馮萬(wàn)里 李佳鑫

摘要：近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)得到了全面發(fā)展，國(guó)家工程涉及的范圍不斷擴(kuò)大，而海洋工作作為國(guó)家的重點(diǎn)工作之一，也在不斷研發(fā)新技術(shù)的過(guò)程中，基于此，本文針對(duì)海洋工程水下連接新技術(shù)進(jìn)行全面的分析。首先，簡(jiǎn)單了解海洋工程水下連接新技術(shù)的發(fā)展情況，對(duì)摩擦疊焊技術(shù)進(jìn)行了具體分析，其次，從連接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀入手對(duì)海洋工程連接技術(shù)的研究工作提出了幾點(diǎn)建議，希望能夠?yàn)閲?guó)家能源發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：摩擦焊接設(shè)備；水下連接質(zhì)量；潛水作業(yè)

引言：

近年來(lái)，海洋工程得到了世界各國(guó)的重視，海洋石油及天然氣資源開(kāi)發(fā)力度的不斷增加，水下油氣田開(kāi)采的深度也在不斷加深，海洋深水鋼結(jié)構(gòu)連接和修復(fù)技術(shù)得到了各國(guó)重視，中國(guó)也不例外。水下連接技術(shù)的研究對(duì)于海洋工程的發(fā)展具有十分重要的意義，因此要結(jié)合國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀，參考借鑒國(guó)外先進(jìn)連接技術(shù)，研發(fā)創(chuàng)新出全新的水下連接裝置，推動(dòng)國(guó)家水下開(kāi)采工程不斷發(fā)展，為能源行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

一、海洋工程水下連接新技術(shù)

二十一世紀(jì)是海洋世紀(jì)，想要實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，強(qiáng)化國(guó)家的海洋油氣資源開(kāi)發(fā)能力，提高中國(guó)在能源發(fā)展中的地位，就要不斷加強(qiáng)對(duì)海洋工程水下里阿杰技術(shù)的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新時(shí)期海洋工程中可以應(yīng)用的技術(shù)不斷增加，出現(xiàn)了高壓深水電弧焊接技術(shù)、激光焊接技術(shù)，可以在30米的深水中進(jìn)行應(yīng)用，但是這些技術(shù)的復(fù)雜性較高，且條件較多，熔深有限，因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中存在一定的問(wèn)題。近年來(lái)，信息技術(shù)的不斷發(fā)展，摩擦焊接技術(shù)得到了全面的應(yīng)用，相比較下，這種焊接技術(shù)性能較優(yōu)，且具有著低耗能、清潔性、高精度、高效率等特點(diǎn)。此外，對(duì)于海洋工程和其他水下應(yīng)用而言，摩擦焊接的質(zhì)量受到水的影響較小，在不同水深下焊接參數(shù)沒(méi)有發(fā)生較大的變化，因此摩擦焊接成為了新時(shí)期海洋工程水下連接的關(guān)鍵技術(shù)。很多發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)研究出了不同的摩擦焊接設(shè)備，國(guó)家的摩擦焊接技術(shù)也得到廣泛的應(yīng)用。其中這種摩擦焊接技術(shù)根據(jù)方法不同，可以分成三大類，分別為：攪拌摩擦焊接、摩擦疊焊、徑向摩擦焊接，不僅可以在深水油氣管道修復(fù)工作中使用，在石油天然氣管道上也能夠進(jìn)行連接。比如，一個(gè)徑向焊接機(jī)中管道直徑為100mm，厚度為12.7mm，可以焊接150mm-300mm鈦合金立管。此外，在機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，能夠進(jìn)一步加深潛水深度，以此提高水下連接質(zhì)量，比如，水下遙控機(jī)器人Triton_XLS150，這種機(jī)器人攪拌摩擦焊接項(xiàng)目就可以代替潛水員，進(jìn)行潛水作業(yè)。

二、海洋工程連接技術(shù)研究建議

（一）提高水下連接修復(fù)能力

對(duì)于海洋工程而言，新時(shí)期水下連接需要面對(duì)的作業(yè)環(huán)境較為特殊，且不同地區(qū)之間的作業(yè)對(duì)象不同，還需要保證較高的連接質(zhì)量，但是國(guó)內(nèi)關(guān)于連接技術(shù)的研究起步較晚，應(yīng)用基礎(chǔ)較差，技術(shù)水平較低，想要完成國(guó)家海洋石油的戰(zhàn)略目標(biāo)，就必須提高水下連接修復(fù)能力[1]。截至2017年，摩擦疊焊最深可以適應(yīng)1000m，并且完成高質(zhì)量的修復(fù)工作，但是這些該技術(shù)和工作都是國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)取得的成就，因此國(guó)內(nèi)應(yīng)該以全新的思維和角度，去解決問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)摩擦疊焊技術(shù)的研究，以此降低水下連接成本，提高水下連接修復(fù)效率。國(guó)內(nèi)的摩擦疊焊裝置還存在一定的缺點(diǎn)和不足，還需要相關(guān)人員根據(jù)具體的管道情況，展開(kāi)具體的設(shè)計(jì)，采用新的通訊控制方式，比如，可以采用交流伺服電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，以此提高了設(shè)備的控制精度和響應(yīng)速度，設(shè)備的性能也會(huì)得到全面的改善。

