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水中鋪設塑料管道的設計計算

這種新型機器人堪稱是“深水管道工”，它們不怕惡劣環(huán)境，可以代替人工在水下快速安裝管道連接件，方便工作人員在船上對裝置進行實時操作�！澳壳皣鴥�(nèi)使用的水下管道接頭，大都使用進口設備進行安裝，維護、零件更換很不方便，而且維護費用大、維護周期長，嚴重影響生產(chǎn)。”孫朝陽說，在充分調(diào)研的基礎上，團隊研制出水下安裝管道連接件機器人，能夠降低水下管道接頭系統(tǒng)的使用和維護費用，從而降低生產(chǎn)成本�！拔覀冞@個作品有很多創(chuàng)新點，機器人在水下作業(yè)時會受到潛流的影響，而且有的管道位置為非水平狀態(tài)，因此我們設計利用了氣囊和螺旋槳配合，實現(xiàn)機器人水下姿態(tài)調(diào)整�！睂O朝陽表示，為適應安裝作業(yè)時管道的傾角，團隊設計了固定夾緊裝置，在安裝作業(yè)時首先將機器人固定在管道上，從而實現(xiàn)了對管道不同傾角的適應性。此外，機械臂和固定裝置均為滿足互換性設計的譜系化設計，增強了機器人的靈活性和應用范圍，可以滿足不同的施工需要。深水大口徑管道連接安裝作業(yè)機器人主要用于深海油氣管道的管路鋪設作業(yè)，在深海管道溝槽式接頭發(fā)生損壞或接頭泄露時，利用機器人可以實現(xiàn)溝槽式接頭的快速修復，不但提高了工作效率，還能規(guī)避人工作業(yè)的風險性。山東科技大學相關(guān)負責人表示，新型機器人還可以成為工作平臺，通過增加其他類型的機械手臂或裝置，實現(xiàn)管路銹蝕探測、管路表面清污和防銹噴涂等多項工作，市場化前景非常廣闊.

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本工程庫房內(nèi)線路采用kvv-型電纜穿鋼管沿庫板面明設，其他功能房用bv-500v導線穿管沿墻、樓板、屋面板等暗敷。暗敷設在現(xiàn)澆混凝土里的鋼管應在土建底板筋綁扎后，附加筋綁扎之前進行；暗敷設在地面內(nèi)的管應在地面打夯結(jié)束后，找平層澆搗前，按設計標或規(guī)范要求標高挖溝敷設；在磚墻內(nèi)敷設，應在墻體砌筑前，根據(jù)土建放出的各種線連接好管、盒、箱，并且刷好防銹漆，并在墻體砌筑初期進一步調(diào)整好盒、箱口與墻面的距離；明管應在土建室內(nèi)裝飾工程結(jié)束后配管。暗配管路敷設的原則，要求管路敷設長度不得超過規(guī)范規(guī)定數(shù)值，若有超過者要增加過渡盒。彎頭宜少，彎曲半徑要大（大于10d），以便于穿線。暗配管路的施工工序是：管材選擇（根據(jù)設計圖紙規(guī)格及材料標準選擇所需管材）→管路制作（根據(jù)圖紙與現(xiàn)場實際進行）斷管、管路敷設→焊接式粘接，綁扎固定。明配管路敷設的原則，要求管路敷設長度不得超過規(guī)范規(guī)定數(shù)值，若有超過者要增加過渡盒。彎頭宜少，彎曲半徑、彎扁度、固定點間距、平直度、垂直度要符合規(guī)范要求。明配管路的施工工序是：支、吊架制作→定位→箱、盒支、吊架安裝→管子敷設。管路敷設應注意事項：6111埋入墻或砼中的管子保護層距管表面凈距不少于15，管口高出地坪不少于200，管路應盡量減少交叉，如交叉，大管應放在下面，成排暗配管間隙應不小于25，進入配電箱、配電柜的管路應排列整齊。明敷管與給排水管平行敷設時間距不應小于01，交錯間距不宜小于平行敷設是的間距，進入配電箱、配電柜的管路應排列整齊。

