流量调节至5I ／min，待压
力降低后方可收口焊接，可防止收口处内凹。另外，焊接前三道焊缝或者焊缝金属未达10mm 时，都应在管内用氩气进行背部保护，以防止根部焊缝金属性能恶化。
双相不锈钢管线的焊接除了要满足力学性能外，还要满足耐腐蚀性能，所以焊接工艺要求比较特殊，对焊工能力和现场条件要求也比较高。只有严格控制焊接各个要素、焊工操作规范和环境条件，才能保证良好的焊接质量。
金属材料的焊接与焊接应力
一金属材料的焊接性
可焊性：是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料在一定的焊接工艺条件下，表现出“好焊”和“不好焊”的差别。
内涵：1 结合性能：金属焊接时对缺陷的敏感性。
2 使用性能：焊成的接头在指定的使用条件下可靠运行的能力。
可焊性的含义：
通常把金属在焊接时形成裂纹的倾向及焊接接头性能变坏的倾向，作为材料可焊性的主要指标。可焊性好的材料，通常不需采用附加工艺措施就能获得没有焊接缺陷，而有良好机械性能的焊接接头。
可焊性的概念是相对的。
金属材料可焊性涉及的内容：
首先决定于金属本身的性质，另一方面也决定于焊接方法、焊接工艺参数、焊接材料、接头形式、结构复杂程度、焊件使用条件和接头受力情况等。
主要是冶金因素和热的因素，所以可焊性分为冶金可焊性和热可焊性。
冶金可焊性—在一定工艺条件下，焊缝金属对冶金过程和结晶过程的适应性。
热可焊性－在一定工艺条件下，近缝区金属对热作用的适应能力。
冶金可焊性（一）
熔池中的金属与熔渣和气相间发生物理、化学反应，以及合金元素的蒸发、氧化、还原等，可能造成焊缝金属的成分、金相组织或性能的改变
O、N、H、S、P等杂质的溶入和析出，可能形成气孔或影响焊缝金属的性能
熔池金属结晶时，成分偏析及结晶方向等原因可能导致热裂纹。
冶金可焊性(二)
被焊金属的性质对其冶金可焊性很重要
焊接材料、焊接方法、保护条件以及其它工艺措施对被焊金属的冶金可焊性也有较大影响
热可焊性：
热影响区金属在热循环下发生相变，引起机械性能的变化，导致产生冷裂纹、晶粒长大和局部脆化等缺陷的可能性。
热可焊性基本取决于母材的化学成分、热处理过程和焊接时的热循环条件。
热作用又决定于焊接方法、焊接工艺参数、焊件形状、接头形式以及预热温度等。
可焊性是相对比较的概念：把材料在焊接时形成裂缝的倾向及焊接接头性能变坏的倾向作为评定材料可焊性的主要指标。
可焊性好的材料，在焊接时不需要采用其它工艺措施(如预热、缓冷、后热等)，就能获得无焊接缺陷，并且有良好机械性能的接头。
绝对不能焊接的材料是没有的，可焊性是相对比较的概念。
金属材料可焊性的好坏主要取决于材料的化学成分，并且与结构的复杂程度、刚性，焊接方法，采用的焊接工艺等也有密切关系。
钢的化学成分不同，可焊性也不同，一般分为四个等级良好、一般、差和不好。
可焊性较差的钢材在焊接时需要采取相应的措施(预热、焊接缓冷)，以防产生裂纹等缺陷。
对钢的可焊性的评价方法有理论计算方法和试验方法。
可焊性的理论计算方法：
根据母材和焊缝金属的化学成分考虑某些条件(如焊接接头拘束度、焊缝的扩散氢含量)。
利用经验公式估算产生热裂纹、冷裂纹、再热裂纹等倾向的大小。
常用的理论计算方法：1、碳当量法2、冷裂纹敏感系数法
碳当量(1)：在钢的各种化学元素中，对可焊性影响最大的是碳，所以常用钢中含碳量的多少作为判别钢材可焊性的主要标志。
钢中含碳量越高，可焊性越差。
钢中除碳元素以外，其它元素如锰、镍、铬、铜、钼等根据它们对钢的淬硬和焊接热影响的大小折合成相当的碳元素含量，称为碳当量。
用CE表示，并以此来判别可焊性的好坏。
碳当量(2)：用碳当量方法确定钢的可焊性，具有快捷、经济等优点，但一般只能作出一个大致的定性估计，不能定量地断定钢材全面的可焊性。
确定碳当量的公式很多，每一公式都有一定的前提和适用范围，很难通用。
国际焊接学会(IIW)推荐的碳当量公式为：
W(C)当量=w(c)+w(Mn)/6+w(Cr)+w(Mo)+w(V)/5+w(Ni)+w(Cu)/15(%)
碳当量(3):根据经验：
C当量＜0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性良好。在一般的焊接工艺条件下，焊件不会产生裂缝，但对厚大工件或低温下焊接时应考虑预热。
C当量=0.4%～0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，可焊性较差。焊前工件需要适当预热，焊后应注意缓冷，要采取一定的焊接工艺措施才能防止裂缝。
C当量＞0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，可焊性不好。焊前工件必须预热到较高温度，焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接接头质量。
碳当量(4)：用碳当量判断可焊性只是近似估计，不能完全代表材料的可焊性
对于某些碳当量较高，可焊性差的材料，在采取一定的工艺措施后，同样能得到满意的焊接接头，所以可焊性差的材料也是可以焊接的。
所谓钢材的可焊性只是相对一定条件下而言的
可焊性试验：用新材料制造焊接产品，为了解其在焊接中可能出现的问题，以及应采取的工艺措施，使用前应进行可焊性试验。
从能否适应焊接加工并获得具有一定使用性能的焊接接头角度，可焊性试验包含四方面内容：检查焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力。
检查焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力。
检查焊接接头抗脆性断裂的能力。
检查焊接接头的使用性能。
可焊性试验目的：
具体地说，可焊性试验可达到以下目的：
选择适用于基本金属的焊接材料；
确定合理的工艺规范和工艺方法(如焊接电流，电弧、电压、焊接速度、预热温度、热处理方法等)；
确定新材料的适应性并做出评价；
摸清焊接接头金属产生裂纹的敏感程度和焊接对材料韧性的影响以及焊接接头性能。
可焊性试验方法：按其试验手段可分为直接法和间接法两类
按试验内容可分为抗裂性试验、接头性能试验和工艺适应性试验。
抗裂性试验的目的在于了解材料焊接后产生裂纹的倾向，通过改变焊接条件可初步提出减少或防止裂纹的工艺措施。
接头性能试验的目的是通过对焊接接头部位的塑性和韧性进行试验，为焊接产品在使用中安全可靠、为设计和施工提供依据。
可焊性试验
用新材料制造焊接产品，为了解其在焊接中可能出现的问题，以及应采取的工艺措施，使用前应进行可焊性试验
从能否适应焊接加工并获。得具有一定使用性能的焊接接头角度，可焊性试验包含四方面内容：检查焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力；
检查焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力；
检查焊接接头抗脆性断裂的能力；
检查焊接接头的使用性能。
可焊性试验目的：具体地说，可焊性试验可达到以下目的：
