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平臺升降系統產業化:ZPMC破解海工業關鍵密碼

   2015-11-12 船海裝備網5540
核心提示:  9月14日的蘇通大橋上,如尋常般忙碌。穿梭來去的車輛,見證了大橋下又一艘石油鉆井平臺冉冉升起。  這艘被命名為振海2號的
  9月14日的蘇通大橋上,如尋常般忙碌。穿梭來去的車輛,見證了大橋下又一艘石油鉆井平臺“冉冉”升起。
  這艘被命名為“振海2號”的400英尺石油鉆井平臺,是振華重工制造的第二艘平臺,在經歷了全抬升測試后,即將完成全部試驗。
  鉆井平臺的配套件尤其是核心部分,從前國內平臺制造廠家只能依賴進口。“海洋石油981號”總造價60億元,其中近40億的設備為國外進口,這其中包括升降系統、鉆井包等核心裝備。
  與國內其他公司生產的平臺不同,振華重工不僅造“殼” ,還注重造“芯” 。在多個平臺配套件上邁開了國產化步伐,這其中包括平臺升降系統、滑移機構和電控系統等。
  升降系統主要包括升降單元、鎖緊系統和樁腿,這些是自升式平臺的核心部件。樁腿一方面起到支撐作用,另一方面也是平臺升降時的軌道,升降單元則提供上下運動的動力,鎖緊系統提供平臺到達指定高度后的鎖定“握力” 。
  作為升降系統技術含量最高的部件,升降單元的設計和制造尤其復雜。
  原型試驗贏得進軍世界通行證
  2012年1月29日,正月初七,新年開工第一天,人們還徜徉在節日的喜氣中。
  美國船級社的驗船師趙宏權,前一天還在海南度假,今天就“直飛”到了振華重工南通傳動的試驗現場。在這里,國內制造平臺升降單元將首次進行美國船級社認證的原型試驗。試驗進行得十分順利,讓趙宏權和在場的振華重工工程師們格外開心。
  陳貽平是振華重工南通傳動負責現場工藝和技術的副總經理,雖然他自認為心里很有底,但等試驗完全完成,機器停止了轉動,他才長吁了一口氣。
  試驗方案是經船級社認可的,試驗的儀表都經過了確認,試驗程序要求定時截屏,試驗全程由專人錄像。“雖然對設計和制造都有把握,但是這關鍵的大考順利過關,才說明振華重工的平臺升降單元具有了進軍海洋的通行證。 ”陳貽平表示。
  原型試驗通過模擬惡劣工況下的長時間運轉,然后分拆檢測部件的可靠性,來判斷產品的性能,它是海工產品走向市場的必經之路。
  次日的拆檢,依然沒有發現任何異常。趙宏權豎起了大拇指:“你們將拿到美國船級社在中國大陸地區第一張平臺升降單元的原型試驗證書。”
  一同在場見證的,還有來自中國交建旗下美國F&G公司的工程師阿爾弗雷德,在他近乎苛刻的全程緊盯“掃描”下,升降單元的試驗和探傷檢測全部過關。
  2010年,中國交建以高出對手25 %的溢價收購了這家有著60多年平臺設計經驗公司的全部股權。完成收購幾個月后,振華重工就與F&G簽訂了合作協議,為正在獨立研制的平臺升降單元帶來了攜手“巨人”的機遇。
  此后雙方合作也非常順利,自2011年開始, F&G憑借一流的平臺設計方案, 100多個海上作業平臺的設計經驗,給振華重工帶來了專家級的指導和交流。正如當年F&G公司總裁所分析的,F&G和振華重工的“聯姻” ,設計和制造的有機互補是重要原因。
  強強聯手,進一步激發了振華重工潛在的制造優勢, F&G先后將18個自升式石油平臺的升降單元訂單交給了振華重工,讓振華重工的海工配套產品走向了世界。
  在過去的4年多時間里,振華重工為全球70 %新開工的自升式平臺提供了近2000套升降單元,包括美國、新加坡、阿聯酋及國內用戶。振華人的不懈努力,換來了行業市場的認同。
  制造升級破解批量生產難題
  三年多的時間,生產2000多套升降單元。說起當初批量生產的曲折,南通傳動副總經理汪南感慨萬千。
