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Dokumentenidentifikation DE60303145T2 21.09.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001539417
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES TEILSTÜCKS AUS EINEM STÜTZSTREBENGLIED EINER HOCHSEE-ÖLBOHRPLATTFORM
Anmelder Technip France, Courbevoie, FR
Erfinder PRIMOT, Louis, F-44500 La Baule, FR;
THOMAS, Pierre-Armand, F-92800 Puteaux, FR
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Aktenzeichen 60303145
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 11.06.2003
EP-Aktenzeichen 037627015
WO-Anmeldetag 11.06.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/FR03/01750
WO-Veröffentlichungsnummer 2004004959
WO-Veröffentlichungsdatum 15.01.2004
EP-Offenlegungsdatum 15.06.2005
EP date of grant 04.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.09.2006
IPC-Hauptklasse B23K 9/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glieds einer Stützstrebe einer Hochseebohr- bzw. -förderplattform.

Die Erdölplattformen und insbesondere die selbsthebenden Plattformen besitzen Streben bzw. Pfeiler, die sich auf dem Meeresboden abstützen, und einen Rumpf, der längs der Pfeiler verstellbar und in der Höhe einstellbar angebracht ist.

Die Anordnung der Plattform wird schwimmend bis zum Ort der Bohrung oder Förderung gebracht, und die Streben werden bis zum Kontakt mit dem Meeresboden abgesenkt, dann wird der Rumpf, indem er sich auf den Streben abstützt, über den Meeresspiegel bis auf eine Höhe hochgezogen, die ihn außerhalb der Reichweite der höchsten Wellen bringt.

Jede Strebe besteht aus vertikalen Gliedern, zum Beispiel in einer Anzahl von drei, welche unter sich durch ein Fachwerk aus metallischen Trägern bzw. Stäben verbunden sind.

Jedes Glied besteht aus Teilstücken, die aneinander geschweißt sind und jedes einerseits aus einer rechteckigen Hauptplatte und andererseits aus halbzylindrischen Versteifungen in Gestalt einer Halbkokille gebildet sind, von denen jede auf eine der Hauptseiten dieser Platte aufgeschweißt ist.

Im Allgemeinen weist jedes Teilstück eine Länge auf, die zwischen 12 und 35 Meter beträgt.

Die Hauptplatten besitzen an ihren Längsrändern Zähne, welche auf einem Abschnitt der Länge der Teilstücke diametral gegenüber liegende Zahnstangen bilden, die zur Zusammenwirkung mit Abtriebszahnritzeln von Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, welche auf dem Rumpf der Plattform angebracht sind.

Jede Versteifung, die auf eine der Hauptseiten der rechtwinkligen Platten geschweißt ist, weist eine Länge auf, welche geringer als die Länge einer Platte, um an jedem Ende der Platte einen Freiraum zum Zusammenschweißen der Teilstücke beim Zusammenbau des Glieds zu schaffen.

Zur Sicherstellung der Durchgängigkeit bzw. Fortsetzung der Versteifungen wird ein Verbindungsstück in Gestalt einer Halbkokille und mit einem zum Profil der Versteifungen korrespondierenden Profil auf der Höhe eines jeden Freiraums und in der Verlängerung der Versteifungen nach dem Zusammenschweißen der Teilstücke des Glieds angeordnet.

Diese Anordnung gestattet ein Aneinandersetzen und direktes Verschweißen an dem Bauplatz der Teilstücke des Glieds, welche am Herstellungsort vorgefertigt worden sind.

Ein Verfahren zum Herstellen zum Herstellen von Gliedern, und insbesondere ein Verfahren zum Anschweißen der Versteifungen auf den Hauptplatten der Glieder ist in dem Dokument FR-2.719.611 beschrieben.

Die Glieder, welche den Rumpf der Plattform tragen, sind hohen Beanspruchungen ausgesetzt, und die Schweißnähte, insbesondere die der Versteifungen auf den Hauptplatten, werden ebenfalls erheblich beansprucht.

Die Erfindung zielt darauf, ein Verfahren zum Herstellen vorzuschlagen, welches es ermöglicht, die Widerstandsfähigkeit der Längsverschweißungen gegenüber der Beanspruchung und der Korrosionsbeanspruchung bei geringeren Kosten zu verbessern.

