FPSO系泊索疲劳寿命影响因素分析

以南海某石油开采区块螺旋股钢丝绳为例,采用Miner线性损伤累积理论和螺旋股的S-N曲线对螺旋股钢丝绳系泊索的疲劳寿命进行预测。给出FPSO系泊索疲劳寿命影响因素:(1)腐蚀是影响系泊索轴向拉伸疲劳寿命的主要外在因素。钢丝绳在海水中的疲劳寿命比在空气中降低82%。(2)钢丝绳设计水平、制造质量、盘条质量是影响系泊索疲劳寿命的内在因素。在钢丝绳设计、制造过程中应注意保证钢丝绳的刚度、自重、最小破断力达到初始设计要求。可以采用钢丝表面镀锌、挤塑护套、良好的润滑/阻滞物、牺牲阳极及外加电流系统等降低钢丝绳的腐蚀速度,提高钢丝绳的疲劳寿命。

镀锌35(W)×K26WS-62.0 mm高强度多层压实股钢丝绳研制

多层压实股钢丝绳因具有较好的抗旋转性能,在国内许多提升场合使用较多,因其对生产设备的要求较高,生产难度相对较大。对镀锌35(W)×K26WS—62.0 mm高强度多层压实股钢丝绳进行研制,优化钢丝绳工艺设计,确定制绳钢丝技术条件,给出绳中不同层钢丝的直径、公差、力学性能、股和绳的捻距等技术参数及捻制设备选型。新研制钢丝绳的实测整绳破断拉力3480.00 kN,拆股钢丝破断拉力总和为4478.50 kN,钢丝绳实测直径公差为+0.94%。钢丝绳钢丝拆股及整绳破断拉力试验等均满足合同及标准技术要求。

竖井提升用三角股钢丝绳伸缩分析

竖井提升用6V三角股钢丝绳在投入使用后出现较大延伸和偶尔缩短现象,对竖井提升系统钢丝绳运行情况进行跟踪测量,并结合6V三角股钢丝绳的结构特性进行分析。钢丝绳延伸主要有初始结构性延伸、弹性延伸和永久延伸,钢丝绳使用初期和中期结构延伸较大,钢丝绳偶尔缩短属于弹性延伸,永久延伸阶段钢丝绳已经达到使用寿命末期或接近报废状态。钢丝绳载荷状态、预张拉效果以及设备运行情况等都影响钢丝绳的伸缩状况。钢丝绳进行预张拉处理非常重要,可以一定程度上消除结构延伸和捻制应力,使钢丝绳结构更加稳定。

提升钢丝绳张力定量检测新方法

基于电磁检测原理和信号处理技术以及钢丝绳本身具有捻制股波这一结构特点，研究出提升钢丝绳张力的非接触式定量检测新方法．实验表明，用此方法检测钢丝绳张力，其最大误差不超过１．５％，平均误差不超过０．０５％．该方法原理正确，系统简单、误差小、应用方便，检测速度快、精度高，省时、省力．为实时在线定量检测钢丝绳张力提供了新的技术途径．

钢丝绳捻制过程股绳张力监控技术研究

钢丝绳捻制质量是影响其使用寿命和承载能力的主要因素。研制了包括传感器、测控电路、控制软件在内的钢丝绳股绳张力监控系统。研制的钢丝绳股绳张力测控系统抗干扰能力强、性能稳定。使用钢丝绳股绳张力测控系统后的整绳试验结果表明 :绳中股的受力均匀性增加 ,实验中钢丝绳同时断裂股数增加 1股以上 ,平均增加幅度在 2 5 %以上。钢丝绳股绳张力测控系统较大幅度提高了钢丝绳的安全性能和使用寿命 ,具有较高的实用价值。

