科技日报记者 龙跃梅 通信员 乔明 梁胜
记者8月8日获悉，由中国港湾工程有限责任公司承建，中交第四航务工程局有限公司（如下简称中交四航局）卖力实行的沙特吉赞工业城海水冷却项目，顺遂完玉成长6600米、单管世界最年夜直径3.5米的高密度聚乙烯管道（如下简称HDPE管道）出运与安装事情，打破了团队此前创造的施工纪录，再次刷新了全世界海底管道安装新纪录。
作为“一带一起”设置装备摆设的主力军及排头兵，中交四航局自2007年进入沙特阿拉伯修建市场以来，深度介入到本地的口岸、公路、管道、市政等多个营业范畴，是沙特阿拉伯地域基础举措措施设置装备摆设的主要气力。2022年，中交四航局依附优良的诺言及雄厚的技能实力，负担起沙特吉赞工业城海水冷却项目的施工使命。
于红海海岸线上的管道预制场，一条条巨型HDPE管道悄然默默地摆列于园地之中，等候着被拖运入海的那一刻。“呲呲”的电火花声下，财产工人们正为直径3.5米、重达数十吨的管道举行焊接功课。
管道焊接，看似基础，倒是决议出运安装成败的要害一环。根据通例经验，往往采用电熔焊接工艺，经由过程电流加热焊接接头，使高密度聚乙烯融化交融，并设置内焊带及外焊带实现密封效果。然而，面临云云巨年夜的管道直径，表里焊带与管壁之间的拼装漏洞如同难以超越的鸿沟，管道密封质量难以获得保障。
为此，项目团队提出采用“自顺应电熔焊接环”技能，可以或许按照管道的现实尺寸与外形举行自顺应调解。团队于焊接环内部设置多个液压缸，按照预设的参数举行切确伸缩，撑起内焊带与管壁慎密贴合，实现完善的管道密封效果。
然而，新技能的运用并不是一路顺风。于高温、高负荷的实验情况下，焊接装备呈现液压油温度异样颠簸的问题，这直接影响液压缸的伸缩精度。同时，焊接时内环温渡过高，致使焊接环局部膨胀，焊接质量年夜打扣头。
面临挑战，项目团队连续优化自顺应电熔焊接环技能，引入高机能的液压体系及周详的传感器，对于液压缸的数据参数举行重复的校准；采用高强度、高耐热性的质料来建造焊接环，并增长增强筋及散热孔，有用消弭高温、高负荷下的倒霉影响，从而确保内焊带牢牢贴合管壁，将偏差节制于1毫米之内，切合密封质量要求。
“为进一步提高焊接效率，咱们还有引入了主动化挤压焊接工艺，于焊缝处形成流线型三角坡度，不仅提高焊接强度，还有晋升了水流势能，技能效率晋升30%以上。”项目相干卖力人王晓东说。
按照施工方案，项目HDPE管道分为S0至S9共10段，此中焦点施工内容的S2至S9段管道，需举行约3千米远、最洪流深13米的浮运安装。然而，红海海况繁杂、功课窗口短，柔性管道于浮运历程中极易受潮汐滋扰，姿态节制难度极高。
“传统‘浮托＋牵引’的出运方案合用在刚性布局管道，但高密度聚乙烯管道属在柔性材质，浮运时期管段姿态难以节制，沉放易激发局部变形。”项目相干卖力人许云飞注释道。
为完全解决管道出运难题，团队自立研发“长年夜柔性管道浮运导航与及时监控体系”，每一16节管道设置一组姿态传感器，及时传输管道位置数据，并经由过程集成体系计较，形成及时线型图象。操作职员按照图象反馈动态调解拖船的牵引角度及力度，确保管道始终连结最好航行状况，将管道于浮运历程中的扭曲、形变危害降低了90%以上。
然而，当管道顺遂“浮稳”后，怎样精准且安全地“沉放”又成为了新的技能难题。通例的水下安装方式，往往可经由过程船舶吊装、逐段下沉的方式完成。然而项目单次安装的管道最长段长度超500米，相称在将30节尺度型号的中兴号列车毗连于一路，传统吊装工艺显然难以适配。
“一次测试时管道沉患上太快，差点拉断焊接头。”王晓东于回放视频后发明问题地点。团队优化原有管节安装工艺，研发出“气囊共同捐躯吊带”的三级主动减速方案，用“气囊+保险丝”的布局模仿“多段刹车”效果，将管道下沉速率节制于每一秒0.3米内，总体下沉切确率高达99%，确保管道以险些完善的姿态轻快落位。
“如今项目已经完成所有管道的出运安装事情，管道直径较原纪录扩展16.7%，再次刷新了全世界海底柔性管道出运安装的新纪录。”王晓东说。
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