Zu diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Teilstücks eines Glieds einer Stützstrebe einer Hochseebohr- bzw. -förderplattform, wobei das Glied eine Hauptplatte, welche zumindest an einem Längsrand mit Zähnen (14) versehen ist, die eine Zahnstange bilden, und zumindest eine Versteifung von halbzylindrischer Form aufweist, die auf einer Hauptseite der Hauptplatte an zwei Längsrändern entlang aufgeschweißt ist, wobei die Versteifung und die Platte einen Kanal bilden,

und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren, angewandt auf zumindest einen Abschnitt der Länge des Glieds, die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

  • a) Maschinelles Bearbeiten eines jeden Längsrands der Versteifung zum Anbringen einer Lippe längs des Längsrands zur Auflage auf der Hauptseite der Hauptplatte, wobei dem Längsrand folgend eine äußere Fase auf der dem Kanal gegenüber liegenden Seite vorgesehen wird;
  • b) Aufbringen einer Sohle der Auflagelippe auf der Hauptfläche der Platte;
  • c) Erwärmen der Auflagelippe zum Sicherstellen ihres Verschweißens mit der Platte und Bilden einer Unter- bzw. Sockelschweißnaht; und
  • d) Bilden einer Schweißraupe bzw. -naht durch Werkstoffzusatz von der Außenseite des Kanals her in den abgegrenzten Raum zwischen der Sockelschweißnaht, der äußeren Fase und der Hauptfläche der Hauptplatte.

Gemäß besonderen Ausführungsformen weist das Verfahren das eine oder mehrere der folgenden Merkmale auf:

  • – Die Wärmezufuhr zum Einleiten der Erwärmung der Auflagelippe wird hinsichtlich ihres Verschweißens mit der Platte vom Inneren des Kanals her sichergestellt.
  • – Die Erwärmung der Auflagelippe erfolgt zum Sicherstellen ihres Verschweißens mit der Platte ohne Werkstoffzusatz.
  • – Die Erwärmung der Auflagelippe erfolgt zum Sicherstellen ihres Verschweißens mit der Platte durch ein Lichtbogenschweißverfahren unter Schutzgas mit hitzebeständiger Elektrode.
  • – Es weist, angewandt auf zumindest einen Abschnitt der Länge des Glieds, einen folgenden Verfahrensschritt auf: Maschinelles Bearbeiten eines jeden Längsrands der Versteifung zum Anbringen einer inneren Fase auf diesem Rand der Seite der Auflagelippe, die zum Kanal weist.
  • – Die von der Außenseite des Kanals her gebildete Schweißraupe füllt den zwischen der Hauptfläche, der äußeren Fase und der Auflagelippe abgegrenzten Raum vollständig aus.
  • – Die Auflagelippe wird in der Hälfte der Dicke der Versteifung angeordnet, die auf der Seite des inneren Kanals liegt.
  • – Der Abstand, welcher die von der Seite des Kanals gebildete innere Seitenfläche der Versteifung von der Auflagelippe trennt, liegt im Bereich zwischen 20 und 40% der Dicke der Versteifung.
  • – Die Auflagelippe weist einen seitlichen inneren Vorsprung zur Seite des Kanals hin neben ihrer Sohle auf.
  • – Die minimale Höhe des Vorsprungs beträgt zwischen 0 und 8mm.
  • – Zwischen dem Vorsprung und der inneren Fase ist bzw. wird ein Hohlprofil bzw. Hohlquerschnitt gebildet.
  • – Die Höhe der Auflagelippe, gemessen zur Basis der äußeren Fase beträgt zwischen 6 und 12mm.
  • – Die Breite der Sohle beträgt zwischen 2 und 15mm.

Die Erfindung wird durch die Lektüre der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, welche nur beispielhaft angegeben und mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erstellt ist, von denen:

1 eine schematische Aufrissansicht einer Erdölplattform ist, zum Beispiel selbsthebend;

2 eine schematische Perspektivansicht eines Teilstücks eines Glieds einer Stützstrebe ist, die durch das Verfahren der Erfindung hergestellt ist;

3 eine auseinandergezogene Schnittansicht einer Hauptplatte und von zwei Versteifungen vor Zusammenbau dieser Elemente ist;

4 eine schematische Schnittansicht im größeren Maßstab ist, welche einen Verbindungsbereich zwischen einer Hauptplatte und einer Versteifung vor dem Verschweißen zeigt;

5 eine schematische Schnittansicht der Hauptplatte und der Versteifungen ist, welche vor ihrem Verschweißen zusammengehalten werden;

6 und 7 schematische Schnittansichten in vergrößertem Maßstab des Verbindungsbereichs zwischen einer Hauptplatte und Versteifung bei ihrer anfänglichen Phase des Verschweißens sind; und

8 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab ist, welche einen Verbindungsbereich zwischen einer rechtwinkligen Platte und einer Versteifung nach Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt.

In 1 ist eine selbsthebende Erdölplattform in schematischer Weise mit einem Rumpf 1 dargestellt, welcher auf vertikalen Streben bzw. Pfeilern 2 verstellbar aufgebracht ist, die zur Abstützung auf dem Meeresboden 3 vorgesehen sind, wenn sich die Plattform an ihrer Bohrposition oder Förderstelle befindet.