港机-集装箱用钢丝绳捻制技术研究

对港机 -集装箱用钢丝绳主要品种在实际使用中存在的质量问题进行详细分析 ,认为抗疲劳性能差和使用寿命短的主要原因是钢丝韧性指标低、外层股之间的缝隙太小和钢丝绳油脂不到位 ;钢丝绳表面浪形和金属绳芯外逃是由于成型率过高、波动偏大 ,各股捻制张力不均匀和顺向捻制不到位。针对存在的问题 ,提出采用小捻距 ,提高增径率 ,控制股间缝隙 。

多层股钢丝绳工艺研究

针对多层股钢丝绳内外层绳股接触状态展开研究,通过充分的理论分析和实验论证一种新的多层股钢丝绳生产工艺,达到提升多层股钢丝绳品质的目的。

Flexpack18与Flexpack21粗直径多层股钢丝绳破断拉力特性研究

研究有强度级别的多层压实股Flexpack18、Flexpack21钢丝绳的属性与特性,前者属35（W）×K7类结构,后者属非标结构,直径范围依次为42.00~107.95 mm、109.00~174.63 mm,级别为1 770 MPa、1 960 MPa。研究钢丝绳破断拉力与直径平方比随直径变化、破断拉力系数随直径变化,认为非粗直径多股钢丝绳破断拉力通用计算公式不适合Flexpack18、Flexpack21钢丝绳,其看似有级而实则无级。钢丝绳破断拉力与直径间存在隐含的、可用数理统计方法获得具有实际意义的拟合关系式。对钢丝绳赋级可能基于为用户选择不同破断拉力水平钢丝绳提供指南。视钢丝绳破断拉力等于系数与直径平方之积且破断拉力与直径间关系式选择三次函数形式,该系数随直径增大而减小,二者间存在线性关系。Flexpack18、Flexpack21钢丝绳破断拉力系数与直径间线性关系的存在与BS302/P7—1989、ISO 8369—1986及EN 12385-4：2002粗直径单层多股钢丝绳破断拉力计算公式之反映一致。

永磁阻尼放线装置

捻股机放线装置的张力波动会造成钢丝绳表面不平整、直线性缺陷等质量问题.有效控制放线张力是钢丝绳生产工艺和设备技术的关键.永磁阻尼放线装置根据磁体的磁滞现象产生的耦合力矩来达到恒张力放线的目的.生产过程中实测丝股的张力稳定无波动,捻制出的钢丝绳品质有很大提升.永磁阻尼放线装置结构简单,价格便宜,免维护,适合大范围推广应用.

多层卷绕钢丝绳的张力控制仿真研究

针对多层卷绕钢丝绳张力恒定的控制要求,以及卷绕钢丝绳变层时干扰信号强的特点,采用S函数建立了神经网络PID控制器,通过训练神经网络的权系数间接地调整PID参数来优化控制效果,并对多层卷绕张力控制系统进行数学建模与Matlab/Simulink仿真,通过与常规PID控制仿真结果对比,表明设计的神经网络PID控制器比常规PID控制器对多层卷绕钢丝绳张力控制具有更好的效果。

石油钻井用超高强度多层压实股钢丝绳研制

随着油田开采的不断发展,深井采油对钢丝绳的性能要求也越来越高,要求其具有高的破断拉力、良好的结构稳定性及抗旋转性能。选用多层压实股钢丝绳替代常规结构钢丝绳是发展的趋势。对35(W)×K7-52 mm石油钻井用超高强度压实股钢丝绳进行研制,钢丝绳要求最小破断拉力2480 kN。通过优化钢丝绳工艺设计及各工序生产工艺,各层股均采用压实结构,股径压缩率控制在13.4%~14.5%,股径公差控制在-1%~+1%,内、外层绳采用一次捻制工艺技术。研制结果,钢丝绳实测直径53.60~53.80 mm,钢丝绳破断拉力2530 kN,钢丝破断拉力总和3146.31 kN,各项技术指标均满足标准及合同要求。