（二）加強(qiáng)鋼材連接技術(shù)研究

在加強(qiáng)摩擦疊焊研究的過(guò)程中，還要將重點(diǎn)放在鋼材連接應(yīng)用上，在攪拌摩擦疊焊工藝中，攪拌頭的焊接厚度、壽命等都是鋼材攪拌摩擦焊接的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，提高摩擦焊接設(shè)備的性能，可以從根本上保證鋼材的質(zhì)量，并且推動(dòng)焊接行業(yè)得到全面的發(fā)展。比如：海底管道的鋪設(shè)質(zhì)量和鋪設(shè)效率都會(huì)受到連接技術(shù)的影響，采用穩(wěn)定性較高、精確度較強(qiáng)的連接技術(shù)能夠真正的提高海底管道的質(zhì)量，保證海底管道得到全面的發(fā)展。比如，某研究機(jī)構(gòu)針對(duì)傳熱學(xué)、摩擦學(xué)等方面的概念，利用MSC.Marc有限元計(jì)算分析軟件建立了摩擦疊焊單元焊接模型，并且針對(duì)不同型號(hào)的鋼材料進(jìn)行仿真分析計(jì)算，判斷摩擦疊焊技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中對(duì)鋼材的影響，以此為鋼材焊接工藝的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，保證摩擦疊焊技術(shù)可以在鋼材連接中得到良好的應(yīng)用，提高連接質(zhì)量。

（三）加強(qiáng)配套技術(shù)研究開(kāi)發(fā)

除了上述兩點(diǎn)內(nèi)容以外，還要加強(qiáng)對(duì)配套技術(shù)的研發(fā)，并且利用社會(huì)力量，展開(kāi)研究工作。由上可知，摩擦焊接設(shè)計(jì)和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，能夠提高連接技術(shù)的發(fā)展。其中并聯(lián)機(jī)器人和水下機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)深入連接技術(shù)的關(guān)鍵，但是這種性能較優(yōu)、商業(yè)化的機(jī)器人的成本較高，還需要得到更進(jìn)一步的發(fā)展。此外，國(guó)家可以積極調(diào)動(dòng)企業(yè)、高校、研究單位等社會(huì)力量展開(kāi)研究工作，并且推動(dòng)促進(jìn)社會(huì)力量合作，以此研發(fā)出核心技術(shù)，降低設(shè)備成本，很多重大項(xiàng)目的成功過(guò)中都充分能表現(xiàn)出了合作的重要性。海洋工程作為高科技、高投入的行業(yè)，其中也包含著較大的鞥想，因此必須要利用這種合作模式，讓創(chuàng)新技術(shù)迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，保證海洋工程的全面發(fā)展。比如，北京研究中心和北京賽福斯特技術(shù)有限公司進(jìn)行合作，就制作出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)摩擦疊焊試驗(yàn)裝置，裝置的最高轉(zhuǎn)速為5000r/min，最高軸向力為2t，最高扭矩為50N·m，不僅如此，設(shè)備采用了PLC作為主控單元，以此保證焊接工藝參數(shù)全面輸入和控制，這種摩擦疊焊實(shí)驗(yàn)裝置還會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展，繼而形成水下先進(jìn)連接技術(shù)[2]。

總結(jié)：

綜上所述，近年來(lái)，國(guó)家不斷發(fā)展對(duì)于能源的需求也在不斷地?cái)U(kuò)大，但是在不斷地開(kāi)發(fā)過(guò)程中，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題，面對(duì)新時(shí)期能源緊缺的情況，必須要科學(xué)的進(jìn)行開(kāi)采，保證資源得到合理的利用，而在海洋工程中水下連接技術(shù)尤為重要，必須要保證連接技術(shù)合理可靠，提高相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定性，才能夠真正的建設(shè)形成海洋強(qiáng)國(guó)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張康，洪毅，段夢(mèng)蘭，等.深水水下連接器國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)[J].石油科學(xué)通報(bào)，2017，2（1）.

[2]丁邦建，呂慶桃.海洋科考船用電纜絞車技術(shù)與設(shè)計(jì)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2017（8）：51-54.