NO152805B

NO152805B - CONNECTING PIECE FOR KNOT POINT IN BULGEPAAWORK FACTORY CONSTRUCTION OF LARGE ROUTES

Info

Publication number: NO152805B
Application number: NO761503A
Authority: NO
Inventors: Franz Gantke; Eugen Icking; Gerhard Wangrin
Original assignee: Hoesch Werke Ag
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1985-08-12
Also published as: DE2519769C3; NO152805C; NL181447B; NO761503L; DE2519769B2; NL7604661A; NL181447C; IT1059419B; GB1517233A; FR2309749A1; DE2519769A1; FR2309749B1

Description

Oppfinnelsen vedrører et forbindelsesstykke for knutepunkt i bølgepåvirkende fagverkskonstruksjoner av store rør, særlig for boreplattformer,hvor endene av de store rørene under forskjellige vinkler er bøyestivt forbundet med hverandre, hvilket forbindelsesstykke er dannet av et fortrinnsvis rotasjonssymmetrisk grunnlegeme med derpå anordnede rørstusser. The invention relates to a connecting piece for a junction point in wave-influencing truss constructions of large pipes, particularly for drilling platforms, where the ends of the large pipes under different angles are rigidly connected to each other, which connecting piece is formed by a preferably rotationally symmetrical base body with pipe stubs arranged thereon.

Fagverkene, og herunder særlig rørknutepunktene, er ved bore-plattformer, forskningsplattformer eller andre såkalte offshore konstruksjoner utsatt for særlig høye statiske og spesielt dynamiske belastninger ved sjøgang, men også ved storm, støt av skip osv., slik at ved de hittil kjente sveisede store rør-knutepunktene (særtrykk "Meerestechnik" bind 5 (1974) nr. 3) måtte særlig» brysomme tiltak treffes for opptagelse av krefter og holdbarhet, On drilling platforms, research platforms or other so-called offshore structures, the trusses, and particularly the pipe junctions, are exposed to particularly high static and particularly dynamic loads during seagoing, but also during storms, impacts from ships, etc., so that with the hitherto known welded large the pipe junctions (special print "Meerestechnik" vol. 5 (1974) no. 3) particularly" painstaking measures had to be taken to absorb forces and durability,

Knutepunktutformningen skjer vanligvis slik at rørendene av-fases og sveises til de forberedte åpningene i det rørformige grunnlegemet. Foruten vanskeligheten med å forberede de mest kompliserte fassnittene, henholdsvis rørgjennombruddene etter nøy-aktig mål, er sveising av disse forbindelsene bare mulig for hånd. Sveisingen selv forårsaker egenspenninger som bare kan fjernes ved stort bry. The junction design usually takes place so that the pipe ends are chamfered and welded to the prepared openings in the tubular base body. Besides the difficulty of preparing the most complicated chamfers, respectively the pipe breakthroughs according to exact measurements, welding these connections is only possible by hand. The welding itself causes inherent stresses that can only be removed with great effort.

På grunn av de forannevnte problemer er ofte en i seg selv u-nødig økning av grunnlegemets tverrsnitt nødvendig. Because of the aforementioned problems, an inherently unnecessary increase in the cross-section of the basic body is often necessary.

Selv ved ordentlig sveisede knuter oppnådd med meget store anstrengelser oppstår videre problemer under de statiske, og særlig dynamiske belastninger i det ferdige fagverk. Rørene som angriper grunnlegemet under forskjellige vinkler, får under belastning fra bøyemomenter betraktelige bispenninger som er størst ved forbindelsessveisesømmen. Kraftoverføringen fra røret inn i grunnlegemet er ujevn, og det består fare for brudd innen sveisesømmen og/eller for lamellaktig forløpende sprekker i platematerialet i platens tykkelsesretning. Even with properly welded knots obtained with great effort, further problems arise under the static, and especially dynamic loads in the finished truss. The pipes, which attack the base body at different angles, under load from bending moments get considerable secondary stresses, which are greatest at the connecting weld seam. The power transfer from the pipe into the base body is uneven, and there is a risk of breakage within the weld seam and/or of lamellar-like cracks in the plate material in the direction of the plate's thickness.

