水下电弧锯切割质量影响因子的研究

海洋、船舶、石油等领域有大量结构部件需在水下拆解。现有的水下切割方法存在效率低、结构复杂、工具或电极损耗大等局限,亟需探索新的切割方式。高速电弧放电加工具有加工效率高、电极损耗率低等优势,在难切削材料的加工中取得了良好效果。基于高速电弧放电加工原理,设计水下电弧锯切割实验装置,并对该装置极间流场进行仿真,得到不同主轴转速下极间流体流动情况。在此基础上,设计系列实验开展电流形式、主轴转速和电流值等因素对切割质量影响的研究。实验结果表明,采用高速电弧放电切割可实现工件的高效水下切割。此外,使用脉冲电流切割时的切缝质量优于直流,增大电流会改善出口处切缝宽度;主轴转速过低会影响极间排屑效果,加工中宜采用较高转速。

围堰灌注桩水下环保拆除技术研究及应用

海水取排水箱涵陆域段在基坑支护干环境施工完成后,需拆除陆域和海域箱涵对接口处的支护结构来完成海陆箱涵对接。为了解决传统液压破碎锤工艺受场地与设备站位影响只能依次拆除单根灌注桩的限制和对工期的影响,文章对裕龙岛炼化一体项目陆域段箱涵成排灌注桩+高压旋喷桩支护的水下拆除进行技术研究和应用,采用水下绳锯法切割灌注桩,利用海上箱涵安装时既有的大吨位起重船整体吊装,确定了绳锯切割设备、起重船整体吊装、吊装孔设计、吊索具等关键参数,实现灌注桩水下绿色、安全拆除,保证了项目顺利实施。

矿区深水防渗河床上桥墩围堰施工技术

针对矿区跨河桥梁采用围堰施工过程中河水下渗至矿井的风险,提出一种新型的防渗河床上桥墩围堰施工工法。通过采取水下板体结构绳锯切割施工工艺,结合锁扣钢管桩与拉森桩组合围堰技术,实现了基坑变形的有效控制;通过对拔除围护桩后的土体采用水泥黏土浆液进行填充密实,在保证河床防渗要求的同时,减少了对水体的污染。实践表明,矿区防渗河床上桥墩围堰施工工法安全性好、施工速度快、成本低,在类似工况下具有广泛的应用前景。

高压污水管的不停产接驳施工技术研究

市政雨污分流是环境可持续发展的重点建设项目。文章依托广东中开高速公路污水管迁改工程,该工程将顶管施工技术和沉井施工技术相结合,形成一套高压污水管的不停产接驳施工技术,详细分析该施工技术流程和要点,然后从社会效益、经济效益和安全性三个方面对该技术的优势进行分析,以供参考。

水下金刚石绳锯机切割管道特性参数研究

水下金刚石绳锯机是近年发展起来的一种清洁环保的水下作业机械。介绍了其构成及工作原理。分析了单个串珠切割过程中的受力,针对管道的切割,建立了其力学模型,通过对模型的分析,获得了绳锯切割过程中串珠所受压力的计算公式。为使串珠绳锯在切割过程中能够实现一定的周向自转,需预先在串珠绳锯上施加一定的扭矩,得出了相应的计算关系式。搭建了水下绳锯机试验系统,对串珠绳锯切割过程中的特性进行了试验研究。结果表明:试验结果比较符合相应的理论,该结果为水下绳锯机切割过程参数的进一步合理优化选择提供了依据。

水下金刚石绳锯机技术方案分析与设计

介绍了金刚石绳锯机的基本组成和工作原理,通过对国外海洋工程施工中金刚石绳锯机作业技术方案的分析,设计了适于海底油气管道切割的水下金刚石绳锯机。针对丝杠在水下易腐蚀的缺点,提出了利用连通器原理对丝杠进行密封的方法。这种类型的水下金刚石绳锯机将在海底油气管道维修工程中发挥更有效的作用。

水下金刚石绳锯机切割动力学特性研究

水下金刚石绳锯机是一种柔性切割工具,其安全、环保,近年来发展非常迅速。绳锯机切割过程中的振动不仅会影响切割效率,而且会降低其使用寿命,进而会影响水下作业施工。文中简要介绍了绳锯机构成,分析了其切割系统的动力学特性,建立了动力学方程,求解方程从而获得以串珠绳锯张力变化描述的纵向振动特性。并进一步分析了串珠绳横向振动特性,结合绳锯机切割系统的实际参数,进行了仿真及试验研究。结果表明:纵向和横向振动会发生一定的耦合,当实际切割频率接近系统的共振频率时,串珠绳锯会发生较大的振动,引发一系列不良的后果,必须通过调节参数,避免这种现象的发生。