选择适用于基本金属的焊接材料；
确定合理的工艺规范和工艺方法(如焊接电流，电弧、电压、焊接速度、预热温度、热处理方法等)；
确定新材料的适应性并做出评价；
摸清焊接接头金属产生裂纹的敏感程度和焊接对材料韧性的影响以及焊接接头性能。
可焊性试验方法：按其试验手段可分为直接法和间接法两类
按试验内容可分为抗裂性试验、接头性能试验和工艺适应性试验。
抗裂性试验的目的在于了解材料焊接后产生裂纹的倾向，通过改变焊接条件可初步提出减少或防止裂纹的工艺措施。
接头性能试验的目的是通过对焊接接头部位的塑性和韧性进行试验，为焊接产品在使用中安全
可靠、为设计和施工提供依据。
可焊性试验结论：
工艺适应性试验主要是根据实际施工条件而设计的，如多次重复焊，碳弧气刨，定位焊等方法在可焊性试验时不能以一种试验方法的结果，轻易得出可焊性的结论。
必须分析具体产品的材质和结构特点，选用合适的试验方法，比较试验和产品之间的差别，然后再对试验结果进行分析，得出结论。
海洋平台设计原理复习
海洋平台设计原理复习 一、思考题 1.海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台。各类型的优缺点有哪些？ 1）固定式平台（导管架平台、重力式平台）： 优点——整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风暴的能力强。缺点——机动性能差，较难移位重复使用。 2）活动式平台（坐底式平台、自升式平台、半潜式平台、钻井船、FPSO）： 优点——机动性能好 缺点——整体稳定性较差，对地基及环境有要求。 3）半固定式平台（张力腿式平台、Spar平台）： 优点——适应水深大，优势明显。 缺点——较多的技术问题有待解决。 2.海洋平台设计所涉及的关键技术问题有哪些？各关键技术的必要性及其可采用的研究方法？ 1）总体布置与优化设计研究 2）环境载荷研究 3）平台极限承载能力研究： 必要性——评价平台的安全性、强度储备、优化 研究方法——试验方法、数值方法 4）平台稳性研究： 必要性——研究海洋平台支撑在海底的抗倾覆能力 研究方法——规范校核（CCS、ABS)、软件分析(NAPA、ANSYS) 5）关键结构或节点的疲劳性研究： 必要性——结构疲劳影响结构使用寿命，要考虑海洋环境和波浪载荷作用，能判断易疲劳部位，优化结构并预测结构寿命。 研究方法——疲劳试验、疲劳仿真 6）平台模块化技术研究： 必要性——便于安装、拆装改造、达到多功能要求，主要设计模块化结构的联接方式并分析联接结构的动、静态响应。 研究方法——疲劳性能试验、计算分析 7）焊接工艺与结头韧性评定技术研究： 必要性——焊接接头韧性不足会导致焊接结构破坏，因此需优化焊接工艺。 研究方法——CTOD试验、数值仿真 （CTOD指的是裂纹体受到张开型载荷后原始裂纹尖端处两表面所张开的相对距离，CTOD值得大小反映了裂纹尖端材料抵抗开裂的能力） 8）振动、噪声预报与控制研究 必要性——振动噪声会使结构疲劳、影响健康 研究方法——振动分析、噪声预报 9）平台碰撞分析和防撞技术研究 必要性——平台碰撞会威胁平台安全，该技术主要研究防护装置的设计
海洋平台大厚度焊接接头断裂韧度
第２５卷第６期焊接学报 ｖ。１．２５Ｎ。．６ ２００４年１２月ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＴＨＥ ＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮＤｅｃｅｍｂｅｒ２Ｏｏ４海洋平台大厚度焊接接头断裂韧度 左波１，张玉凤１，霍立兴１，白秉仁２，李小巍２，曹军２ （１．天津大学材料科学与工程学院，天津３０００７２；２．海洋石油工程 股份有限公司，天津塘沽３００４５２） 摘要：依据Ｂｓ７４４８断裂韧度试验标准（Ｉｓ０／Ｔｃｌ６４／ｓＣ４一Ｎ４００），对采用埋弧焊 （ｓＡｗ）工艺施焊的、板厚为５４ｍｍ的海洋石油平台大厚度对接接头试样进行了低温裂 纹尖端张开位移（ｃＴＯＤ）试验。分别测试了一１５℃下单丝和双丝埋弧焊工艺下焊缝金 属和热影响区的ｃＴＯＤ值。试验表明，除双丝埋弧焊热影响区试件外，其余试件均满足 挪威船级社ＤＮＶ规定的最小特征ｃＴＯＤ为０．１５ｍｍ的要求，为指导海洋平台的施工建 造提供了科学依据。 关键词：单丝埋弧焊；双丝埋弧焊；裂纹尖端张开位移；断裂韧度 中图分类号：ＴＧ４０４文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０Ｘ（２００４）０６—６６—０４左波 Ｏ序言 海洋平台在严酷的环境条件下工作，要经受各种气候条件和风浪的袭击，而且结构复杂，应力集中程度高，其结构处于较危险的状态。随着结构件厚度增加，其破坏的危险性也愈来愈大，尤其在寒冷海区工作，由于钢的韧性降低很容易产生脆性破坏。因此如何合理有效评价海洋平台用钢材低温韧性，保证海洋平台安全可靠地运行是工程上极为关注的问题Ｌ１．１Ｊ。大量试验研究表明，对海洋平台广泛使用的中、高强度低合金钢而言，与传统的夏比Ｖ形缺口试验冲击韧度比较，ＣＴＯＤ值更能有效准确地评价钢材的抗脆断能力。一般构件厚度超过４０ｍｍ时，应补充做ＣＴＯＤ试验。ＣＴＯＤ值能较准确的评价钢材脆性。如果焊缝有足够的ＣＴＯＤ值，构件厚度小于６５ｍｍ时可不进行焊后热处理¨．２Ｊ。 焊后热处理可以消除焊接应力，改善焊接接头的韧性。但是在海洋平台建造过程中，施工条件恶劣，焊后热处理困难，劳动强度大，工期长，大大增加了平台建造成本。根据挪威船级社ＤＮＶ的规定，在焊缝金属和热影响区的ＣＴＯＤ值大于Ｏ．１５ｍｍ的时候，可以不进行焊后热处理。研究依据英国Ｂｓ７４４８－３．４１断裂韧度试验标准，分别对采用单丝和双丝埋弧焊工艺施焊的、板厚为５４ｍｍ的大尺寸焊接接头进行了ＣＴＯＤ试验，测试了一１５℃下焊缝金属 收稿日期：２００３—１２一１９ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０３７５１０９）；中国海洋石油工程股份有限公司资助项目和热影响区的ＣＴＯＤ断裂韧度，为指导海洋平台的施工建造提供了科学依据。 ｌ试验概述及试样制备 １．１试验概述 近年来由英国焊接研究所提出的测试材料断裂韧度如ＫｍＣＴＯＤ（６）和．，Ｉｃ的统一标准Ｂｓ７４４８，受到国际焊接学会的重视并予以推广应用［５Ｊ。目前已被国际标准局（ＩＳＯ）采纳，编号为ＩｓＯ／Ｔｃｌ６４／ｓｃ４一Ｎ４００。其中ＢＳ７４４８：１９９１一ＰａｎＩ《确定金属材料Ｋ。、临界ＣＴＯＤ和Ｊ积分的方法》与ＢＳ７４４８：１９９７一ＰａｎⅡ《确定焊接金属材料Ｋ小临界ｃＴｏＤ和Ｊ积分的方法》试验标准已在工程界得到了普遍应用∞’４］。作者依据该试验标准，对海洋平台焊接接头的焊缝和热影响区进行了低温（一１５℃）特征ＣＴＯＤ（６ｃ、６ｍ、６ｕ）的测试。整个试验工作得到挪威船级社ＤＮＶ专家的好评。 １．２试样制备 试验所用试样毛坯由中国海洋石油工程股份有限公司（ｃＯＯＥＣ）制备，板厚５４ｍｎ－为超厚钢板。试验板采用Ｋ型坡口焊接制备，焊接方法为单丝和双丝埋弧焊。对于单丝埋弧焊工艺施焊试件，焊缝金属试件编号为ｓ—ｗｃＬ一１一ｓ—ｗｃＬ一６，热影响区试件编号为Ｓ—ＨＡｚ—ｌ～Ｓ—ＨＡＺ一６；对于双丝埋弧焊工艺施焊试件，焊缝金属试件编号为Ｔ—ＷＣＬ一１一Ｔ—ＷＣＬ一６，热影响区试件编号为Ｔ—ＨＡｚ一 １～Ｔ—ＨＡＺ一６。 万方数据
