海洋工程項目三（1新）

項目三海洋平臺構件加工1、平臺構件加工特點2、構件相貫邊緣加工設備及加工工藝一、平臺構件加工特點由海洋平臺結構可知，其構件主要由圓管、圓柱體、箱形梁、型材、鋼板、加強板、肘板及其他一些異形鋼板構件組成。海洋平臺構件加工中以鋼板整平、相貫線加工、圓形加工和型鋼撐直、型鋼圓形加工為主。海洋平臺構件的鋼板厚度一般較厚，有時還使用高強度合金鋼。由于任何結構物的總體變形均由零部件以及分段結構的加工、裝焊變形形成，所以控制海洋平臺整個結構物的總體變形，應從零件加工工序開始，實行全面質(zhì)量控制，直至全面完工交貨。（一）冷加工

1.對鋼材組織和機械性能的影響它使強度、硬度提高，塑性、沖擊韌性降低。

2.對鋼材化學、物理性能的影響產(chǎn)生內(nèi)應力，從而增加了應力腐蝕傾向；增大了內(nèi)部晶粒大小的不均勻性，使材料抗腐蝕能力降低。不產(chǎn)生氧化皮，基本上不影響原始厚度及表面光潔度，加工過程便于控制。（二）熱加工

1.對鋼材組織和機械性能的影響

鋼板內(nèi)少量氣孔、疏松消除或得以改善；晶粒細化。表面有“增碳”現(xiàn)象造成表面硬化，然其表層下的部位有“脫碳”現(xiàn)象而使強度有所下降；具有明顯的方向性造成順纖維方向強度提高，垂直于纖維方向的強度下降；在加熱過程中若出現(xiàn)“過熱”（對船用鋼材及一般海洋平臺用鋼材其“過熱”溫度在950°C以上）現(xiàn)象時，則晶粒肥大。冷卻后粗大的奧氏體晶粒將轉(zhuǎn)變?yōu)槲菏象w組織，鋼材的韌性和塑性降低；若出現(xiàn)“過燒”（溫度達1300~1400°C接近固化線）現(xiàn)象，鋼材塑性急劇惡化，鋼材彎曲加工時其表面呈網(wǎng)狀裂紋，工件只能報廢。（二）熱加工

2.對鋼材化學、物理性能的影響加熱區(qū)增厚而其邊緣凹陷產(chǎn)生電化腐蝕；內(nèi)部晶粒大小不均勻性增大，使材料抗腐蝕性能下降。鋼材表面產(chǎn)生氧化，氧化皮脫落使鋼板原始厚度減薄。

3.水火彎曲對鋼材性能的影響對于一道水火加工線而言，它的影響可分為三個區(qū)域。第一區(qū)為加熱線區(qū)，稱為全熱區(qū)，其溫度一般在910°C左右；此區(qū)之兩旁是受到加熱線熱量的影響區(qū)，稱為過渡區(qū)，其溫度一般為723~910°C之間；左右過渡區(qū)旁也是熱影響區(qū)，只是影響小些，稱為時效區(qū)，其溫度一般在723°C以下。二、構件相貫邊緣加工設備及加工工藝（一）手工切割

由于海洋平臺結構構件的邊緣，除管管相貫和管板相貫邊緣與船舶建造中的邊緣、焊縫有較大的區(qū)別外，其它邊緣、焊縫均與船舶鋼板板縫一樣，僅平臺構件厚度厚些而已。而平臺管件相貫線邊緣之特點，在于其焊縫坡口角度是變化的，且其坡口角度又是與相貫線位置密切相關，也即二管的相對位置要嚴格對準。本章將按平臺邊緣特點來論述邊緣加工。在平臺放樣下料一章中，闡述了管板相貫及管管相貫的內(nèi)外皮相貫線的放樣。此內(nèi)外相貫線間的部位即表示出相貫線邊緣的坡口形式和尺寸。有此外相貫線相對位置，就可制作相貫線邊緣的加工樣板。

