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复杂环境水下结构物水下干式高压焊接

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-08-25 22:24:19

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”高端装备产业科技服务团| 贡天媛 | 2022-10-19 21:39:33
海底管道水下维修可以采用机械连接器、水下法兰或者外卡,维修直接在水 中进行,不需要焊接,但是不能保证原有管道整体性能。水下干式高压焊接在干式环境进行,不仅能够形成高质量焊接接头,而且与机械连接器、水下法兰或者外卡等湿式维修方法相比,能够保证原有管道整体性能,是最为先进的海底管道维修技术。
干式高压焊接试验装置在工程适应性、工件适应性、焊接方法适应性和科学 研究适应性等方面具有创新性。干式高压焊接试验装置按照工程实际需要设计制造,建有试验舱和配气舱,筒体内径 1.6 米,长 3 米,空间宽大,能够满足海底管道全位置焊接设备与工艺研究的需求。该试验装置工件适应性优于国外同类装置,既能焊接管道,也能焊接平板,用于平板焊接的可变位工装能够方便地进行典型位置的平板焊接。该试验装置可以用于多种焊接方法研究,除钨极氩弧焊之外,通过更换自动焊接设备,还可以用于熔化极气体保护焊、等离子焊等等。

 水下干式高压焊接在干式环境进行,不仅能够形成高质量焊接接头,而且与

机械连接器、水下法兰或者外卡等湿式维修方法相比,能够保证原有管道整体性

能,是最为先进的海底管道维修技术。水下干式高压焊接是国外垄断技术,我国必须突破一系列关键技术。从焊接设备到焊接工艺都需要开展具有独创性的研究。申请团队在国家“十五”863 重大项目的支持下,建造了高压干式焊接试验装置,相关的研究成果已经成功应用于国内多个水下(高压环境)设施的应急维修当中,打破了国外技术垄断,填补了国内相关技术领域的研究空白,

相关技术成果已经创造直接经济效益超2亿元,并具有巨大的间接经济效益和社会效益,潜在应用领域广阔。该项目投入时间较长,未在产品化商业化实现规模销售。但该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,技术含量较高,与同类产品相比竞争优势较强。

项目团队由北京石油化工学院、上海核工程研究设计院有限公司、天津大学、中国人民解放军陆军装甲兵学院等单位的多名研究人员组成,发表论文114篇,出 版水下维修论著2本, 在编2本。已授权国 家专利67件,其中 发明专利24件。相 关工作被中华人民 共和国中央人民政 府官网、科技日报 等各级媒体多次报道。

本项目产生了深远的社会效益

高压焊接与常规焊接即在大气环境中进行的焊接相比,是具有重大基本差别的特殊焊接,我国从20世纪末已中断在该领域的研究,以致与国外存在很大的差距。“水下干式高压焊接”在试验装置、焊接设备和焊接工艺3个方面极大地缩短了与国外先进水平的差距,而且形成了一些符合中国国情、特色鲜明的创新成果,建造了国内第一个高压焊接实验室,为该领域的研究打下了坚实的基础。包括“水下干式高压焊接”在内的“水下干式管道维修系统”于200611在渤海湾海上试验成功,国家科技部网站、863网站等都及时给予了充分报导,认为“填补了我国海洋工程维修领域的一项空白,打破了国外技术垄断,能够减少原油渗漏对海洋环境的污染,缩短维修周期,恢复海上油气田生产,减少国家和企业的损失,保障海上油气田安全生产”,中国海洋石油总公司网站给予的报导认为“课题研发成功,极大地提升了海油工程海底管道检测与维修的能力,向开拓海管维修市场迈出了坚实步伐”《科技日报》的“走近863”专栏给予了长篇报导,认为“水下干式管道维修系统实现了‘中国造’”。

该项目对我国摆脱对于国外技术的严重依赖,采用水下干式管道维修系统及其水下干式高压焊接,能够极大地降低海底管道维修费用、缩短油田停产时间。水下干式管道维修系统于200611月海上试验成功之后,某国外维修设备供应商向海洋石油工程股份有限公司的报价立刻降低了50%。假设采用水下干式管道维修系统及其水下干式高压焊接,维修费用从2000万元降低到1000万元,停产时间由30天缩短到15天,油田停产损失每天以1000万元计算,如果国内海上油田每年维修一次海底管道,则带来的直接经济效益为1.6亿元。水下干式管道维修系统极大地提高了海洋石油工程股份有限公司的国际竞争能力,如果每年能够承担一次外国油田海底管道维修工程,则还将带来直接经济效益为1.6亿元。其为此成果的主要转化方向。