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无潜式海底管道维修焊接机器人运动控制系统研究

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无潜式海底管道维修焊接机器人运动控制系统研究

作者：杨成功北京石油化工学院

学位级别：硕士

海底管道运输是海上油气生产与输送的主要途径,随着深海油气开发的不断深入,海底管道铺设长度、深度及服役时间的增加,海底管道潜在维修作业量增加,国外各大油气公司不断研究和开发水下管线维修技术。我国深水海底管道及重要结构物的修... 详细信息

海底管道运输是海上油气生产与输送的主要途径,随着深海油气开发的不断深入,海底管道铺设长度、深度及服役时间的增加,海底管道潜在维修作业量增加,国外各大油气公司不断研究和开发水下管线维修技术。我国深水海底管道及重要结构物的修复技术研究已逐步开展,已初步完成了无潜式深水管道修复工程样机的研制工作。根据海底管道维修焊接系统工艺要求,对无潜式管道维修焊接机器人运动控制系统关键技术进行研究,实现了角焊缝多层多道焊焊缝轨迹规划和调整和旋转机构运动平稳性控制。论文主要研究工作如下:1、根据海底管道干式高压维修焊接工艺特点,并对海底管道维修焊接机器人的具体结构进行分析,提出了该运动控制系统中各功能子单元的控制方案,明确了研究的关键技术。2、研究了无潜式海底管道维修焊接机器人运动控制系统体系结构。采用基于EtherCAT的多轴运动控制方案,建立了无潜式海底管道维修焊接机器人运动控制硬件系统,并对无潜式海底管道维修焊接机器人各功能子系统进行了设计,形成了基于EtherCAT的多轴运动控制、DeviceNET焊接电源控制、角度传感速度控制与一体的分布式控制系统。设计的运动控制系统为焊接速度平稳性控制、焊枪姿态控制及多层多道焊道轨迹规划控制提供硬件基础。3、针对无潜式海底管道维修焊接机器人维修角焊缝多层多道焊焊接工艺特点,分析了维修焊接机器人焊枪姿态调整方案,以多层多道焊时每道焊道截面相等为前提,提出了一种角焊缝多层多道焊焊道排布策略,并通过焊枪移动坐标和焊道相对位置坐标变换,进而实现套袖角焊缝多层多道焊的轨迹规划。设计了角焊缝排布位置的焊枪摆动策略和干伸长调整策略。4、针对深水环境管道维修全位置焊接变负载运行情况下焊接速度控制精度和平稳性问题,提出了倾角传感+增量编码双闭环变增益控制算法,测试结果表明该控制策略保证了旋转电机运动控制精度,可保证整个维修过程的平稳运行。5、研究了EtherCAT设备模型原理及伺服驱动器从站单元的数据交换过程,完成了基于EtherCAT的主从站通信;编写了无潜式海底管道维修焊接机器人运动控制系统软件;软件系统主要包括运动控制程序和人机界面程序,具备了各轴运动控制、焊接参数管理、故障实时处理等功能,完成了角焊缝多层多道焊枪姿态调整和旋转机构运动平稳性控制;通过数据跟踪功能对焊枪运动轨迹进行了3D仿真。以上研究成果为无潜式海底管道维修焊接机器人系统工程样机设计提供依据,也为深入开展海底管道维修系统智能化研究奠定了基础。

关键词：管道维修角焊缝自动焊接 EtherCAT 运动控制焊道规划

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用于海底管道维修的组合式机械三通研制

石油机械 2006年第2期34卷 26-28,45页

作者：喻开安陈应华赵宏林张宏房晓明中国石油大学海洋石油工程股份有限公司

组合式机械三通是海底管道维修的重要设备,主要由上半瓦、下半瓦、轴向密封条、径向密封条、半瓦锥塞以及联接螺栓等组成。由于采用螺栓联接,避免了焊接质量差的水下焊接,可直接用于海底管道维修。该组合式机械三通密封的特殊设计使之... 详细信息