Jede der Streben 2 weist in dem vorliegenden Fall einen dreieckigen Querschnitt auf und ist aus drei vertikalen und parallelen Gliedern 10 gebildet, welche unter sich durch ein Fachwerk aus metallischen Trägern bzw. Stäben 4 verbunden sind.

Jede Strebe 2 ist an ihrem unteren Abschnitt durch einen Fuß 5 abgeschlossen.

Die Plattform ist weiterhin auf der Höhe einer jeden Strebe 2 mit einer Antriebs- und Aufhängungsvorrichtung 6 des Rumpfes in Bezug auf die Streben 2 ausgerüstet.

Antriebsvorrichtungen ermöglichen es, die Streben 2 bis zum Kontakt mit dem Meeresboden abzusenken, dann den Rumpf 1 unter Abstützung auf den Streben über das Meer bis auf eine Höhe anzuheben, in welcher diese sich außerhalb der Reichweite der höchsten Wellen befindet.

Jedes Glied 10 der Streben besteht aus mehreren Teilstücken 11 von großer Länge in der Größenordnung von 12 bis 35 Meter. Ein solches Teilstück ist in der 2 dargestellt.

Jedes Teilstück 11 ist aus einer rechtwinkligen Hauptplatte 12 und aus zwei Versteifungen 13 in Gestalt einer Halbkokille gebildet, von denen jede auf einer Hauptseite 12A der rechtwinkligen Platte 12 aufgeschweißt ist.

Die Seitenränder der rechtwinkligen Platte 12 weisen Zähne 14 zur Ausbildung von zwei diametral gegenüber liegenden Zahnstangen auf dem Glied 10 auf, welche zur Zusammenwirkung mit nicht dargestellten Abtriebszahnritzeln von Antriebsvorrichtungen 6 vorgesehen sind.

Die Hauptplatte 12 besitzt eine Dicke im Bereich zwischen 120 mm und 220 mm.

Es wird nun Bezug auf 3 und die folgenden genommen und der Zusammenbau eines Teilstücks 11 eines Glieds 10 durch das Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben.

Die Versteifungen 13 weisen eine halbzylindrische Form auf und bilden genauer gesagt eine Gestalt eines Halbzylinders in der betrachteten Ausführungsform. Jede Versteifung 13 besitzt eine Dicke e, die zwischen 40 mm und 120 mm beträgt.

Die Versteifungen 13 sind auf der Hauptplatte 12 entlang ihrer Längsränder 16 aufgeschweißt, welche sich zueinander parallel erstrecken.

Ein Kanal 17 ist zwischen der Platte 12 und jeder Versteifung 13 gebildet.

Wie in 4 illustriert ist, sind die Längsränder 16 der Versteifungen durch Bearbeitung vorbereitet, um ein für die Verschweißung angepasstes Profil aufzuweisen.

Insbesondere ist jeder Längsrand 16 so bearbeitet, dass er eine Auflagelippe 18 auf einer Hauptseite 12A der Platte besitzt. Eine äußere Fase 20 ist auf dem Rand 16 der dem Kanal 17 gegenüber liegenden Seite zwischen der Lippe 18 und der äußeren Oberfläche 13B der Versteifung angeordnet.

Die Lippe 18 erstreckt sich vorteilhaft längs der gesamten Länge des Rands 16. Diese Lippe 18 bildet eine ebene Auflagesohle 22 auf der Hauptseite 12A der Platte. Diese Sohle ist so bearbeitet, dass sie bei dem Zusammenbau der Versteifung und der Platte in präziser Weise eben auf der Hauptseite 12A aufliegt.

Die Auflagelippe 18 ist vorteilhafterweise in der Hälfte der Dicke e der Versteifung 13 angeordnet, welche sich auf der inneren Seitenfläche dieser Versteifung befindet.

Genauer gesagt und wie in der 4 illustriert ist, liegt der Abstand d, welcher die allgemeine innere Oberfläche 13A der Versteifung von der Auflagelippe 18 trennt, in einem Bereich zwischen 0 und 50% der Dicke e der Versteifung 13.

Vorzugsweise liegt dieser Abstand d zwischen 20 und 40% der Dicke e der Versteifung 13 und ist vorzugsweise im Wesentlichen gleich dem Drittel dieser Dicke.

Der Versatz der Auflagelippe 18 in der Verlängerung der Dicke der Versteifung 13 im Abstand von der inneren Seitenfläche 13A wird durch das Vorhandensein einer Fase 24 erreicht, die längs des Rands 13 der Seite des Kanals 17 eingebracht ist. Diese innere Fase 24 ist im Allgemeinen geradlinig und bildet mit der Sohle 18 oder der Hauptfläche 12A einen Winkel &agr; im Bereich zwischen 40° und 70° und vorzugsweise im Wesentlichen gleich 55°. Von der Außenseite bildet die in den Rand 16 eingebrachte Fase 20 mit der Sohle 22 oder der Hauptfläche 12A der Platte einen Winkel &bgr; im Bereich zwischen 20° und 40° und vorzugsweise im Wesentlichen gleich 30°.