海洋平台结构课程设计
中国海洋大学本科生课程大纲 一、课程介绍 1.课程描述： 海洋平台结构课程设计是针对船舶与海洋工程专业本科生开设的工作技术教育层面必修课。本课程通过实践环节，完成具体典型导管架平台的总体设计思路训练，包括海洋环境计算及工程简化、桩基础承载能力计算、导管架结构整体强度及刚度分析，设计计算书撰写和工程图纸表达。通过本课程的实践，使学生能够综合运用海洋平台结构及相关专业课程学习的基础理论和方法，系统完成结构分析计算，提高设计分析和工程表达能力。 2.设计思路： 本课程以海洋平台结构设计的基本过程为主线，结合先修课程中学到的环境荷载计算、桩基承载力验算、结构整体强度分析、CAD制图等基础知识，使学生将掌握的海洋平台结构设计理论知识应用到实际设计和验算中，通过实际设计检验学生对于基础知识的把握，加深学生对理论知识的理解。课程内容包括三个模块：目标平台调研、相关数据计算与分析、计算书编写及工程表达。 - 1 -
（1）目标平台调研： 该模块需要学生熟悉海洋平台设计的一般步骤，对目标平台进行参数和各项性能指标的调研，确定课程设计的各项数据标准。 （2）相关数据计算与分析： 根据已确定的主尺度，对结构在选定工况下的其他参数进行计算，主要分为：海洋环境荷载计算、基础承载力计算、结构整体强度分析。其中，海洋环境荷载计算为在选定海域环境条件下，对风、波浪、海流、冰荷载的计算，并且针对选定工况进行分析；基础承载力计算要求学生掌握桩基轴向承载力验算方法；结构整体强度分析主要包括设计目标平台在外荷载作用下的应力校核及位移校核方法。 （3）计算书编写及工程表达： 本模块中，学生需要学习并完成计算书的编写，掌握目标平台设计资料编写，并且通过专业分析软件完成平台的响应输出分析。最终上交课程设计纸质报告。 3. 课程与其他课程的关系 先修课程：海洋平台结构、钢结构设计基本原理。本门设计课程与先修课程密切相关，只有掌握了先修课程中的理论知识和设计方法，才能够在海洋平台结构设计中加以综合应用，设计出符合规范标准的结构。 二、课程目标 本课程的目标是培养学生从事海洋工程结构设计的基本技能，使学生对海洋工程设计中的标准和规范加以熟悉，对海洋平台结构以及其他先修课程中的理论知识进行综合运用。到课程结束时，学生应能： （1）熟练应用海洋平台结构设计中的相关规范和标准； （2）完成具体目标海洋平台的总体设计以及输出响应特点分析及校核； - 1 -
三维柔性焊接平台好用吗
三维柔性焊接平台是一套预先制作好了的标准化系统化通用化的模块，所有模块的连接固定和压紧都是以孔定位加上锁销的方式出，模块与模块之间可以根据工件的尺寸变化而调整，整个一套夹具的组合可以实三维空间的结合。 整体来说该产品是比较好用的，因为它具有这5大优势：一、经济性 每次产品变化而投入的专用工装的费用时间几乎可以不再花钱。装置操作简便,用户可根据需要快速拼接出不同要求的工装，毕竟复杂昂贵的传统夹具已成为历史。 二、精准性 平台在2吨左右1M2集中载荷的作用犀其变形量不超过0.50mm，而再均布载荷作用犀其变形量只有0.024mm，可以满足绝大多数的焊接及装配加工的需要，其组建的精度高，工作平台定位孔中心公差保证在0.05mm以内。这种高精度将会反映在用户所加工的产品中，因此工作台也可用作检具的基准平台。 三、柔性化
平台的承载能力高，钢性稳定，它的五个面均加工有规则的孔，并刻有网线。焊接平台可方便地延伸和扩展,组合。经扩展的台面可模块化的定位和夹紧直接连接在一起。在安装、调整和定位工件过程将柔性三维组合焊接工装系统的通用功能展示的淋漓尽脂尤其在了大型工件方面的应用上。拼装方式多样，用户只要充分发挥想象力，几乎可达到专用夹具同样的定位和夹紧功能。拼装快速，装拆方便；工作台面可以根据工件形状、大小进行拼装组合。台面上的刻度和模块尺寸的设计，使操作工人不用量具就可以根据工件尺寸迅速搭出所需要的工装。 四、模块化 组件分门别类，进行了系列化，互相匹配。选用少的模块，就可以实现快速定位和夹紧的功能。 五、耐用性 三维柔性组合焊接工作台/的台面有铸铁/钢结构件/精密加工件/模块化组件组合而成，其性能稳定，如使用不当造成部件损坏时，也不用报废整张台，只
论海洋平台钢结构的加工设计
论海洋平台钢结构的加工设计 本篇论文主要论述海上石油钻井平台钢结构的加工设计，论文中将以实际项目为例，介绍加工设计的整个过程以及相关软件的应用方法，目的在于提高设计人员的工作效率、减少错误的发生。论文包括如下几个部分：一、工况概述；二、建造方案；三、加设图；四、单件图与排版图。 标签：型材；有限元；板材；吊点；吊装 1工况概述 海上石油钻井平台是以钢结构为主体的多专业协同工作的采油平台，在加工设计阶段，由于详细设计已经基本绘制了结构图纸，加工设计只需要制定施工方案，完成图纸杆件的标号和每个杆件的单件图和排版图的绘制。本篇论文以平台改造项目为例，论述加工设计的基本方法和工作思路。 工况概述：平台改造项目的目的是为了在平台上增加一台设备，以更好的进行原油处理，减少资源浪费。该设备重70吨外形尺寸为长2米宽12米，放置于平台东侧，目前设备就位区没有结构，需要增加结构放置设备。 详细设计已经提供结构平面图和节点图。 大梁选用H588X300X12X20的H型钢，小梁选用H300X300X10X15的H 型钢，材料为Q345B，甲板板选用8毫米厚的碳素结构钢材质为Q235B，选择直径为273毫米壁厚为10毫米的20#钢的无缝钢管。节点板选用13毫米厚的碳素结构钢材质为Q345B。 2 建造方案 加工设计的建造方案主要是甲板片的预制方案，吊装方案等。预制方案一般用正造法或者反造法。 正造法是在建造场地上放置垫敦，将甲板片放置于垫敦上建造。 反造法是在车间里翻转建造，将甲板板平铺于水泥地上划线并翻转组对梁格，最后翻身。 由于反造法不像正造法那样需要高度调整，划线也很容易，所以组对迅速，建造效率很高，所以只要建造方有车间资源我们就首选反造法。但是反造法需要设计人员制作翻身方案，所以增加了加工设计人员的工作量。 甲板片预制的技术要求如下：
海洋平台结构设计与模型制作计算书
海洋平台结构设计与模型制作 理论方案 浙江大学结构设计竞赛组委会 二○一二年