组合式机械三通是海底管道维修的重要设备,主要由上半瓦、下半瓦、轴向密封条、径向密封条、半瓦锥塞以及联接螺栓等组成。由于采用螺栓联接,避免了焊接质量差的水下焊接,可直接用于海底管道维修。该组合式机械三通密封的特殊设计使之能配合开孔机开出与管道内径相等的孔;组合式机械三通两端设置的半瓦锥塞具有紧紧咬住管道的能力,使之在工作过程中具有防止其本身及相连设备翻倒的功能。

关键词：海底管道维修组合式机械三通设计管道维修组合式三通机械海底水下焊接

海洋缆体系统凝集参数法在水下管道维修干式舱设计中的应用

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造船技术 2005年第5期33卷 27-29,12页

作者：王中华李长春葛彤朱继懋上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200030

本文采用凝集参数法模拟缆-体结构系统,用时域法对海洋缆体系统的三维动态性能进行了分析,并给出了计算机程序。将此程序应用在水下管道干式压力维修作业舱系统的初步设计中,对其脐带缆在定常流干扰下的动力响应进行分析,计算结果为设... 详细信息

本文采用凝集参数法模拟缆-体结构系统,用时域法对海洋缆体系统的三维动态性能进行了分析,并给出了计算机程序。将此程序应用在水下管道干式压力维修作业舱系统的初步设计中,对其脐带缆在定常流干扰下的动力响应进行分析,计算结果为设计方案的拟定提供了可靠依据。

关键词：系缆潜水器缆索海洋动力学动力学方程结构系统初步设计水下管道程序应用参数法管道维修干式凝集海洋

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A公司输油管道维修管理方案研究

A公司输油管道维修管理方案研究

作者：王晓东西安理工大学

学位级别：硕士

随着输油管道维修管理工作量的快速增加,A公司在维修管理工作中出现了瓶颈现象。为了保证各管道设备、设施实现固有的操作质量、功能水平和可靠性水平以及管道运行的经济性,A公司必须具备一套完善的维修管理方案。为此,本文针对A公司的... 详细信息

随着输油管道维修管理工作量的快速增加,A公司在维修管理工作中出现了瓶颈现象。为了保证各管道设备、设施实现固有的操作质量、功能水平和可靠性水平以及管道运行的经济性,A公司必须具备一套完善的维修管理方案。为此,本文针对A公司的现状进行了管道维修管理方面的研究,提出了建立以RCM策略为中心的管道维修管理方案和工作程序。该方案的建立与运行不仅为A公司履行好自己的政治责任、社会责任、经济责任起到了建设性的作用,也为其它管道维修管理企业更有效率地开展维修管理工作提供了重要的依据。本文在介绍论文选题背景的基础上,明确了课题研究的重要意义,并对研究的内容进行了规划。回顾了国内外管道维修管理理论发展的历程,引入以可靠性为中心的维修理论,简单介绍了以可靠性为中心的维修理论所依据的方法和数据模型,并运用5H2W的方法对维修管理活动进行了分解,对相关的维修管理策略的决策机制、内容、方法进行了研究分析。在此基础上,作者对A公司进行了现状分析,指出了维修管理体系和策略方面的不足,并根据A公司的实际情况进行了维修管理体系的再设计,建立了RCM维修管理方案和工作流程。在RCM管理工作流程中首先明确了如何权衡维修管理策略、确定最佳维修周期和最大可用度等关键问题,其次主要强调了数据的采集和管理、维修对象的规划、RCM工作的决断及确立RCM工作等内容。输油管道维修管理方案研究为A公司有效地开展维修管理工作提供了智力支持,切实地解决了公司当前的一些实际问题,填补了公司的工作漏洞,优化了公司的管理结构和工作程序,为公司开展各项业务的合理性和有效性提供了保障,为其它企业开展管道维修管理研究打下了基础。A公司输油管道维修管理方案的运行,初步实现了在经济效益和社会效益、风险、费用等多维空间中的风险最小、效益最大的目标。

