一、核心施工技術:智能焊接與精準建造的突破
1. 9% Ni 鋼智能焊接技術的革命性進展
全自動化焊接體系:蘭州理工大學團隊研發的智能焊接機器人已實現大型 LNG 儲罐內罐立縫焊接的全自動化轉型,在唐山 22 萬立方米儲罐項目中創造99.99% 一次合格率的世界紀錄,將焊接工期從 1 年壓縮至 3 個月。其核心在于融合主動視覺傳感檢測與被動視覺焊縫跟蹤系統,能實時適配施工現場的裝配誤差與電磁干擾環境。
超低溫焊接性能升級:針對極寒服役需求,中國石油海洋工程團隊開發專用焊接工藝,通過優化坡口設計與焊材匹配,結合超低溫 CTOD 斷裂韌性評價技術,確保 - 196℃工況下焊接接頭性能遠超國際標準,該技術已應用于亞馬爾極地 LNG 項目。
人機協同新范式:研發的曲面環縫焊接專用系統通過數字孿生模型實時調整參數,將電站鍋爐管道焊接從人工 "趴著焊" 轉變為機器人 "爬著焊",設備穩定運行超 100 天,效率提升 2-3 倍。
2. 巨型穹頂氣頂升技術的精準控制
智能化頂升系統:福建 LNG 接收站采用融合激光測距儀、壓力傳感器的自動控制系統,將 897 噸鋼制拱頂提升至 40.3 米高度,對接偏差控制在 60 毫米內(遠優于 200 毫米行業標準),頂升僅耗時 107 分鐘。
極端環境適配方案:青島 27 萬立方米儲罐項目首創 "外罐壁低溫混凝土內加熱外保溫工法",通過預埋套管注入熱干空氣,實現冬季連續施工,同時研發混凝土預埋抗風柱技術,消除高空鋼筋網片傾覆風險。
二、結構設計與模塊化創新:安全與效率的平衡
1. 超大型儲罐結構優化
"矮胖型" 設計主流化:青島 LNG 接收站采用的低重心設計使儲罐抗震力矩減少,內罐壁厚降低,同時縮短卸船時間,成為全球接收站首選方案。其 27 萬立方米儲罐主體建設僅耗時 18 個月,刷新行業紀錄。
高烈度區抗震突破:首創 "雙承臺 + 隔震" 結構體系與國產化隔震裝置,構建 "雙層罐體 + 基礎 + 樁土" 整體流固耦合模型,解決軟土地基建造難題,使地震高烈度區建罐成為可能。
2. 極地級模塊化建造技術
異地建造精度控制:基于三維軟件二次開發與余量動態補償技術,實現溫差 70℃環境下的栓接模塊異地預制,俄羅斯現場組裝一次合格率 100%,破解極地施工精度難題。
超長管線預制能力:建成國內最寬口徑(2″-72″)、最長長度(44m)的深冷管線生產線,開發專用吊裝技術,解決極地項目超長管線運輸與安裝難題。
復合保溫結構創新:建立基于冷損失控制的保溫層數學模型,研發適用于狹小空間的復合深冷保溫工藝,滿足 - 196℃深冷環境需求。
三、數字化技術矩陣:全生命周期的智能賦能
1. 設計階段的多維度數字化
多物理場仿真體系:采用 ABAQUS、ANSYS 進行結構優化,HYSYS 實現熱力學精準模擬,SP3D 三維協同設計可提前排查碰撞風險,設計效率提升 40% 以上。
參數化正向設計:通過三維模型直接導出施工圖紙與數據,青島項目據此優化 H 形鋼組對工裝,穹頂預制效率提升 30%。
2. 施工與運維的數字孿生應用
實時監控系統:在氣頂升、焊接等關鍵工序中嵌入數字孿生模塊,蘭州理工大學的焊接系統可通過深度學習算法實時調整工藝參數,十建公司的頂升系統實現氣壓、速度等數據的毫秒級響應調控。
全生命周期交付:數字化工具貫穿設計、施工全流程,為后期智慧運維奠定基礎,已在 16 省 30 余家企業的油氣輸運、風電塔筒等領域落地應用。
四、技術落地價值與行業影響
國產化突破:智能焊接、隔震裝置等 10 余項核心技術打破國外壟斷,蘭州理工大學團隊技術已穩居國內第一梯隊,極地模塊化技術確立國際領先地位。
經濟效益顯著:亞馬爾項目應用模塊化技術實現新增收入 15 億元,唐山儲罐項目焊接成本降低 60%,青島項目工期縮短 13 天。
安全與人文升級:自動化設備替代 90% 以上惡劣環境作業,從根源上降低焊工塵肺病等職業健康風險,體現技術的人文價值。
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