第一部分：方案设计摘要 根据学长“简单、粗犷”的原理，在实践中抛 弃了很多复杂、沉重的构件，最终展现在我们面前 的是一个四棱台与四棱柱结合的简单作品。 自下而上的构件分别为： 底部为深入沙中的底柱，长为10cm。通过一次 实验，为利于柱子插入细沙中而将柱子削尖。 联结底柱的是四棱台，高42cm、底边长45cm、 顶边长28cm。为抵抗风荷载的力矩而增大重力的力 臂，在保证质量较轻的条件下增大底部长度。初时 对竖向荷载过分估计以致四周承重柱以及斜撑杆过 重，但稳重的底部在加载过程汇中也有可取之处。 之所以将高度定为28cm，是因为伊始准备在四棱台 中间安置塑料片筒体。但在实际操作中我们放弃了 这个设想。 联结四棱台的是被斜杆分成三部分的四棱柱。 借鉴了别人的轻质理念，一改底座的笨重，上部桁 架的布置简明，但纤细的杆件也使整体遭受了风荷 载的极大挑战。在实验加载中发现荷载箱稍小，因 此改进顶部边长、露出四个小柱。本欲在与水面相 切处设置420*420的塑料片则可以利用水的吸附 力，可惜塑料片质量稍重、效果也不太明显。改进 后，四棱台留在空中的部分受风荷载较大，布置了 较密的桁架。 在构件联结处，我们尽力增大构件的接触面积，同时也做了些小木段与木片作为加固。 总结来看，在最初的设计思考中我们还是有一些新的想法,比如筒体，比如利用水的吸附力，但在实践制作过程中我们缺乏对可操作性的理性认识；同时我们过分估计竖向荷载以致质量过重，轻视水平风荷载而在试验中多次面临剧烈的扭转。最终我们的结构形式归于简单，但过程并不平淡。在否定与自我否定中，我们已有收获。
海洋平台基础知识
海洋平台基础知识系列 ０． 海洋工程是什么？（名词解释） Ｏｃｅａｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 海洋工程，从地理的角度来说，可分为海岸工程、近岸工程（又称离岸工程）和深海工程三大类。一般来说，位于波浪破碎带一线的工程，为海岸工程；位于大陆架范围内的工程，为近岸工程；位于大陆架以外的工程，为深海工程，但是在通常情况下，这三者之间又有所重叠。从结构角度来说，海洋工程又可分为固定式建筑物和系留式设施两大类。固定式建筑物是用桩或者是靠自身重量固定在海底，或是直接坐落在海底；系留式设施是用锚和索链将浮式结构系留在海面上。它们有的露出水面，有的半露在水中，有的置于海底，还有一种水面移动式结构装置或是大型平台，可以随着作业的需要在海面上自由移动。 海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主体位于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。具体包括：围填海、海上堤坝工程，人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海底隧道工程，海底管道、海底电（光）缆工程，海洋矿产资源勘探开发及其附属工程，海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程，大型海水养殖场、人工鱼礁工程，盐田、海水淡化等海水综合利用工程，海上娱乐及运动、景观开发工程，以及国家海洋主管部门会同国务院环境保护主管部门规定的其他海洋工程。 １： 海洋平台的类型： 海洋平台：（１）移动式平台： 坐底式平台 自升式平台 钻井船 半潜式平台 张力腿式平台 牵索塔式平台 （２）固定式平台：导管架式平台 重力式平台固定平台又可以分为桩式海上固定平台、重力式海上固定平台、自升式海上固定平台 导管架型平台：在软土地基上应用较多的一种桩基平台。由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。基础结构（即下部结构）包括导管架和桩。桩支承全部荷载并固定平台位置。桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。导管架立柱的直径取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。在冰块飘流的海区，应尽量在水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰块堆积。对深海平台，还需进行结构动力分析。结构应有足够的刚度以防止严重振动，保证安全操作。并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。导管架焊接管结点的设计是一个重要问题，有些平台的失事，常由于管结点的破坏而引起。管结点是一个空间结点，应力分布复杂；近年应用谱分析技术分析管结点的应力，取得较好的结果。 混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础（沉箱），用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒型的贮油舱和压载舱，这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。现在已有大约２０座混凝土重力式平台用于北海 钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影口向，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。适用于深海钻井的主要是两种浮式钻
定位技术
无线传感网络定位技术综述 潘国民 120802016 摘要：首先介绍无线传感网络定位技术额相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类算法；重点基于测距和非测距两个方面介绍无线传感网络定位方法，并研究若干新型无线传感网络定位方法，主要包括移动锚节点算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能安全隐私等方面 出发总结当前无线传感网络定位技术存在的问题并给出可行的 解决方案后，展望未来的研究应用发展趋势。 1、引言 在很多无线传感器网络应用中，没有节点位置信息的监测信息往往毫无意义。当监测到事件发生时，关心的一个重要问题就是该事件发生的位置，如森林火灾监测，天然气管道泄漏监测等。这些事件的发生，首先需要知道的就是自身的地理位置信息。定位信息除了用来报告事件发生的地点外，还可用于目标跟踪、目标轨迹预测、协助路由以及网络拓扑管理等。 常见的定位技术如全球定位系统（globe position system，GPS）是目前应用最广的、最成熟的定位系统，通过卫星的授时和测距来对用户节点进行定位，具有较高的定位精度，实时性较好，抗干扰能量强。但是，使用GPS技术定位只适合于视距通信的场合，即室外无遮挡的环境，用户节点通常能耗高、体积大且成本也较高，还需要固定基础设施等，这不太适合低成本自组织
无线传感器网络。另外，机器人领域采用的定位技术也与无线传感器网络的定位技术不同，尽管二者非常相似，节点都具有自组织和移动特性，但是机器人节点数量少，节点能量充足且携带精确的测距设各，这在一般的能量受限的无线传感器网络中很难满足类似的条件。由于资源和能量受限的无线传感器网络对定位的算法和定位技术都提出了较高的要求。因此，无线传感器网络的定位技术或定位算法通常需要具各以下重要特征：自组织特性，节点可能随机分布或人工部署；能量高效特性，尽量采用低复杂度的定位算法，减少通信开销，延迟网络寿命；分布式计算特性，各个节点都计算自己的位置信息；鲁棒性，可能监测数据有误差，要求定位算法具有良好的容错性；节点位置计算的常用方法。2、定位技术分类： 2.1.GPS定位技术 当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减到十分微弱的地步，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的，为了得到较高的信号灵敏度，就需要延长在每个码延迟上的停留时间，A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码，同时，也有助于实现快速定位。这种室内GPS 定位技术由于需要在手机内集成GPS接收器，决定了它的应用受限性，为此，把具有该功能的手机价格降到人们可以承受的范围内成了室内GPS技术追求的目标之一。
