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钢管自动组对机控制算法研究及系统设计 结论……………………………………………………………………………………………………………………．6l 参考文献……………………………………………………………………………………·62 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果……………………一…………………65 致j射……………………………………………………………………………………………………………………．66 第1苹绪论 第1章绪论 1．1概述 能源是生产生活和社会进步的物质基础，它的开发利用是实现国家现代化的根本保 障。我国幅员辽阔，能源分布不均ili，因此做好能源战略规划、保证能源的输送供应是 一个重大战略问题【21。能源是我国货运量最大的商品，1990年占铁路货运量的49．2％， 国依赖单一能源煤炭进行工业建设，在一定时期煤炭确实发挥了其基石的作用。但是随 着环保与可持续发展问题的提出，我国逐步进行了能源结构调整升级，将发展石油和天 然气新型能源工业放在首位。从运输方式来说，石油和天然气主要是依靠管道运输和水 上运输。当前，继公路、铁路、水路及航空运输之后，管道运输已成为第五火运输行业 [41。交通运输协会的专家曾算过这样一笔账：沿我国成品油主要运输沿线建设一条长7000 公里的管道，与修建同一长度的铁路相比，它所产生的社会综合效益，仅节省动力消耗、 降低成本、减少运输中的损耗三项，每年就可以节省资金数十亿元：而且对于具有易燃 特性的石油来说，管道运输更有着安全、密闭等特点15J。 随着管道运输业的发展，对管道的需求量迅猛增长。“十二五”期间，我国将新建 油气管网14万公里，总投资3500亿元。未来10年是中国管道工业发展的黄金期，预计在 2015年我国油气管道建设将达到14万公里，输送能力将进一步提高【6】。随着油气运输管 道的建设，相应的钢管需求量不断增加，同时也对钢管的质量提出了更高的要求。不仅 冶炼钢时的化学成分、冶金质量、轧制后的力学性能等的好坏影响着钢管的使用寿命， 而且焊接后钢管的尺寸精度对钢管的使用寿命也有着重要的影响【7J。国内钢管厂家的制 管设备、工艺相对国外比较落后，好多厂家的卷板机只能卷制比较短的钢管，或者存在 用于卷管的钢板比较短的问题，需要将这些较短的钢管再几节一组组对起米，组对成需 要的长度焊接后再运出车问。根据调研，目前国内外还未有专门用于车问钢管组对生产 的设备或关于这方面的技术研究。经对中海油下属的钢管生产车间调查，发现车间里钢 管组对工艺相当落后。由于是几节钢管组对在一起，这就需要将各节钢管都调整在一条 中心线上然后再进行校圆预热焊接。而这个调直和校圆过程均由工人手工完成，且工人 所用的工具也只是简单的钢丝、刀把式铁块、垫块、钢尺及撬棍等，它们分别用来检测 直线度、校圆、垫起钢管调整直线度、检测错边量及调整钢管的姿态等。这样的组对工 艺存在很大的缺点，一是生产效率低，二是钢管接长后直线度差，而且需要大量的人力。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 同时还存在着由于组对的多是质量较大的钢管，人手组对时的安全性问题【引。 针对钢管生产车间存在的这些问题，在本文提出了一套专门用于车间钢管组对的技 术设备——钢管自动组对机。本论文是以“钢管自动组对机研制”项目为背景撰写的，该 课题是海洋石油总公司级综合科研项目“海洋工程高效制管生产线的研发”的子课题之 一。该组对机的研制，对于石油运输业将是一个质的飞跃，并大大提高了钢管组对的生 产效率和产品质量。钢管自动组对机及钢管组对相关技术的研究在国内外还是个空白， 因此本文对钢管自动组对机的研究创新与后续发展有着重大意义。 1．2国内外相关技术发展状况 管道焊接生产中还没有自动组对系统的研究和应用的实例。当前在管道工程旋工上 使用与钢管组对机相类似的设备——对口器。在管道施T中高质量的管道焊接，取决于 多种因素；但是对口器是各种因素中最重要的。因为它不仅影响焊接质量而且影响工程 进度。因此合理选择对口器至关重要，首先如果选择外对口器只能用于手工焊接时使用， 而且对口精度差，施工效率低(相对与气动内对口器而言)；如果选择气动内对口器对 口精度高，施工效率高对13器是工程管道施工中必备机械装置之一，通过它可实现两段 管道的对接、固定和施焊工作。它已经是比较成熟的产品，而且种类及生产厂家也较多。 对口器按工作方式的不同，主要分为两大