科创中国

水下金属结构在服役期间经常出现由海水腐蚀、疲劳损伤和外物撞击等引起 的缺陷和局部失效等问题，水下检测和紧急维修任务应接不暇，涉及到深水复杂 环境水下结构物在线维修关键技术无切实可行的技术实施方案。鉴于水下摩擦焊 10 技术在深水焊中的独特优势，该项技术的发展与成熟可为深水金属结构的水下焊 接及维修提供新的思路和工艺方法，亦可进一步完善我国海油工程技术体系。针 对海底油气管线损伤中发生比例较高的、由管道腐蚀或外力破坏导致的点状泄漏 或小面积损伤泄漏修复问题，加快研究海底管道水下检测技术，同时加快研制水 下摩擦焊接系统用于海底管道维修是一个亟待攻克的课题。

湿法焊接技术主要针对 ROV 水下检测的作业特点和检测数据的集成化高效管理问题，开展了基于 ROV 作业平台的海底管线检测及数据管理技术研究，开发了海底管线检测集成化 ROV 底座平台和基于 GIS技术的海底管线集成化信息管理系统。针对海底油气管线损伤中发生比例较高的、由管道腐蚀或外力破坏导致的点状泄漏或小面积损伤泄漏修复问题，按照水下焊接维修作业流程，分别开展了基于 ROV 作业平台的海底油气管线外表面清理技术研究、基于 ROV 作业平台的水下焊接维修技术研究以及基于 ROV 作业平台的水下摩擦螺柱焊牺牲阳极补充安装技术研究，形成了较为完整的海底管道水下检测与焊接修复技术体系。

本项目开展的基于ROV的海底油气管线检修关键技术及其应用研究，对于保障我国海底管道运行安全、海上油气生产以及国家能源安全具有重要意义。本项目在国家“十五”863计划支持下，在国内率先开展了水下摩擦焊技术相关理论与实验研究。随后，陆续在国家“十一五”863计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市科委以及多项企业项目支持下，以ROV（遥控无人潜水器）系统为作业平台，基于海底管道维修作业流程，针对海底油气管线开展了包括集成化ROV检测底座平台、海底管道外表面清理、水下摩擦焊维修以及牺牲阳极水下摩擦焊安装在内的一系列海底油气管线检修关键技术研究，进而形成了一套较为完整的基于ROV的海底油气管线检修技术及作业装备体系。项目中开发的基于ROV的水下摩擦焊接系统、PCRT海底管道水下清理系统以及导管架高效海生物清理系统等系列化的水下作业装备，成功打破了国外垄断，填补了国内在该技术领域的研究空白。

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。

我国作为一个海洋大国，开发和利用海洋资源是实现可持续发展的重要前提。在海洋开发过程中，以采油钻井平台、大型货轮、海底管道、跨海大桥为代表的大型海洋结构建造维护技术为海洋资源的开发与利用提供了保障。该类结构不仅需要确保的其建造质量，在后期使用中也需要及时有效的维护保养。作为一种重要的水下施工工艺，水下焊接技术在海底输油管线的铺设维修、沉船救助打捞、采油平台的建造维护、跨海大桥的修筑保养等工程中，发挥着重要作用。二十一世纪，各国在海洋领域的军备竞赛也日趋激烈，我国海军在舰艇作战方面有了全方位要求。船体部分的钢材长期浸泡在海水中，很容易发生腐蚀，如果不及时修复将产生难以估计的灾难，水下焊接技术是舰船抢修最为关键的技术，快速、优质、高效的水下焊接将大大提升抢修的成功率，这也从很大程度上提升了海军舰艇的作战能力。

本项目在国家“十五”863计划支持下，在国内率先开展了水下摩擦焊技术相关理论与实验研究。随后，陆续在国家“十一五”863计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市科委以及多项企业项目支持下，以ROV（遥控无人潜水器）系统为作业平台，基于海底管道维修作业流程，针对海底油气管线开展了包括集成化ROV检测底座平台、海底管道外表面清理、水下摩擦焊维修以及牺牲阳极水下摩擦焊安装在内的一系列海底油气管线检修关键技术研究，进而形成了一套较为完整的基于ROV的海底油气管线检修技术及作业装备体系。该成果的期望向开发保证人民的生命和财产安全的水下应急焊接维修技术方向发展。