机器人柔性焊接工作站的技术方案
北京深隆机器人柔性焊接工作站的技术方案 为了充分发挥焊接机器人的自动化优势，提高产品质量和效率，提高工艺装备水平，降低工人劳动强度，设计了一套机器人柔性焊接工作站。文中介绍了机器人柔性焊接工作站的技术方案以及关键部件变位机、智能搬运器、工件定位工装的设计。通过方案设计，解决了变位机定位精度要求高、控制系统与机器人的通讯、智能搬运器的取货动作、工件的快速定位卡紧等技术难题。 随着工业自动化的普及和发展，焊接变位机的应用也逐渐普及，主要是在汽车，电子，机械等领域的焊接,焊接变位机结合焊接机器人组成一个小型流水线可以更好地节约能源和提高生产效率。 北京深隆科技有限公司的主要产品及服务为机器人智能涂装线、工业机器人应用及成套装备、涂装自动化生产线集成三大系列，以解放低端劳动力、改善有害工作环境为导向，以工业机器人集成应用为基础，以行业应用的个性化方案定制为核心，业务领域包括3C产品、汽车零部件等表面处理、重工、军工、航空、新能源等行业。产品包括：工业机器人喷涂生产线，自动涂装生产线，全自动点涂胶机器人, 自动上下料机器人自动玻璃点涂胶机器人，自动锁镙丝机器人，自动上下料机器人、 CCD视觉定位锁镙丝机,工业机器人配件-机器人工装，夹具，气动夹具，气动工装，气动模具，装配夹具，装配卡具等。技术咨询：
1.技术方案 机器人柔性焊接工作站立足于一小型自动化流水线作业，能焊接长度在米以下的各种工件，集自动上料、半自动定位装卡、自动焊接、自动卸货于一体。从而降低工人劳动强度，提高生产效率。为了达到总体设计要求，制定了满足要求的技术方案，该设备主要由工件定位工装、智能搬运器、变位机、构件周转架、码垛架、送料机构、电气及气动系统等构成一小型流水线，见图1。 主要流程：1）上料机构把原材料输送到工位一；2）人工辅助装卡定位；3）变位机把装卡好的工件旋转到工位二；3）机器人焊接位置1；4）翻转轴翻转90度；5）机器人焊接位置2；6）翻转轴翻转180度；7）机器人焊接位置3，工件焊接完成；8）变位机把焊接完的工件旋转到工位一；9）智能搬运器到工位1取货搬运到码货架。这样一个流程结束，其中，工位一装卡区和工位二焊接区同时进行，大大提高了焊接效率。 2.变位机的设计 变位机是机器人柔性焊接工作站的核心部件，主要由钢结构、旋转轴、翻转轴、导轨、快速卡环等组成，如图2。 各部分的主要功能：（1）钢结构为支撑部件；（2）旋转轴使工位一和工位二的位置互换，达到焊接、卸货和装卡目的；（3）两个翻转轴为工位1或工位2的变位，使得机器人在最有利于焊缝成型的位置
【开题报告】海洋平台的安全性与规范设计
开题报告 船舶与海洋工程 海洋平台的安全性与规范设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 最近几年，我国海上石油开采已从近海浅水走向深海.未来5 年~10 年内，我国海洋石油的开采水深有望达到500 米-2000 米.由于导管架平台和重力式平台自重和工程造价随水深大幅度增加，已经不能适应深水海域油气开发的要求.因此，研究、发展深海采油平台的有关技术势在必行. 而深海石油平台的设计，建造及相关技术是深海油气资源开发中的关键技术之一，及早了解和和掌握国外深海平台的建造和使用情况，探讨国外深海平台设计和使用中积累的经验和存在的问题，对我国海洋油气开发具有重要意义。 对深水开采，钢质导管架平台的造价会随水深增加而急剧增长，以致增加到在经济上不可行。这就促使我们在深海开发中使用新的结构形式，如混凝土结构和浮式结构。典型的浮式结构是FPSO，半潜式平台，张力腿平台（TLP）和SPAR平台。 海洋平台结构复杂，体积庞大，造价昂贵，特别是与陆地结构相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，风、海浪、海流、海冰和潮汐时时作用于结构，同时还受到地震作用的威胁。在此环境条件下，环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳和损伤累积等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减，影响结构的服役安全度和耐久性。另外，操作不当、管理不当等人为因素也直接影响海洋石油平台的安全性。随着对海洋平台复杂性的深入了解，造成了重大的经济损失和不良的社会影响。例如，1965年英国北海的“海上钻石”号钻井平台支柱拉杆脆性断裂导致平台沉没；1968年“罗兰角”号钻井平台事故；1969年我国渤海2号平台被海冰推倒，造成直接经济损失2000多万元；1997年渤海4号烽火平台倒毁；1980年北海Ekofisk油田的Alexander L Kielland 号五腿钻井平台发生倾覆，导致122人死亡；以及2001年巴西油田的P-36平台发生倾覆。 1982年7月交通部烟台海难救助打捞局，经过一年多的努力，将“渤海2号”沉船分割成10大块打捞上岸。主甲板上共有10个通风筒，其中，泵舱的四个通风筒—两个进风风筒和两个排风风筒，全部被风浪打掉。事故分析报告给出三个主要原因，原因
三维焊接平台夹具标准
三维柔性组合焊接夹具产品标准
三维柔性组合焊接夹具产品标准 1.主题内容与适用范围 本标准规定了柔性组合焊接夹具产品中三维平台、二维平台、2S平台、支撑元件、定位元件、锁紧元件、压紧元件、连接元件、辅助材料的结构性能、规格、质量验收等。 2.引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，其最新版本都适用于本标准。 GB/T6414 铸件尺寸公差 GB/T19022 测量设备的确认与测量过程控制 GB3 螺纹收尾、间距、退刀槽、倒角 GB145 中心孔 GB 6403.3 滚花 GB196 普通螺纹、基本尺寸 GB197 普通螺纹、公差与配合 GB1031 表面粗糙度参数及数值 GB1182 形状和位置公差代号及其注法 GB1183 形状和位置公差术语及定义 GB1184 形状和位置公差未注公差的规定 GB3098.1 紧固件机械性能、螺栓、螺钉、和螺柱 GB3103.1 紧固件公差螺栓、螺钉和螺母 GB11335 未注公差角度的极限偏差 GB/T1800 极限与配合总论标准公差与基本偏差 TJ36 工业企业设计卫生标准 GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 3.系列术语与定义： 三维平台是由主平面及四侧面组成；按设定尺寸均布φ28、φ16 二维平台是由主平面及四侧阻块组成；按设定尺寸均布φ28、φ16 2S平台是由主平面及四侧阻块组成；按设定尺寸均布φ28、φ16 定位元件是为了保证工件在加工过程中达到一定尺寸精度要求，而将工件精确定位的元件。 支撑元件是为了保证工件在加工过程中达到一定高度要求，而将支撑件定位在平台上的元件。 锁紧元件是为了保证元件与元件之间的定位锁紧用。 压紧元件是为了保证工件在加工过程中不被位移，而将工件压紧在平台或基础元件上的元件。 连接元件是作用于元件与元件之间的连接作用。 辅助元件是指支撑件、定位件、锁紧件、压紧件、连接件的附件，起替换、辅助作用及对三维平台或二维平台、2S平台，的清洁与保护作用。