Det er derfor nødvendig med et stål med særlig høy renhetsgrad og meget høye seighets- og utvidelseskrakteristika og med sær-lige fasthetsegenskaper i :tykkelsésretningen. It is therefore necessary to have a steel with a particularly high degree of purity and very high toughness and expansion characteristics and with special strength properties in the thickness direction.

For reduksjon av kraftfordelingens ujevnhet er det ofte anordnet avstivningsringer i nærheten av sveisesømmen. Disse gir dog ytterligere krympespenninger som igjen bare kan avskaffes gjennom store anstrengelser. To reduce the unevenness of the force distribution, stiffening rings are often arranged near the weld seam. However, these give additional shrinkage stresses which again can only be eliminated through great effort.

For øvrig må alle sveisesømmer fremstilles med store avrund-ingsradier og perfekt sveiset rotsone, da det ellers ved dyn-amisk belastning består vedvarende fare for brudd, som enda ville forsterkes ved kjervvirkning. Til slutt skal også nevnes at de forannevnte, sfærisk forløpende sveisesømmene som følge av den kompliserte knutepunktkonstruksjon bare kan konstolleres under store anstrengelser. Furthermore, all welds must be produced with large rounding radii and a perfectly welded root zone, as otherwise there is a constant risk of breakage under dynamic load, which would be further increased by notching. Finally, it should also be mentioned that the aforementioned, spherically extending weld seams, as a result of the complicated junction construction, can only be constolted under great effort.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å fremskaffe et forbindelsesstykke for knutepunktutformingen, hvorved det under de ugunstige, særlig dynamiske belastninger som opptrer ved den angjeldende anvendelse, med henholdsvis små arbeids- og frem-stillingsomkostninger, oppnås en førsteklasses kraftoverføring og holdbarhet. The invention is based on the task of providing a connecting piece for the junction design, whereby a first-class power transmission and durability is achieved under the unfavorable, particularly dynamic loads that occur in the application in question, with respectively low labor and production costs.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et forbindelsesstykke for knutepunktutforming av den innledningsvis nærmere betegnede type ved at forbindelsesstykket er formet på i og for seg kjent måte av støpestål, at grunnlegemet fra endeflatene til snittpunktet for røraksene har avtagende ytterdimensjoner, og at grunnlegemet fra endeflatene til skjæringspunktet av røraksene har et hult tverrsnitt med jevnt tiltagende veggtykkelser. According to the invention, this is achieved by a connecting piece for junction design of the type described in more detail at the beginning, in that the connecting piece is shaped in a known manner from cast steel, that the base body from the end faces to the point of intersection of the pipe axes has decreasing outer dimensions, and that the base body from the end faces to the intersection of the pipe axes have a hollow cross-section with steadily increasing wall thicknesses.

Ved løsningen ifølge oppfinnelsen skal derved godskonstruksjonen omfatte den kritiske del av forbindelsesstykket som inneholder rørstussene, idet de beskrevne vanskelighetene ved de forut kjente sveisekonstruksjonene opptrer i sammenheng med sveisingen og holdbarheten, særlig under de dynamiske belastningene. Hvis det ønskes en forholdsvis slank knutepunktutforming som bare gir liten angrepsflate for bølgeslaget, kan utformingen skje ved at grunnlegemet fra endeflatene til snittpunktet av rør-aksene gradvis går over fra et hult tverrsnitt til et kompakt legeme. En mindre stiv og lettere knuteutforming kan skaffes ved at grunnlegemet fra endeflatene til snittpunktet for rør-aksene har et hultverrsnitt med jevnt tiltagende veggtykkelser. In the solution according to the invention, the goods construction must therefore include the critical part of the connecting piece which contains the pipe sockets, as the described difficulties with the previously known welding constructions occur in connection with the welding and the durability, especially under the dynamic loads. If a relatively slim junction design is desired that only provides a small attack surface for the wave impact, the design can be done by the basic body from the end surfaces to the point of intersection of the tube axes gradually transitioning from a hollow cross-section to a compact body. A less rigid and lighter knot design can be obtained by having the base body from the end surfaces to the point of intersection of the pipe axes have a hollow cross-section with steadily increasing wall thicknesses.