該項目沉管施工全長684米，主要由六節(jié)單根長228米、直徑2.62米的鋼管組成，單根重達410多噸，具有超大、超長、超重等特點，且在水下23米深水區(qū)安裝，施工安全風險很高，水上作業(yè)難度極大，工程施工要求精準。為確保沉管施工順利開展，施工單位編制了水下大型沉管安裝專項施工方案，引進3臺150噸大型浮吊船、項目部自行研制2艘200噸門吊船、浮力30噸鋼制浮筒8個，共同承擔水下沉管施工的安裝工作。　首根沉管順利安裝就位，為后續(xù)沉管水下安裝施工提供了寶貴經(jīng)驗，為確保原水管線6月30日通水目標的實現(xiàn)奠定了堅實基礎，駱馬湖水源地工程開始進入倒計時。機器人海象剛剛從西氣東輸二線工程香港支線凱旋，圓滿完成了目前國內(nèi)最大管徑海底管道埋設任務，又亮相2012中國國際工業(yè)博覽會贏得喝彩。記者日前走訪其“家鄉(xiāng)”——上海交通大學船舶海洋與工程學院水下工程研究所發(fā)現(xiàn)，原來上海研發(fā)的水下高手已足有一個兄弟連，它們有的能在深水破土埋管，有的能潛入深�？碧酱笱螅械目筛鶕�(jù)海底復雜地形靈活變形。海象海底開溝西氣東輸二線工程香港支線從深圳到香港需要穿越一段2.8公里的海底，要求將管線一次后埋設至海底深4米、底寬2米、頂寬6米的溝型內(nèi)，其開溝要求是我國目前海底油氣管線開溝作業(yè)中最高的，要在平均水深40米的條件下作業(yè)。上海交大研制的MP04型大管徑噴沖式開溝機受建設方委托，承擔這項國內(nèi)最大海管埋設的攻關(guān)任務。上海交大船舶海洋與建筑工程學院教授、水下工程研究所所長葛彤介紹，MP系列是高壓噴沖式海底管線電纜埋設系統(tǒng)，它同時具有管線和電纜的埋設功能，擁有完備的操控監(jiān)控和導航定位系統(tǒng)，可以通過噴沖技術(shù)，將海底淤泥打碎，然后抽吸到兩側(cè)，從而形成埋設管線、電纜的深溝。葛教授透露，MP04前兩天剛剛完成了深港線的任務，能完成這樣的任務使得它成為目前國內(nèi)，甚至國際上“能力最強”的開溝機。而這臺重達90噸的重型裝備也被工程師們親切地稱為海象。

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管道與曝氣池內(nèi)支管接通前應利用空氣壓縮機房出氣將管線吹掃干凈。③各構(gòu)筑物間連通管道a、總平內(nèi)各構(gòu)筑物間連通管道施工方法及程序如下：b、管溝經(jīng)初平、夯實后作度土弧基礎，鋼管下鋪設c至c的砂或細碎石墊層。c、采用t汽車將已防腐的管道吊放至溝槽內(nèi)。d、管溝上設置中心板及標高板以控制管路座標及標高，用砼楔形塊將管道段固定后點焊組對。e、管段焊接（焊接工藝詳見焊接工藝方案）f、每一管段焊接完畢后應立即作焊口防腐g、兩構(gòu)筑物間管道安裝完成后進行水壓試驗，合格后方可回填土方；④總平構(gòu)筑物間連通管道系重力流管路，管徑大，單件質(zhì)量大，施工時應注意：a、管道的高程、坐標應符合規(guī)范要求；b、管溝地基確保均勻夯實，管道應固定穩(wěn)妥；c、管段吊裝時不得損傷已完工管道的防腐層，吊具只能掛于管端；d、管段組對時管口應平整，對失圓管口應校正后焊接；e、管口焊接時注意不得引燃或損傷防腐層；f、焊口防腐層補口應及時進行，避免管段組裝后或不能進行防腐層補口、補傷；g、管道內(nèi)不得留有雜物或工具；安裝完成后應進行徹底清理；h、土方回填前，管段應經(jīng)檢查合格，管道胸腔兩側(cè)回填土密度不得不低于該回填土最大夯實密度的％。⑤試水、試壓、空氣吹掃a、總平污、管完工后應作閉水試驗，試驗水壓為：管道坡設于地下水位以上時，按管頂以上kpa；埋設于地下水位以下對應比原地下水壓高大kpa，閉水試驗應按規(guī)定時間內(nèi)的降落值折合每公斤滲水量并符合規(guī)范要求。b、空氣管應作氣壓強度試驗，試驗壓力為設計壓力的倍，吹掃氣源選用已安裝完成之空壓機供給。其余工藝管線組對。焊接完畢后應作水壓試驗，試驗壓力按車標gbj242-82選定。⑥已裝管線抗浮措施通過計算，指出需抗浮的管線，且采取以下措施：a、已安裝之管段未回填不得封口；b、各管段組對焊牢固后，管段中部必須回填土方壓腰；c、管線在土方回填未完成前可利用試水，試壓時管段內(nèi)所充水壓載至土方回填完畢；d、加強排水、降水措施施工配合施工配合中的半成品保護