钢结构设计原理复习
钢结构设计原理复习 第一章绪论 1、钢结构的特点（前5为优点，后三为缺点） 1）强度高、重量轻 2）材质均匀，塑性、韧性好 3）良好的加工性能和焊接性能（易于工厂化生产，施工周期短，效率高、质量好） 4）密封性能好 5 )可重复性使用性 6 ) 耐热性较好，耐火性差 7)耐腐蚀性差 8)低温冷脆倾向 2、钢结构的应用 1）大跨结构【钢材强度高、结构重量轻】（体育馆、会展、机场、厂房） 2）工业厂房【具有耐热性】 3）受动力荷载影响的结构【钢材具有良好的韧性】 4）多层与高层建筑【钢结构的综合效益指标优良】（宾馆、办公楼、住宅等） 3、结构的可靠度：结构在规定的时间（50年），规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用、正常维护）下，完成预定功能的概率。 4、结构的极限状态：承载能力极限状态（计算时使用荷载设计值）、正常使用极限状态（荷载取标准值） 5、涉与标准值转化为设计值的分项系数：恒荷载取1.2 活荷载取1.4第二章钢结构的材料
1、钢材的加工 ①热加工：指将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状，生产出各 种厚度的钢板和型钢。（热加工的开轧和锻压温度控制在1150-1300℃ ） ②冷加工：指在常温下对钢材进行加工。（冷作硬化现象：钢材经冷加 工后，会产生局部或整体硬化，即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度，降低了塑性和韧性的现象） ③热处理：指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢材的组织结构发 生变化，以获得所需性能的加工工艺。（退火、正火、淬火和回火）2、钢材的两种破坏形式： 3、钢材的六大机械性能指标 屈服点：它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。
海洋油气工程专业last
海洋油气工程专业 培养目标： 培养德、智、体、美全面发展，具有工科基础理论和海洋工程、石油与天然气工程专业知识，能在海洋油气资源开发领域从事海洋油气专用结构物工程设计、海洋油气开发方案设计、海洋钻井工程设计、海洋采油采气工程设计、海洋平台生产与管理、海洋油气集输等方面工作，获得工程师基本训练的高级应用型人才。 专业方向： 海洋油气田开发工程、海洋油气井工程 业务培养要求： 本专业学生主要学习数学、物理、化学、力学、地质学、海洋学的基础理论及与海洋工程、石油与天然气工程有关的基本知识，受到海洋油气专用结构物工程设计、海洋油气开发方案设计、海洋钻井工程设计、海洋采油采气工程设计的基本训练；熟悉海洋平台生产与管理过程；了解海洋油气开发的理论前沿，新型海洋油气专用结构物的应用前景和发展动态；具有一定的科学研究和实际工作能力。 毕业生应获得的知识和能力： 1．具有数学、物理、力学、化学、海洋环境、海洋工程、石油与天然气工程、储运工程的基本理论和知识，初步掌握海洋油气专用结构物的工程设计方法； 2．具有海洋油气工程所必须的工程科学理论和专业知识，具有分析和解决海洋油气工程实际问题、进行技术改造、科技开发和应用研究的能力； 3．具有较强的外语应用能力，掌握文献检索和其它获取科技信息的方法； 4．具有较强的自学能力、工作适应能力、计算机应用能力和创新意识； 5．具有应用系统工程思想和现代经济知识进行生产管理的意识。 主干学科： 海洋工程、石油与天然气工程 主干课程： 1．毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论2．高等数学3．大学外语 4．机械设计基础5．计算机程序语言6．工程力学7．工程流体力学8．结构力学9．石油地质学10．海洋学11．海洋平台工程12．海洋采气工程13．海洋油气开发工程14．海洋钻井工程15．海洋采油工程基本修业年限：四年 授予学位：工学学士 专业外语或采用外文教材的课程：海洋油气工程专业外语 制订人：殷代印院系负责人：殷代印教务处处长：马瑞民
浅谈海洋平台齿条的安装以及焊接工艺要点模板
浅谈海洋平台齿条的安装以及焊接工艺要点模板
浅谈海洋平台齿条的安装及焊接工艺要点 崔全友孟祥富 ( 青岛北海船舶重工有限责任公司) 摘要: 海洋钻井平台是实施海底油气勘探和开采的工作基地, 它标志着海底油气开发技术的水平, 而海上钻井平台起升系统的工作原理是齿轮- 齿条机构, 在海洋钻井平台的工作过程中, 齿轮- 齿条机构担负着整个平台的升降工作。因此在建造海洋平台时, 齿条焊接及其精度控制一直占据着十分重要的地位。 关键词: 海洋平台齿条安装焊接 一、概述: 钻井平台是主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备, 以及安全救生和人员生活设施, 是海上油气勘探开发不可缺少的手段, 主要有自升式和半潜式钻井平台, 而我公司主要是建造自升式钻井平台。 自升式钻井平台, 由平台体、桩腿和升降机构组成, 平台体能沿桩腿升降, 一般无自航能力。1953年美国建成第一座自升式平台, 这种平台对水深适应性强, 工作稳定性良好, 发展较快。工作时桩腿下放插入海底, 平台被抬起到离开海面的安全工作高度, 并对桩腿进行预压, 以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。钻完井后平台降到海面, 拔出桩腿并全部提起, 整个平台浮于海面, 由拖轮拖到新的井位, 而钻井平台的升降以及桩
腿的预压全是由以齿条以及齿轮箱为主组成的升降系统完成的。 1989年9月, 世界上第一座极浅海步行坐底式钻井平台”胜利二号”在人们惊喜和赞美声中一步一步走着下水, 拉开了我公司在海洋工程建造方面的序幕。至今我公司在海洋工程特别是自升式钻井平台的建造已有20年的历史, 从起初的”胜利作业三号”到最近的”中油海6号”, 特别是平台升降装置齿条的安装、焊接及其精度控制方面, 随着我们技术水平提高及工艺的不断完善, 产品的质量不断的提升。 结合我公司近几年海洋工程的建造经验, 浅谈一下海洋平台升降装置齿条的焊接及其精度控制。 二、齿条材料的特点及焊接要点 1 齿条材料的特点 齿条为自升式海上石油平台的关键构件, 它承受平台体升、降时产生的载荷。齿条焊接质量的优与劣以及齿条对接缝处的齿间距焊后是否符合公差要求, 是保证平台安全使用的必要条件。 由于齿条是调质钢, 以及齿条的厚度大, 刚性大, 拘束度大, 即使焊缝中有很小的缺陷, 也会形成裂纹源, 导致裂纹产生。根据以上特点, 调质高强度钢的齿条在焊接时应进行以下工作: 1.1 调质高强度钢在焊接时应注意 1) 控制焊接线能量, 避免焊接线能量过大造成焊接接头软化; 2) 低碳调质钢的特点是含碳量比较低, 基体组织是强度和韧性都比较高的低碳马氏体+下贝氏体, 这对焊接有利。可是, 调质状态下的钢材,