钢丝绳拆股钢丝试验流程的分析与改进

在钢丝绳进行拆股单丝试验的过程中,对钢丝的矫直需要很大工作量,目前还是依靠传统的人工矫直方法,即放在木头或硬质塑料用铜锤进行矫直,费时费力。研究直接对钢丝绳拆股后进行拉力试验,用拉断但未产生钢丝丝径变化的部分进行弯曲和扭转试验,通过与经矫直后的钢丝进行对比试验,结果显示2种试验方法的所得的数据结果基本相符。今后可进一步增加试验数据比对,在不损害钢丝力学性能的情况下利用此方法,不仅提高钢丝绳检验效率,也大量减少人工成本,同时也避免劳动强度带来的安全隐患,符合安全第一、节能增效的理念。

钢丝绳捻制气动股张力控制

原有钢丝绳捻制股张力控制系统的不足:手动丝杆调节,张力大小靠手感,钢丝绳的实物质量因人而异,对操作工的技能水平要求较高,线盘架的张力单独调节,占用时间较多,从满轮到浅轮的张力不能保持恒定。针对这些不足,设计新的钢丝绳捻制股气动张力控制系统,给出系统的工作原理。新的控制系统通过气缸气压调整阻尼力,减少了人为因素对张力大小的影响,对操作工的技能要求大大降低;多个线盘架共用同一气源,所有线盘架的丝股张力调节可一次完成;利用气动电磁比例阀实时控制气压,达到从满轮到浅轮股张力保持恒定的效果。

压实股钢丝绳标准新修订过程

介绍压实股钢丝绳行业标准制定的任务来源、修订工作程序及重点建议探讨;解释标准关键条款;说明修订内容与YB/T 5359—2010标准的区别。新标准增加了钢丝绳的结构类别;制绳用钢丝的公称抗拉强度增加了1370 MPa等5个级别,取消了1670、1870 MPa级;增加了复合芯和固态聚合物芯两个种类;钢丝绳尺寸精度由0^+7%改为0^+5%;修改并增加了部分钢丝绳的重量系数和破断拉力系数;增加了公称直径大于70 mm的钢丝绳不考核拆股钢丝弯曲性能的条款;增加了4.40 mm以上制绳用钢丝的扭转、弯曲和镀层指标;增加了直径小于0.5 mm的钢丝,扭转和反复弯曲试验由钢丝打结拉伸试验代替的条款;修改了附录A中钢丝绳的直径范围和部分钢丝绳结构,6股钢丝绳最大直径增加到120 mm,8股钢丝绳最大直径增加到140 mm,阻旋转钢丝绳最大直径增加到124 mm。

多股钢丝绳的生产

生产多股钢丝绳的技术要求很高,以18×7—28钢丝绳为例,改进配丝工艺,外层股配丝为1.85 mm,内层股配丝是1.95 mm;内层正常绳径18 mm左右,可满足外层股的捻制要求。生产时要求内层绳略松散,外层绳不松散;外层绳的旋转力矩大于内层绳,改变内层绳的捻向及各层股的捻向,减小内层绳的捻距,尽量减小合力矩;不松散性能检查时一般股的螺旋高度是钢丝绳直径的0.90～0.95倍为宜。为适应产品要求,内层绳应使用旋转放芯架。股生产时应采用专用设备,每股及工字轮应做标记;不用专有设备时,内层绳和外层绳生产时确保股的张力控制一致,先合两股,变成六股后再捻制外层绳。

深海起重机被动式升沉补偿建模方法研究

为了研究被动式升沉补偿系统的工作原理及其建模方法,通过引入介质分离器活塞的动力学方程,并考虑由于滑轮惯性所导致的钢缆张力松弛影响,建立了一种改进型的被动式升沉补偿系统的数学模型.针对起重机的海底吊装作业过程,建立几种不同建模方法的仿真模型,然后进行动力学分析.分析结果表明:该方法仿真出的补偿效率约为60%,其数学模型能够真实地反映系统的工作机理,可以作为起重机被动式补偿系统的一种建模新方法,并且钢缆的张力松弛对仿真结果有3%~4%的影响;指出了被动式补偿效率不高的原因,并给出了相应的改良措施.