关键词：管道维修 RCM 策略

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管道维修补强技术及其发展趋势

城市燃气 2006年第2期 20-25页

作者：王修云郑岩王金友路民旭北京安科管道工程科技有限公司 100083 北京科技大学 100083

管道进行检测-评估-维修补强是保证管道完整性的一个有效的作业链,管道维修补强技术是保证管道完整性和延长管道使用寿命的重要手段。本文对迄今为止管道维修补强的有关方法进行了总结归类,并对其各自的优缺点进行了对比。总结认为,迄... 详细信息

管道进行检测-评估-维修补强是保证管道完整性的一个有效的作业链,管道维修补强技术是保证管道完整性和延长管道使用寿命的重要手段。本文对迄今为止管道维修补强的有关方法进行了总结归类,并对其各自的优缺点进行了对比。总结认为,迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为焊接类型、夹具类型和纤维复合材料类型三大类,并可以细分为堆焊、打补丁、打套袖、夹具、夹具注环氧、玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料等七小类。尽管这些方法各有优点,但总的来说,碳纤维复合材料补强技术是综合性能最优,是目前最有应用前景的维修补强技术。

关键词：管道维修补强技术发展趋势碳纤维复合材料玻璃纤维复合材料材料类型使用寿命综合性能作业链长管道

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管道维修常规项目造价模块化管理探讨

工程经济 2018年第9期28卷 9-11页

作者：李斌孙丽琼何佰毅中国石油西气东输管道分公司宁夏银川750001

结合现阶段工程造价管理程序的弊端,分析造价模块化管理的优点,阐述推行造价模块化管理的主要障碍及对策,以期使常规项目造价管理简单高效。

关键词：模块化管理常规项目优化调整管道维修

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高分子聚合材料用于天然气管道维修

油气储运 1986年第6期 50-53+6-7页

作者：周光明曾凡仲四川石油管理局输气管理处

为探索应用环氧树脂玻璃钢修补或加强输气管道的可能性,通过对光管与加强管的压强试验,证明是可行的。作者介绍了施工方法,并对玻璃钢缠绕增强在技术上所需解决的问题及今后发展提出了建议。

关键词：玻璃钢缠绕方格布无捻粗纱布 “E”玻璃纤维无碱玻璃纤维玻璃钢加固管道维修环向缠绕聚合材料混合气体天然气高分子

在役管道维修中环形套管修复工艺与复合材料修复工艺的对比

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现代焊接 2013年第1期 19-24页

作者：李晓娜成都纺织高等专科学校

管道的外部腐蚀是管道用户最关心的问题。一旦出现服役管道的腐蚀或其他损坏，即使对管道进行现场修复，也会产生很大的经济损失和环境破坏。从经济学的角度来看，停输管道还包括整个管道的使用收入。此外，对于输气管道，停输通常还会... 详细信息

管道的外部腐蚀是管道用户最关心的问题。一旦出现服役管道的腐蚀或其他损坏，即使对管道进行现场修复，也会产生很大的经济损失和环境破坏。从经济学的角度来看，停输管道还包括整个管道的使用收入。此外，对于输气管道，停输通常还会导致大量气体排放到大气中。由于甲烷是一种具有“温室效应”的气体，也要防止大量地排放到大气中，产生环境破坏。

关键词：管道维修修复工艺复合材料套管环形在役气体排放外部腐蚀

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城市供水管道维修施工技术

中华建设 2015年第11期 152-153页

作者：武建生甘肃省民乐县自来水公司

城市自来水均通过管道输送到用户,供水管道是城市供水系统的基本设施,保障管道质量是实现水资源正常传输的必要措施,因此研究城市供水管道维修施工技术,对保证城市居民用水安全至关重要。

关键词：城市供水系统管道维修施工技术城市自来水管道输送供水管道用水安全城市居民