半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究
半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究 海洋能源、矿产等资源的大力勘探和开采促使了海洋工程领域的蓬勃发展,而半潜式平台以其抗风浪能力强、适应水深范围广、装载量大等优点,成为了海洋资源勘探开发的主流工具之一。因此,对半潜式海洋平台进行水动力性能分析,计算平台在风浪流联合作用时的运动响应和系泊系统的张力响应,是尤为重要的。 本文以南海300米水深的某半潜式平台为对象进行水动力分析和系泊系统 性能研究,在此基础上探讨了半潜式平台运动响应的影响因素。论文的主要内容包括以下几个方面:1.在三维势流理论的基础上,利用ANSYS-AQWA软件,建立半 潜式平台的水动力模型,计算分析平台的水动力性能,获得了附加质量、阻尼系数、运动响应幅值算子和波浪力等水动力参数。 2.根据作业水深和半潜式平台的特点,将平台的系泊系统初步设计为8根对称布置的悬链线式系泊系统。再利用前章节计算的频域水动力结果,对半潜式平台和系泊系统在生存载况、作业载况,以及风浪流联合作用下进行时域耦合动力分析,计算了平台的响应历时曲线和系泊线的张力变化曲线。 3.进行模型试验验证研究,在频域和时域计算分析中各选取了一种典型工况,结合模型试验结果进行验证分析。分析表明,在规则波中仿真计算和模型试验结果吻合度很高。 在复杂工况的时域分析中,虽然二者之间存在一定的误差,但依旧能较准确 的预报出平台的运动响应和系泊性能。因此,利用AQWA仿真计算平台的水动力性能具有可靠性和实用性。 4.在上述研究的基础上,通过数值计算分析的方法,探讨了半潜式平台运动 响应的影响因素。计算模型仍旧为原半潜式平台,分别计算了不同重心高度、吃
水深度和是否带有垂荡板对平台运动响应的变化规律,为今后半潜式平台的优化设计提供一定的参考。 本文的研究内容对于使用AQWA仿真和模型试验来研究半潜式平台的水动力问题有一定的借鉴作用;同时,本文探讨的半潜式平台运动响应的影响因素,所得到结果对于半潜式平台的设计和结构优化具有一定的意义。
三维柔性焊接平台与传统工装相比优点何在
三维柔性焊接平台与传统工装相比优点何在 制造业是一个民族的根基，是一个国家的底气。没有坚强的制造业，德国何以能够两次挑战全世界，发动世界大战，扯远了，哈哈。现在国际形势，各国都在强调自己的制造业，德国老牌制造强国自不必说，一直保持着自己的优势，高端发动机必定德国制造。现在美国也开始强调自己的制造业，川普的口号是让美国Great Again，上台后立马着重强调本土的制造业。没有坚实制造业的国家，是没有根基的。 现代制造业中，精密铸造和焊接是重要的一环。三维柔性焊接平台是属于精密铸造件；三维柔性焊接平台在焊接过程中也起着至关重要的作用。 那么三维柔性焊接平台与传统工装相比，有哪些优点呢？ 经济性三维柔性焊接平台使企业可以免去高成本的大量专用工装夹具的储备，并且适合各种工作场合。并且操作简便、使用安全。 柔性化在3D焊接工作台上，任何工件都可以用定位夹紧销（PC销/锁紧销）进行各种各样的定位和夹紧。几个3D工作台可以在任何五个面上直接连接在一起。模块化系统在安装、调整和夹紧工件中具有通用的功能。突出优点体现在大型工件的应用上。 精确性在装配或焊接过程中，使用定位块、连接块、夹紧器、支撑块，能够对工件精确定位，工件牢固的固定在各个定位点或定位面上。不能定位的工件几率非常小。如果工件本身几何尺寸不准确，可以很快被检测出来，在初加工工序中便得到消除。 坚固耐用在焊接过程中，仅需要低廉的防飞溅液即可免除3D工作台表面的焊接飞溅。 在众多的优点中，最重要的是精确性。精确性决定质量的品质和等级，稍有差错，质量降级是肯定的，甚至有时候直接变成残次品。 制造业里面，特别是铸造的三维平台，高强度及精确性靠的是企业生产工艺的先进性及长久的积淀经验。建新量具，1978年6月建厂，和改革开放的年龄一样，到如今，依旧坚挺，在实际生产中积累了大量的经验，不断地对产品的精确性进行改良提升。现在很多企业都在使用建新量具的三维柔性焊接平台，口碑极佳。没有良好口碑信誉的厂家不可能长久，而口碑这东西没有坚实的质量技术是不能获得的，建新量具一步步沉淀到今天，产品精确在业内有目共睹，行业内人在买产品时心中都有自己的一杆秤。
机器人柔性焊接工作站的技术方案
机器人柔性焊接工作站 的技术方案 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
北京深隆机器人柔性焊接工作站的技术方案 为了充分发挥焊接机器人的自动化优势，提高产品质量和效率，提高工艺装备水平，降低工人劳动强度，设计了一套机器人柔性焊接工作站。文中介绍了机器人柔性焊接工作站的技术方案以及关键部件变位机、智能搬运器、工件定位工装的设计。通过方案设计，解决了变位机定位精度要求高、控制系统与机器人的通讯、智能搬运器的取货动作、工件的快速定位卡紧等技术难题。 随着工业自动化的普及和发展，焊接变位机的应用也逐渐普及，主要是在汽车，电子，机械等领域的焊接,焊接变位机结合焊接机器人组成一个小型流水线可以更好地节约能源和提高生产效率。 北京深隆科技有限公司的主要产品及服务为机器人智能涂装线、工业机器人应用及成套装备、涂装自动化生产线集成三大系列，以解放低端劳动力、改善有害工作环境为导向，以工业机器人集成应用为基础，以行业应用的个性化方案定制为核心，业务领域包括3C 产品、汽车零部件等表面处理、重工、军工、航空、新能源等行业。产品包括：工业机器人喷涂生产线，自动涂装生产线，全自动点涂胶机器人,自动上下料机器人自动玻璃点涂胶机器人，自动锁镙丝机器人，自动上下料机器人、CCD视觉定位锁镙丝机,工业机器人配件-机器人工装，夹具，气动夹具，气动工装，气动模具，装配夹具，装配卡具等。技术咨询： 1.技术方案
