[发明专利]一种海洋平台用齿条切割工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种切割工艺，特别涉及一种海洋平台用齿条切割工艺。 

背景技术

随着海洋开发步伐的加快，海洋工程装备业的发展前景越来越广阔。在海洋工程装备产业中，海洋平台桩腿主旋管是自升式海洋钻井平台的关键部件，其结构如图1、2所示，主要包括中部的齿条1以及齿条1两侧的半圆形弦管2，产品具有承受载荷大、尺寸精度要求高、焊接难度大的特点，制造困难。 

目前国内在制造海洋平台桩腿主旋管时，大部分采用进口齿条，价格高、供货周期长，无法满足生产需要，也有部分采用自主加工，其方法采用在锯钻铣联合机床上利用锯带切割成型，该种方法的缺点是：切割时间长，效率低，也无法满足实际生产的需求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工效率高的海洋平台用齿条切割工艺。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种海洋平台用齿条切割工艺，其创新点在于所述工艺步骤为： 

a)  预热：采用厚度在110-210mm之间的高强度钢板为原料，水平放置到电炉内预热，使得钢板整体热透；预热温度100-200℃，保温时间4-8h；

b)  火焰切割：将热透的钢板放置到火焰切割平台上，调整割炬垂直度和火焰切割平台的水平度后，由多台气割机同步切割，切割出数道平行设置的齿条；切割速度140-230mm/min，割嘴焰芯至切割表面的距离15-25mm；

c)  冷却：切割完成后制得的齿条冷却至常温；

d)  齿条打磨后进行校正。

进一步的，所述步骤b）中，气割压力：丙烷气压力0.5-1MPa，切割氧气压力8-15 MPa，预热氧气压力5-10 MPa。 

进一步的，所述步骤c）中，齿条上铺石棉布进行缓冷至常温。 

本发明的优点在于：采用高强度钢板为原料，采用预热、切割的方式结合严格、精确的切割参数控制来进行火焰切割，且气割时采用多台气割机同步进行，切割效率大大高，产品一次合格率在99%以上，齿条的拱高达到25齿在2mm以内，整体垂直度小于1mm，质量符合技术规范要求，并被ABS船级社认可。 

附图说明

图1为海洋平台桩腿主旋管结构示意图。 

图2为海洋平台桩腿主旋管中齿条结构示意图。 

具体实施方式

海洋平台用齿条具体工艺步骤如下： 

选用厚度在110-210mm的高强度钢板为原料，钢板的屈服强度≥690MPa，抗拉强度770/930MP，夏比纵向冲击-40℃，≥34J，碳当量CE=0.7左右。

然后进行预热：在将钢板水平放置到电炉平台上，并在钢板与电炉平台之间做好支撑后进行预热，预热温度100-200℃，保温时间4-8h，加热过程保证钢板整体热透，并防止钢板局部温度过高。 

预热过程中，优选方案：厚度110-143mm的钢板预热温度100-200℃，保温时间4-6h，厚度144-177mm的钢板预热温度100-200℃，保温时间5-7h，厚度178-210mm的钢板预热温度100-200℃，保温时间6-8h。 

进行火焰切割：将热透的钢板放置到火焰切割平台上，调整割炬垂直度和火焰切割平台的水平度后，由多台气割机同步切割，切割出数道平行设置的齿条。切割参数为：切割速度140-230mm/min，割嘴焰芯至切割表面的距离15-25mm；气割压力：丙烷气压力0.5-1MPa，切割氧气压力8-15 MPa，预热氧气压力5-10 MPa。 

火焰切割过程中，优选方案：厚度110-143mm的钢板切割速度190-230 mm/min，厚度144-177mm的钢板切割速度165-190 mm/min，厚度144-177mm的钢板切割速度140-160 mm/min。 

冷却：切割完成后制得的齿条冷却至常温，为防止冷却速度过快造成裂纹，优选方案是：齿条上铺石棉布进行缓冷至常温。 

齿条打磨后进行校正，打磨位置主要在切割割缝处，主要是齿部区域，含齿面、齿顶、齿根，一般往往在钢板厚度的上1/4和下1/4位置，打磨方式为手工。并对齿条进行几何尺寸、UT、MT探伤等常规检查，这里不再赘述。