海龍深海取樣海象僅僅是這個大家族中的一員，它屬于水下作業(yè)技術(shù)與裝備兄弟團隊，主要負責海底埋設。它的兄弟深鰻是水下導向攻泥器，可以進行海上沉船沉物打撈、深海鉆探取樣及海底特種管線安裝等工作，最大作業(yè)深度達200米。除此之外，水下所還有深海無人遙控潛水器和新概念水下機器人兩個研究方向。已成功應用于大洋一號深�？瓶柬椖康暮｝�?zhí)柌粌H能夠下潛至3500米深海，還裝有動力定位系統(tǒng)，能在深海中宛如定海神針，穩(wěn)定地用機械手取樣。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅2011年，我國附近海域的管線埋設需求超過800公里，其中不乏地質(zhì)強度高、水深百米以上、埋設深度和管徑高要求的施工項目。隨著我國海洋油氣開發(fā)的迅速發(fā)展，海底管線、電纜的埋設數(shù)量和質(zhì)量需求正不斷提高。目前國際上對深海埋設系統(tǒng)的技術(shù)壟斷已經(jīng)對我國海洋石油技術(shù)的發(fā)展造成一定的制約，國內(nèi)深海埋設系統(tǒng)則是空白，葛教授說，因此，下一步團隊將朝著深海系統(tǒng)的目標前進，以自主研制的深海無人遙控潛水器系統(tǒng)和高壓噴沖式海底管線電纜埋設系統(tǒng)進行有機融合，實現(xiàn)重載作業(yè)型深海埋設系統(tǒng)的研制。變形金剛探秘不僅如此，隨著人類對海洋的逐步探索，水下所的團隊也正著力于未來技術(shù)的探索。海象就有一個新概念水下機器人的堂兄弟——變形金剛。當面對不同的深海地形時，它可以由多個體積較小的模塊自由拆分和組合，變成八爪魚、鰻魚等不同形狀，機動自如地航行于海底世界，探尋未知領域。

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海上油氣開采用有特殊要求的塑料管道在水中鋪設和應用塑料管道的另一個領域是海上開采石油和天然氣業(yè)大量應用的管道。在海上油氣開采業(yè)這種管道被稱為‘可彎曲管FlexiblePipe'。對撓性管有多方面的要求：可以彎曲的連續(xù)長管、耐內(nèi)壓、耐外壓、耐腐蝕…..等，通常采用多層復合管，由熱塑性塑料層、纖維或鋼絲增強耐內(nèi)壓層、鋼帶纏繞增強耐外壓層等組成。

水下機器人廣泛應用于海洋石油、漁業(yè) 、海上救助等各個海洋領域，給水下機器人裝上能高精度三維實時監(jiān)測分析的眼睛，讓水下世界三維呈現(xiàn)。這是海大一位42歲教授所帶領團隊研發(fā)出的科技項目，如何給水下機器人安上會探測的三維眼？技術(shù)又是怎樣讓水下世界高清晰三維成像的？3月17日，記者采訪了這位海洋有著偉大海洋夢想的教授。為市民揭開技術(shù)的神秘面紗。它眼神好，能看清艦船上毫米級裂縫海底世界一片漆黑，卻充滿未知的奇妙。豐富的海洋資源也成為了各國爭先開發(fā)的焦點。不管海洋資源多么豐富，不管海底世界多么奇妙，都要有眼睛去探索發(fā)現(xiàn)它。水下機器人代替人類潛入水下，一探海底究竟。島城的科研團隊研發(fā)出的項目，可以讓水下機器人變身火眼金睛，讓水下世界三維成像，清晰度達到毫米級。高精度水下三維重建是最重要的水下探測技術(shù)。17日，中國海洋大學信息科學與工程學院計算機系主任、教授董軍宇告訴記者，他所負責的科研團隊研發(fā)出的水下高精度三維實時檢測分析系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對水下世界的三維成像和分析，能廣泛應用于軍事、海洋工程、海水養(yǎng)殖等方面。他們的技術(shù)的先進性在于兩個地方，一是達到毫米級的高精度，二是三維成像。海洋石油領域上，深入海底的樁柱、管線等很容易腐蝕，用上我們的技術(shù)可以看清毫米級的裂縫。通過給水下機器人安裝他們研發(fā)的系統(tǒng)設備，水下機器人經(jīng)過一系列的操作和分析，能看清毫米級的裂縫等，對樁柱、管線等水下結(jié)構(gòu)物的表面缺陷、腐蝕狀況檢測分析，以確保安全生產(chǎn)及降低成本。軍艦上有個裂縫的話是很可怕的事情，用上這個三維眼，能清晰呈現(xiàn)出潛在危險。還可廣泛用于港口碼頭、艦船外殼等表面的水下高精度視覺檢查、以排除及其他潛在威脅，在軍事及反恐領域具有重要的作用。

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海上油氣開采用有特殊要求的塑料管道海上開采石油和天然氣大量需要柔韌可曲撓、耐腐蝕、耐外壓又耐內(nèi)壓的管道。在海上油氣開采業(yè)這種管道被稱為‘可彎曲管FlexiblePipe'。通常采用多層復合管，由熱塑性塑料層、纖維或鋼絲增強耐內(nèi)壓層、鋼帶纏繞增強耐外壓層等組成。