水下绳锯机切割油气管道锯切参数优化研究

水下绳锯机是一种快速发展的清洁环保切割工具,在水下油气管道出现问题时,可以采用其切割维修。水下切割的成本很高,要求绳锯机在工作中不更换绳锯的前提下高效完成切割,这就要求对管道切割过程中的参数进行优化。文中通过三因素三水平两指标的正交实验方法,得出了绳锯机切割过程中,不同截面位置处的切割速度、进给速度和串珠绳张紧力的最佳组合值。水下切割实验表明,该结果达到了预期目标,从而为绳锯机的水下切割最佳控制提供了一定的基础。

金刚石串珠绳锯水下切割海底输油钢管试验研究

采用金刚石串珠绳锯在水下进行了海底输油钢管的切割实验研究。搭建了金刚石串珠绳锯水下切割试验系统，设置了初始试验参数，分析了管道不同部位切割时，切割面积和切口宽度与绳锯进给速度的关系。测量了金刚石串珠的磨损，得出了绳锯磨削比与径向进给速度之间的关系曲线。调整部分参数后，再次进行了验证试验，得出了最佳的工艺与参数，为：采用绳锯进给速度1．7mm/min切割管道壁厚，切透后换用进给速度4～5．7mm／min进行切割，以获得较快的切割速度，当绳锯张力超过设定值时，再将进给速度切换到1．7mm／min。本研究结果为金刚石串珠绳锯进行海底管道切割的工程作业提供了合理可靠的技术参数。

用于水下作业的锯绳张力检测系统

为了使金刚石串珠绳锯能够完成海底输油复合管道的切割作业,通过锯绳张力的检测可以监控切割状态,保证切削与进给运动处于协调状态。文中分析了锯绳切割时的受力状态,采用力合成法设计了张力传感器的机械结构,提出了上、下单片机通讯的水下锯绳张力的检测方案;设计了检测张力传感器,介绍了受力检测工作原理,对传感器进行了标定和精度分析;进行了锯绳水下切割管道张力检测试验,结果验证了锯绳水下张力检测方法的可行性、可靠性。

水下绳锯机切割单层油气管道的可靠性研究

海底油气管道在维修过程中可以采用水下金刚石绳锯机割断。介绍水下绳锯机的基本组成,对绳锯机切割管道过程中的切割可靠性进行了理论上的分析,并且提出了串珠绳锯在给定允许磨损量及可靠度条件下耐磨时间的计算方法。进行了绳锯机对单层油气管道的切割试验,根据获得的试验数据,采用理论方法计算可知,某种直径下的油气管道需要一定长度的串珠绳才能完成切割。该结果为水下金刚石绳锯机切割单层油气管道绳锯长度的选择提供了一定的理论依据。

水下金刚石绳锯机监测与控制系统的设计

针对金刚石绳锯机的水下切割作业,设计了以PLC为执行控制器、上下位单片机为数据处理控制器的监测控制系统,能够实现自动和手动两种控制方式。设计了上、下位机硬件与软件系统,其中:下位机主要包括检测信号输入、信号隔离、漏水监测等电路,实现对水下锯绳张力、进给位移传感器信号的采集及漏水检测功能;数据传输采用RS-485总线标准,通过水密电缆将数字信号由水下传送至船上上位机系统;上位机接收下位机信号,既进行人机界面LCD显示,又对PLC发送控制指令,由PLC系统对水下电磁阀进行控制。最后,通过水下自动切割管道试验验证了监测与控制系统的性能达到了工程使用要求。

水下金刚石绳锯机张紧装置的研究

为了提高水下金刚石绳锯机的切割精度和使用寿命,提出了一种新型装置,即具有磁力结构的水下金刚石绳锯机张紧装置。通过分析水下金刚石绳锯机张紧装置的工作原理和结构特点,针对现有张紧装置存在的不足,根据磁力工作原理,设计了张紧轮轴向位置的调整机构,以提高水下金刚石绳锯机的精度和寿命,设计结果表明该方案是可行的。