Ifølge videre kjennetegn ved oppfinnelsen kan det for en gunstig innføring av kreftene, henholdsvis for videre reduksjon av bølgeangrepsflaten og dermed den horisontale belastningen av konstruksjonen, være fordelaktig at rørstussene under jevn vegg-tykkelsesendring går over i grunnlegeme og/eller at rørstussene fra sine endeflater til snittpunktet for røraksene har avtagende utvendige dimensjoner. According to further characteristics of the invention, for a favorable introduction of the forces, respectively for further reduction of the wave attack surface and thus the horizontal load of the structure, it may be advantageous that the pipe ends during a uniform wall thickness change transition into the base body and/or that the pipe ends from their end surfaces to the intersection point for the pipe axes has decreasing external dimensions.

Til slutt kan det ved sveising av store rør med knutepunkt på byggeplassen være fordelaktig at det på endeflatene av grunnlegemet og/eller rørstussene er anordnet tilslutningsender av stålplate allerede fra verkets side. Finally, when welding large pipes with junctions on the construction site, it can be advantageous that the end surfaces of the base body and/or the pipe sockets are already equipped with connection ends made of sheet steel from the works side.

Gjennom løsningen ifølge oppfinnelsen oppnås, foruten den ves-entlige reduksjon av bølgeangrepsflaten og den dermed bevirkede betydelige nedsettelsen av den horisontale belastningen av den totale konstruksjon, at man ved å utforme rørstussens kritiske tilslutningsområder til grunnlegeme av støpestål, unngår de påviste ulemper ved de kjente, fullstendig sveisede knutepunkt-ene av store rør, særlig med hensyn til omstendelig forberedelse, vanskelig sveising, og særlig de av den ujevne kraftovergang fremkalte spenningstopper under de senere, særlig dynamiske driftsbelastninger. Disse støpeståldelene kan ifølge oppfinnelsen sveises med andre støpestållegemer eller med tilsvarende forformede deler av stålplate ved enkel rund- og/eller langsveise-søm. Slike sømmer kan fremstilles på enkel måte med automat-sveising og kontrolleres perfekt og sikkert ved alle ønskede prøvemetoder. Det kan videre ses bort fra anvendelsen av et ellers ved fullstendige sveisekonstruksjoner vanlig, særlig høyverdig stål. Også de ellers nødvendige, ekstremt høye kravene til sveisesømmene kan nedsettes. Through the solution according to the invention, it is achieved, in addition to the substantial reduction of the wave attack surface and the consequent significant reduction of the horizontal load of the overall construction, that by designing the critical connection areas of the pipe spigot to the basic body of cast steel, the proven disadvantages of the known, fully welded junctions of large pipes, especially with regard to laborious preparation, difficult welding, and especially the stress peaks caused by the uneven power transition during the later, especially dynamic operating loads. According to the invention, these cast steel parts can be welded with other cast steel bodies or with corresponding pre-formed parts of sheet steel by simple circular and/or longitudinal welding seam. Such seams can be produced in a simple way with automatic welding and can be checked perfectly and safely by all desired test methods. It can also be disregarded from the use of an otherwise common, particularly high-quality steel in the case of complete welding constructions. The otherwise necessary, extremely high requirements for the welding seams can also be reduced.