  南通傳動作為具有多年機械制造經驗的配套件生產基地,一直承擔著振華重工核心配套件齒輪箱等制造和海工新產品試制任務。制造優勢在國內首屈一指,然而,制造如此大量的升降單元不是輕而易舉的事情。
  “試制中的成功,并不能代表批量生產完全沒有問題。 ”汪南說道。多年的新品試制經驗,讓振華人始終保持著清醒。果然,后面的發展應驗了這番話。
  “升降單元行星減速器部分,行星架有五個均布的孔。當時用普通鏜床加工,效率很低,生產進度跟不上。 ”升降系統生產主管王宣仲還記得當時的窘迫。按照計劃,當時一個月需要完成一個平臺升降單元,也就是54臺抬升減速箱的生產任務,平均下來每天至少得完成兩臺。
  “其實,效率是一個方面,普通鏜床的精度也無法保證。 ”項目組對加工方法進行了研究,決定采用數控鏜床加工,但是現有的刀具無法滿足要求,只能上專用防震刀具。為此,項目組又對現有市場上的刀具進行細致研究。
  在一步步的研究下,終于一天可以加工3至4個行星架,一個瓶頸被打破。但另一個瓶頸很快又暴露了出來,這次是卡殼在抬升大齒輪爬齒花鍵加工上。不過有了經驗,項目部駕輕就熟。
  類似的加工創新還有很多,如行星架聯板加工中采用成型刀具,七齒大齒輪改鉆排加工為鋸削加工,等等。
  設計推動了制造升級,一批創新的制造工藝方案應運而生。在升降單元、鎖緊系統、平臺齒條樁腿零部件加工和后期裝配中,為實現市場化創新的工裝和工藝方案,先后獲得多項實用新型專利和發明專利。張洋是南通傳動的一名工藝工程師, 5月,他參與的《海洋平臺抬升減速器軸承間隙調整方法》順利獲得了國家知識產權局的發明專利證書。而在此前幾天,由張建國等一線工程師研發的《一種海洋工程用減速箱箱體用組合定位工裝》也順利獲批為實用新型專利技術。多年的制造和裝配工藝研究,讓這群年輕的海工一線工程師迅速成長起來。
  在大型自升式平臺升降系統關鍵技術研發與應用項目中,振華重工已擁有7項發明專利、 17項實用新型專利、 10多篇相關專業論文。
  鉆石品質從暴風試驗到破壞性試驗
  要突破國際壟斷,需要經過不懈的努力。其中,對產品品質的檢驗尤為重要。
  2013年7月,設計額定載荷385 . 5噸的升降單元迎來了又一場考驗。在美國船級社驗船師和F&G用戶的見證下,升降單元測試暴風極限載荷——646噸抬升力。試驗結果讓人信服,升降單元毫發未損,此后的探傷檢測全部正常。
  南通傳動的升降單元、樁腿、鎖緊系統和500噸拉力試驗場位于分公司東南角。在這里,每一批錨機、鎖緊系統等都經歷過嚴格的出廠試驗。
  “我們在出廠檢測方面的投入是一般小企業無法比擬的,很多產品的測試都能模擬現場工況,確保配套件裝到船只上就能投入使用。 ”談及產品品質,南通傳動質量監督部經理王學禮非常自信。
  2014年2月18日,美國諾布爾鉆井公司亞洲部項目經理丹尼斯在新加坡裕廊船廠工程師的帶領下,來到了南通傳動。這次用戶要求對額定載荷385 . 5噸的升降單元進行破壞性試驗。
  從生產現場隨機抽取的樣機裝上了試驗臺。驗船師、設計工程師、質檢員、 F&G技術人員、公司領導都來到現場,大家的目光注視著屏幕上跳動的示數。
  646噸、 816噸、 1000噸、 1200噸、 1335噸……紀錄一次次被刷新,升降系統和樁腿的耦合仍然那么有效而穩定。破壞性試驗最終也沒破壞到升降單元,其后的探傷檢測表明,所有零件無一異常。
  要想成為真正的海工巨人,就得擁有核心競爭力,解決核心配套件問題。振華重工通過學習、提升、融合、創新,正逐步破解著通向海工強國的密碼。從升降系統、重型錨機到鋪管船張緊器、動力定位系統等,振華重工正努力開啟著海工“中國智造”的新時代。振華重工海工核心配套件的發展之路,帶來的不僅僅是豐厚的利潤,更多的是啟迪和引領。
 
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