相貫線外邊緣加工樣板上一定有表示角度相分的分度線，按習慣通常劃出0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°（與0°線相對應）線，將0°和180°線定為定位線（也稱基準線）。為此，在被切割的管子上劃出定位線與樣板對應。1.管子劃定位線

將管子擱置在管件托架上。首先管子置水平，（見圖5-1a）；第二步劃管件端面垂線，見圖5-1b)。此垂面線可以是一端的，也可以是兩端的，還可以根據(jù)一端面垂面線劃管子任何位置的垂面而圓周線。第三步劃0°線、180°，同時劃出90°線、270°線。它們均由兩端上定點連直線劃成。2.按樣板下料將樣板上的定位線（0°或180°線）與管子上的相應定位線對準，將樣板沿管外表面緊貼包上，檢查樣板上的分度線與管子上的分度線均一一相應且對準，再用洋沖按樣板上的內(nèi)外皮相貫線沖印在管子上。3.切割

先按內(nèi)外相貫線作垂直于管子表面的切割。而后按外皮相貫線作斜向切割，即切割的削面一點在外皮相貫線上，切割方向的末點在內(nèi)皮相貫線的角隅點處所連的斜線進行切割。此相貫線焊縫之坡口坡度是變的，切割時應隨時調(diào)整割具方向，以保證切割始終符合上述規(guī)定斜向進行。在切割平臺相貫線邊緣坡口應注意有時相貫邊緣坡口角有“反向”現(xiàn)象，即其坡口角一部分是同向而另一部分是反向的，此時切割應注意：第一次切割不能全部按內(nèi)皮相貫線切割?！胺聪颉辈糠謶劝赐馄は嘭灳€切割。同時注意其正向和反向過渡區(qū)坡口角的正確度。（二）數(shù)控或電腦控制切割

對于手工切割相貫線邊緣坡口是一件難度較大的作業(yè)，而其切割質(zhì)量——坡口的正確度、切割而得光潔度，有直接影響焊接質(zhì)量。故目前較多地使用兩種方式：一是電腦控制切割，二是數(shù)字控制切割，均系專用機。電腦控制切割專用機，是利用坐標放樣法建立其數(shù)學模型。該數(shù)學模型用一個變量w（被切割管件的圓心角）控制，從而完成切割工作。通常該機由兩個割嘴組成。移動方式有管動式和刀動式兩種，比較多見的是刀動式。數(shù)控切割專用機使用比較多。圖5-2所示為日本YMW——1000M型數(shù)控切管機示意圖。它可以切割：管徑：250~1000mm；管壁厚：5~60mm；軸交角：30~150°。無論哪一種自動切管機，被切割管件的管徑、壁厚均有一定限度。對于大直徑的圓柱體的分段就不適用。在船廠一般使用的數(shù)控切管機上只要切割具是數(shù)字數(shù)控或電腦控制而不是機械控制的，均可切割分成段的大直徑圓柱體的分段。關于這方面的軟件，我國已研究成功并投入使用。目前正向完善軟件性能及研制配套及研制配套的數(shù)控或微機的切管機方向發(fā)展。（三）邊緣加工工藝中注意事項

1）相貫構件之間的相對位置線一定要正確無誤。這不但在放樣、制作樣板時必須切實注意，在邊緣加工、下料劃線時同樣不允疏忽。2）當管管相貫為非貫通節(jié)點時，除對非貫通構件的相貫端進行相貫邊緣切割外，在另一管（即稱貫通管）的相應位置上，也應按樣板（即相貫線的俯視圖的展開樣板）劃線。此作用是將已切割好的非貫通構件吊上校核兩管相貫邊緣的正確度。3）當管管相貫為貫通節(jié)點時，一般支管為貫通件，不進行切割。面主管進行切割，則也要在主管上的相應位置用樣板劃線，并用支管按圖紙要求的正確位置進行校核，再行切割。當相同節(jié)點（各種技術要素均相同的節(jié)點）較多時，使用支管樣段，即取支管一段將其一端按相貫線切割成無坡口相貫邊緣。這樣便可方便正確地核對主管上相貫線的正確度。4）