På tegningene er utførelseseksempler av oppfinnelsen fremstilt skjematisk. In the drawings, embodiments of the invention are shown schematically.

Fig. 1 viser et storrørsknutepunkt med fire rørstusser, Fig. 1 shows a large pipe hub with four pipe ends,

fig. 2 viser et snitt langs linje II-II på fig. 1, og- fig. 2 shows a section along line II-II in fig. 1, and-

fig. 3 viser et snitt gjennom et knutepunkt med store rør av fig. 3 shows a section through a junction with large pipes off

to enkeltstykker sammensatt på tvers av lengdeaksen. two single pieces assembled across the longitudinal axis.

Ifølge fig. 1 er på det rotasjonssymmetriske grunnlegemet 1 anordnet endeflater 11, hvortil ikke fremstilte, koaksialt for-løpende store rør påsveises. Grunnlegemet har avtagende ytterdimensjoner fra endeflatene til snittpunktet. De videre på grunnlegemet anordnede fire rørstussene 12 har likeledes endeflater 121 for tilslutningen av likeledes ikke viste store rør. According to fig. 1, end surfaces 11 are arranged on the rotationally symmetrical base body 1, to which unmanufactured, coaxially running large pipes are welded. The basic body has decreasing outer dimensions from the end surfaces to the point of intersection. The further four pipe sockets 12 arranged on the base body also have end surfaces 121 for the connection of large pipes, which are also not shown.

Fig. 2 viser at området for røraksenes skjæringspunkt er ut-formet som hulrom 14, hvorved en lettere, ikke helt stiv ut-førelsesform oppnås. Rørstussene 12 har avtagende ytterdimensjoner fra sine endeflater 121 til skjæringspunktet for rør-aksene . Fig. 2 shows that the area for the intersection of the pipe axes is designed as a cavity 14, whereby a lighter, not completely rigid design is achieved. The pipe fittings 12 have decreasing outer dimensions from their end faces 121 to the intersection of the pipe axes.

Ifølge fig. 3 er et stort rørknutepunkt dannet av to enkeltstykker 21, 22, som i planet på tvers av lengdeaksen 23 av det derved dannede grunnlegemet 2 er forbundet ved hjelp av en rundsveisesøm 24. According to fig. 3 is a large pipe junction formed by two individual pieces 21, 22, which in the plane across the longitudinal axis 23 of the base body 2 thus formed are connected by means of a circular weld seam 24.

Videre er det på endeflatene 2 5 av grunnlegemet 2 fra verkets side anordnet tilslutningsender 26 av stålplatemateriale ved hjelp av rundsveisesømmer 27 for den senere koaksiale tilslut-ning til de store rør på byggestedet. Furthermore, on the end surfaces 2 5 of the base body 2 from the works side, connection ends 26 of steel sheet material are arranged by means of circular welding seams 27 for the later coaxial connection to the large pipes on the construction site.

Claims

1. Connecting piece for a junction in wave-affected truss constructions of large pipes, especially for drilling platform forms, where the ends of the large pipes are connected rigidly to each other at different angles, which connecting piece is formed by a preferably rotationally symmetrical base body with pipe stubs arranged therein, characterized by the connecting piece is shaped in a known manner from cast steel, so that the base body (1; 2) from the end surfaces (11;

25) to the point of intersection of the pipe axes have decreasing outer dimensions, and that the base body from the end surfaces to the intersection of the pipe axes has a hollow cross-section (14) with steadily increasing wall thicknesses.

2. Connecting piece according to claim 1, characterized in that the pipe ends (12) merge into the base body during a uniform wall thickness change.

3. Connecting piece according to claim 1 or 2, characterized in that the pipe ends (12) from their end faces (121) to the intersection of the pipe axes have decreasing outer dimensions.

4. Connecting piece according to claims 1 or 2, characterized in that on the end surfaces (25) of the base body and/or the pipe ends (12) are arranged connection ends (26) made of sheet steel material.