机器人柔性焊接工作站立足于一小型自动化流水线作业，能焊接长度在米以下的各种工件，集自动上料、半自动定位装卡、自动焊接、自动卸货于一体。从而降低工人劳动强度，提高生产效率。为了达到总体设计要求，制定了满足要求的技术方案，该设备主要由工件定位工装、智能搬运器、变位机、构件周转架、码垛架、送料机构、电气及气动系统等构成一小型流水线，见图1。 主要流程：1）上料机构把原材料输送到工位一；2）人工辅助装卡定位；3）变位机把装卡好的工件旋转到工位二；3）机器人焊接位置1；4）翻转轴翻转90度；5）机器人焊接位置2；6）翻转轴翻转180度；7）机器人焊接位置3，工件焊接完成；8）变位机把焊接完的工件旋转到工位一；9）智能搬运器到工位1取货搬运到码货架。这样一个流程结束，其中，工位一装卡区和工位二焊接区同时进行，大大提高了焊接效率。 2.变位机的设计 变位机是机器人柔性焊接工作站的核心部件，主要由钢结构、旋转轴、翻转轴、导轨、快速卡环等组成，如图2。 各部分的主要功能：（1）钢结构为支撑部件；（2）旋转轴使工位一和工位二的位置互换，达到焊接、卸货和装卡目的；（3）两个翻转轴为工位1或工位2的变位，使得机器人在最有利于焊缝成型的位置焊接和工件装卡；（4）导轨作用是导向智能搬运器横移到变位机上取货；（5）快速卡环主要是焊接不同工件时快速更换工装。
海洋平台设计原理
1)海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台？ 固定式平台：重力式平台、导管架平台（桩基式）； 活动式平台：着底式平台（坐底式平台、自升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船、FPSO）； 半固定式平台：牵索塔式平台（Spar）：张力腿式平台（TLP） 2)海洋平台有哪几种类型？各有哪些优缺点？ 固定式平台。优点：整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风 暴的能力强。缺点：机动性能差，较难移位重复使用 活动式平台。优点：机动性能好。缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求 半固定式平台。优点：适应水深大，优势明显。缺点：较多技术问题有待解决 3)导管架的设计参数有哪些？（P47） 1、平台使用参数； 2、施工参数； 3、环境参数：a、工作环境参数：是指平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准；b、极端环境参数：指平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准 4、海底地质参数 4)导管架平台的主要轮廓尺寸有哪些？（P54） 1、上部结构轮廓尺度确定：a、甲板面积；b、甲板高程 2、支承结构轮廓尺度确定：a、导管架的顶高程；b、导管架的底高程；c、导管架的层间高程；d、导管架腿柱的倾斜度（海上导管架四角腿柱采用的典型斜度1：8）；e、水面附近的构件尺度；f、桩尖支承高程 5)桩基是如何分类的？ 主桩式：所有的桩均由主腿内打出； 群桩式：在导管架底部四周均布桩柱或在其四角主腿下方设桩柱 6)受压桩的轴向承载力计算方法有哪些？（P93） 1、现场试桩法：数据可靠，费用高，深水实施困难； 2、静力公式法：半经验方法，试验资料+经验公式，考虑桩和土塞 重及浮力，简单实用； 3、动力公式法：能量守恒原理和牛顿撞击定理，不能单独使用； 4、地区性的半经验公式法：地基状况差别，经验总结。 7)简述海洋平台管节点的设计要求？（P207） 1、管节点的设计应降低对延展性的约束，避免焊缝立体交叉和焊缝过度集中，焊缝的布置应尽可能对称于构件中心轴线； 2、设计中应尽量减少由于焊缝和邻近母材冷却收缩而产生的应力。在高约束的节点中，由于厚度方向的收缩变形可能引起的层状撕裂 3、一般尽量不采用加筋板来加强管节点，若用内部加强环，则应避免应力集中 4、一般受拉和受压构件的端部连接应达到设计荷载所要求的强度。
《海洋平台设计原理》课程复习要点
桩基分类:施工方法:打入桩基础/钻孔灌注…/钟型…承载性状:摩擦型桩/端承型桩. 受压桩的轴向承载力计算方法:静力法(以土壤力学实验和桩的载荷实验取得的数据位依据,把桩的特性/土壤的相对密度和被扰动土的抗剪强度等指标联系起来,再把试验数据用于这些指标/即可对受压桩的周向承载力进行估算)动力法(包括动力打桩公式、波动方程和动力试验方法)静载试桩法(基本又可靠的方法.在工程现场直接对桩加载,测试土对桩的阻力,准确) 横荷作用下单桩破坏性状:桩身由于载荷产生的弯矩过大而断裂;桩周土被挤出,导致桩整体转动,倾倒或桩顶位移过大.刚性桩破坏(桩短/桩顶自由,桩的相对刚度很大,破坏时桩身不会产生绕曲变形,而是绕靠近桩端的一点做刚体转动;桩很短/桩顶嵌固,桩与承台呈刚性平移)半刚桩破坏(半刚性桩或中长桩指在横向载荷作用下,桩身挠曲变形,但桩身位移曲线只出现一个位移零点;中长桩桩顶嵌固时,桩顶将出现较大反响固定弯矩,桩身弯矩减小并向下部转移,桩顶水平位移比桩顶自由情况下减小)柔性桩破坏(桩的长度足够大且桩顶自由时,横向载荷作用下,桩身位移曲线出现2个以上位移零点和弯矩零点,且位移和弯矩随桩身衰减很快.). 群桩效应:当组成群桩的各个单桩间距较小时(8倍),由于相邻桩的相互作用,一般群桩的承载能力和变形特性要受到影响,这个影响通常成为群桩效应.沉降变大.影响群桩变形和各单桩荷载分配的主要因素：贯入深度与桩径比/桩的相对刚度/群桩布置. 自升式平台的重量分类:空载重量(钢料重量/动力装置重量/固定设备重量)可变载荷(压载水/有效可变载荷(可移动设备重量/消耗品重量/钻台载荷及其他载荷)). 拖航:平台重量=满载排水量=空载+可变载荷.升降:举升能力=空载+可变载荷.钻井:满载钻井重量=空载+可变载荷(包含钻井载荷)自存:风暴状况平台重量=空载+可变载荷(放弃部分载荷) 移航—就位—放桩—预压—升起主体—作业—降下主体—拔桩—提桩—固桩后移航 获得自升式平台主要方式:直接从国外购买引进/购买平台图纸国内建造/自主设计建造 自结构组成:船体升降机构桩腿桩靴专业设备生活模块直升机平台吊机……湿拖+干拖 自升式平台的强度分析至少考虑工况:正常作业工况/迁移../升降..和自存.. 桩腿长度:桩腿设计入水深度,最大工作水深,静水面以上波峰高度,峰隙高度,船体型深,升降室高,余量. 半台设况:1.满载半潜/静水状态,无向上加速度运动;2.满载半潜/静水状态,有向上加速度运动;3.满载半潜/静水状态,有向上加速度运动/大钩有负荷;4.满载半潜/风暴横浪/波峰居中;5.满载半潜/风暴横浪/波谷居中;6.满载拖航/斜浪状态;7.满载半潜/风暴横浪/波谷位于迎浪的前排立柱处/水平横撑破坏;8.满载半潜/风暴横浪/波峰位于迎浪的前排立柱处/水平横撑破坏.关键技术:高效钻井作业系统/升沉补偿系统/定位系统/水下设备/平台设备集成控制. 平台特点:由立柱提供工作所需的稳性;水线面小,固有周期大,不大可能和波谱的主要成分波发生共振,运动响应小;浮体位于水面以下的深处,波浪作用力小.当波长和平台长度处于某些比值时,立柱和浮体上的波浪作用力能互相抵消,平台上的作用力很小,理论上甚至可以等于零.优点:具有极强的抗风浪能力/优良的运动性能/巨大的甲板面积和装载容量/高效的作业效率/易于改造并具备钻井/修井/生产等多种工作功能,无需海上安装,全球全天候的工作能力和自存能力等优点.设计要点:立柱上不设置舷窗或窗;立柱应与上壳体舱壁对齐且连结成整体;立柱应尽可能通过下壳体甲板;立柱/下壳体或柱靴可设计成有骨架支撑的壳体或无骨架支撑的壳体.