CN102717168A - 一种海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺 - Google Patents

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张建勇
史伟民
鲁勇
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Abstract

本发明涉及一种海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其创新点在于所述步骤为：预热：选择高强度管材水平放置到电炉内预热，加热过程保证管材整体热透；一次火焰切割：将热透的管材放置到火焰切割平台上，由气割机沿中心线切割；切割采用间断切割，割断一段长度后间隔一定的距离再割断；消应力处理；二次火焰切割：完成消应力处理后管材出炉，再放置到火焰切割平台上切断管材未割断的连接段；打磨校正后进行检验。直接采用高强度管材为原料进行切割，通过预热、一次间断切断、消应力处理、二次切割的方式并结合严格、精确的切割参数控制实现弦管的制造，产品一次合格率高，且工艺简单、切割效率大大高，生产周期短，生产成本低。

Description

一种海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺
技术领域
本发明涉及一种海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，特别涉及一种工艺简单、生产周期短且成本低的海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺。
背景技术
随着海洋开发步伐的加快，海洋工程装备业的发展前景越来越广阔。在海洋工程装备产业中，海洋平台桩腿主旋管是自升式海洋钻井平台的关键部件，其结构如图1、2、3所示，主要包括中部的齿条1以及齿条1两侧的半圆形弦管2，产品具有承受载荷大、尺寸精度要求高、焊接难度大的特点，制造困难。
目前桩腿主旋管用弦管国内外均为高强板弯曲成形，具体工序为：钢板材料→进炉高温加热→压制成型→进炉高温加热后水淬调质→压力机矫正→修割压头→开制坡口→组焊。工艺复杂，且需配备大吨位压机等设备，生产周期长，耗材多，生产成本非常高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、生产周期短且成本低的海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其创新点在于所述步骤为：
a)  预热：选择高强度管材水平放置到电炉内预热，预热温度100-200℃，加热过程保证管材整体热透；
b)  一次火焰切割：将热透的管材放置到火焰切割平台上，调整割炬垂直度和火焰切割平台的水平度后，由气割机沿中心线切割；切割采用间断切割，割断一段长度后间隔一定的距离再割断； 
c)  消应力处理：完成间隔切割后，立即进炉进行消应力处理，温度450-530℃，时间1.5-3h，在温度降至200℃以下后空冷至常温；
d)  二次火焰切割：完成消应力处理后管材出炉，再放置到火焰切割平台上切断管材未割断的连接段。
进一步的，所述步骤b）中，气割机的切割速度230-320mm/min，割嘴焰芯至切割表面的距离15-25mm。
进一步的，所述步骤b）中，管材的温度不低于100℃。
本发明的优点在于：直接采用高强度管材为原料进行切割，通过预热、一次间断切断、消应力处理、二次切割的方式并结合严格、精确的切割参数控制实现弦管的制造，产品一次合格率高，且工艺简单、切割效率大大高，生产周期短，生产成本低。
附图说明
图1为海洋平台桩腿主旋管主视图。
图2为海洋平台桩腿主旋管俯视图。
图3为海洋平台桩腿主旋管剖视图。
具体实施方式
选用高强度管材为原料，管材的屈服强度≥690MPa，抗拉强度770/930MP，夏比纵向冲击-40℃，≥34J，碳当量CE=0.7左右。
预热：将高强度管材水平放置到电炉内预热，预热温度100-200℃，加热过程保证管材整体热透，并放置管材局部温度过高。其中，在水平放置管材时，采用若干V形块支承、定位，V形块为上端面带V形槽的定位块，保证管材位置不会转动改变。
然后进行一次火焰切割：将热透的管材放置到火焰切割平台上，调整割炬垂直度和火焰切割平台的水平度后，由气割机沿中心线切割，气割机的切割速度230-320mm/min，割嘴焰芯至切割表面的距离15-25mm。切割采用间断切割，割断一段长度后间隔一定的距离再割断；间隔距离50-70mm，割断距离600-1500mm。在该切割过程中，管材的温度不低于100℃。管材在一次火焰切割前，进行预先划线处理，使得管材上端的划线切割位置与下端的划线切割位置连线穿过管材中心，然后先对管材上端间断切割，再翻转180度对管材下端间隔切割。
消应力处理：完成间隔切割后，立即进炉进行消应力处理，温度450-530℃，时间1.5-3h，在温度降至200℃以下后空冷至常温。
二次火焰切割：在完成消应力处理后，管材出炉，再放置到火焰切割平台上切断管材未割断的连接段。在进行连接段切割时，可采用V形块支承、定位后，由气割机模拟空走，再进行调整，确保割嘴焰芯正对原有未完全切断的割缝，避免割偏。同时此处允许3mm以内偏差，因为后续尚需加工；
最后，可上铣边机校正，铣弦管两侧坡口，之后用砂轮片人工打磨弦管内侧，去除铣坡口的翻边、毛刺等，为与齿条焊接制得主旋管做好准备。

Claims (5)

1. 一种海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其特征在于所述步骤为：
a) 预热：选择高强度管材水平放置到电炉内预热，预热温度100-200℃，加热过程保证管材整体热透；
b) 一次火焰切割：将热透的管材放置到火焰切割平台上，调整割炬垂直度和火焰切割平台的水平度后，由气割机沿中心线切割；切割采用间断切割，割断一段长度后间隔一定的距离再割断；
c) 消应力处理：完成间隔切割后，立即进炉进行消应力处理，温度450-530℃，时间1.5-3h，在温度降至200℃以下后空冷至常温；
d) 二次火焰切割：完成消应力处理后管材出炉，再放置到火焰切割平台上切断管材未割断的连接段。
2.根据权利要求1所述的海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其特征在于：所述步骤b）中，气割机的切割速度230-320mm/min，割嘴焰芯至切割表面的距离15-25mm。
3.根据权利要求1所述的海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其特征在于：所述步骤b）中，管材的温度不低于100℃。
4. 根据权利要求1所述的海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其特征在于：所述步骤d）中，在进行连接段切割时，可采用V形块定位后，由气割机模拟空走，再进行调整，以确保割嘴焰芯正对原有未完全切断的割缝。
5. 根据权利要求1所述的海洋平台桩腿主旋管用弦管制造工艺，其特征在于：所述一次火焰切割和二次火焰切割中采用若干V形块支承在火焰切割平台上，所述V形块为上端面开V形槽的定位块。
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