基于ANSYS的水下金刚石绳锯机导向轮弹性轴的优化设计

针对水下金刚石绳锯机串珠绳张力传感器的设计需要,提出了基于ANSYS的张力传感器弹性轴的优化设计,建立了优化设计数学模型,分析了ANSYS的优化设计方法,完成了基于ANSYS的弹性轴优化设计过程,最终得到了满足弹性轴体积最小时的优化设计尺寸。

水下金刚石绳锯机切割技术的研究

海底石油管道出现损坏时,在维修过程中需要将管道切断,采用常用的水下切割方法很难完成切割工作,文中提出了水下金刚石绳锯机切割技术.介绍了水下金刚石绳锯机的组成和工作原理;分析了绳锯机的主要部件的工作过程;计算和确定了绳锯机的液压系统的动力参数.对海底石油管道进行了切割试验,得到了绳锯机的切削工艺参数之间的关系.通过测试和监控系统可以测量出绳锯机串珠绳的张力和径向切割位移,根据测量的数据调整切割参数和控制整个切割过程.

水下金刚石绳锯机切割单层油气管道冲击特性研究

在分析了切割单层管道时串珠的运动过程后,建立了串珠与管壁冲击瞬间串珠绳内部各质点的运动方程。采用有限元瞬态动力学分析方法,仿真了串珠绳内部各质点的位移和速度的变化规律,并计算了冲击瞬间串珠绳轴线各处的附加动应力。试验研究表明:与切割复合管道相比,切割单层管道时,切割过程中发生了较剧烈的冲击,切割时间大大延长,切割后的断面水平度比较低;适当增加每米串珠绳上串珠个数可以减轻冲击作用。

水下金刚石绳锯机监测系统设计

为掌握金刚石绳锯机在水下切削作业时的工作状态,并能及时对作业参数进行调整,设计了一种水下金刚石绳锯机监测系统。分析了绳锯机切削作业时的切削参数,选取切削速度、进给速度、张紧力、串珠绳位置和液压系统进行监测。硬件采用基于ARM7TDMI-S核心的处理器LPC2214,配合监测传感器、存储器、RS232通讯和LCD显示器组成硬件系统。分析了监测系统软件设计思路,对数据显示和数据处理进行模块化设计。经过测试,显示器可以实时显示绳锯机的主要作业参数。该设计实现了水下金刚石绳锯机作业参数的可靠监测,对提高绳锯机的水下切削效率有重要意义。

基于模糊PID的水下金刚石绳锯机张紧力控制策略研究

以水下金刚石绳锯机这一切割机械为研究对象,建立金刚石绳锯切割系统的动力学模型,对磨削过程中绳锯及金刚石串珠进行力学分析,构建以切割链张紧力为输出的切割系统状态空间方程。在此基础上,提出一种基于模糊PID的切割链张紧力控制策略。分别进行恒张力控制与动态张力控制仿真试验,在仿真中引入系统参数的摄动以检验该控制方法的鲁棒性。将文中控制方案的结果与传统PID控制方法的结果进行对比,结果表明,模糊PID控制相较于传统PID控制具有较强的鲁棒性,对于动态目标具有较好的控制性能,能有效减少切削过程中张紧力的波动,提高控制精度。

水下切割技术现状及其发展趋势

针对水下切割技术中金刚石绳锯技术的发展现状进行了概述，分析了水下金刚石绳锯机的研究对水下油气输送管道安装、维修技术的重要性。对国外正在研究与使用的有代表性的水下金刚石绳锯机进行了综述，并列举了一些例子。通过分析认为：了解水下金刚石绳锯机发展状况，对于追踪国外先进科技，提高水下作业技术有重要的意义。针对海底管道铺设和维修，提出了水下金刚石绳锯机的进一步发展方向。

海底管道常用水下切割技术简介与分析

海底管道是海洋石油输送的主要设施之一。由于各种原因,海底管道经常面临维修、回收、弃置等问题。除非采用补强或卡具维修方式,其他情况下的维修、回收、弃置等处理工序,大多要用到海底管道水下切割技术。安全高效地完成海底管道的水下切割作业是海底管道维修、回收、弃置等处理的第一步,也是海底管道进行其他施工的基础。介绍了六种常用的海底管道水下切割技术,并对这些技术进行了分析对比。给出了不同形式的海底管道在不同的处理方式下可以使用的海底管道水下切割技术。