Die Auflagelippe 18 ist, global gesehen, aufrecht im Konvergenzpunkt 0 der beiden Fasen 20 und 24 angeordnet. Sie steht in Bezug auf diese Fasen längs der Richtung der Krümmungslinie ϕ der Versteifung 13 hervor, die durch den Punkt 0 verläuft.

Genauer gesagt, weist die Auflagelippe 18 im Querschnitt der Seite der äußeren Fasc 20 eine äußere Stirnseite 26 auf, die sich im Allgemeinen senkrecht zur Sohle 22 erstreckt und ein Ende dieser mit der Fase 20 verbindet. Die Höhe h der Stirnseite 26 liegt im Bereich zwischen 6 und 12 mm.

Von der Seite des Kanals 17 schließt sich die Auflagelippe 18 tangential an die Fase 24 in einem Verbindungspunkt A an. Die Sohle 22 verlängert sich jenseits der Projektion des Punkts auf der Sohle 22 oder der Hauptfläche 12A, um einen seitlichen inneren Vorsprung 28 zu bilden.

Die minimale, mit T bezeichnete Höhe dieses seitlichen inneren Vorsprungs 28 liegt zwischen 0 und 8 mm. Dieser Vorsprung ist mit der Fase 24 über ein konkaves Teilstück 30 verbunden, welches einen Kanal mit einem halbkreisförmigen Querschnitt bildet.

Das Vorhandensein des seitlichen inneren Vorsprungs 28 stellt einen Versatz der Sohle 22 von der Seite des Kanals 17 in Bezug auf die Krümmungslinie ϕ der Versteifung sicher.

Insbesondere weist die Lippe 18 im Querschnitt im Allgemeinen eine Form auf, die sich zur Sohle 22 der Seite des inneren Kanals 17 hin fortschreitend ausweitet.

Die Breite l der Sohle 22 liegt zwischen 2 und 15 mm. Diese Breite zergliedert sich in eine Breite t, die zu dem Abstand korrespondiert, welcher die Stirnseite 26 vom Schnittpunkt der inneren Fase 24 der Sohle 22 trennt, und in eine Breite P, die zu dem Abstand korrespondiert, der Schnittpunkt der inneren Fase 24 und der Sohle 22 von dem inneren Ende der Sohle trennt.

Die Breite t liegt vorzugsweise zwischen 2 und 5 mm, während die Breite P zwischen 0 und 10 mm beträgt.

Zum Verfahrend des eigentlichen Verbindens eines Rands 16 der Versteifung und der Platte 12 werden die Versteifungen zuerst auf die beiden gegenüber liegenden Hauptflächen 12A der Hauptplatte 12 aufgebracht. Sie werden durch temporäre Flansche bzw. Spannvorrichtungen 40 zum Fixieren der Versteifungen 13 längs der Hauptseiten der Platte 12 in Position gehalten. Diese Flansche bestehen aus Profilen, welchen im Allgemeinen die Gestalt einer Gabel bilden. Diese Flansche werden in regelmäßigen Abständen längs der Länge des Teilstücks des Glieds angeordnet, wobei sie voneinander in einem Abstand angeordnet sind, der zwischen 3 und 5 Meter beträgt.

Diese Flansche sind so dimensioniert, dass das Bodenteilstück, das mit 42 bezeichnet ist, und die mit 44 bezeichneten Seitenteilstücke jeweils auf dem Medianabschnitt jeder Versteifung und auf den Flanken in unmittelbarer Nachbarschaft der Ränder 16 vor dem Verschweißen aufliegen. Jeder Flansch weist seitlich geeignete Laschen 46 zur Abstützung auf den Rändern der Hauptplatte 12 in dem Bereich auf, in welchem die Zähne 14 angeformt sind. Schraubbolzen 48 stehen mit korrespondierenden Bohrungen der Laschen 46 in Eingriff und stellen eine Verbindung der beiden Flansche sicher, die jeweils auf einer Seite der Platte 12 angeordnet sind. Die Schäfte der Schraubbolzen erstrecken sich zwischen den Zähnen 14.

Die Verbindung der Flansche durch die zwischen den Zähnen 14 in Eingriff stehenden Schraubbolzen stellt eine Fixierung der Versteifungen 13 in Position vor ihrem Verschweißen sicher.

Der Rand 16 jeder Versteifung wird zuerst ohne Zusatzwerkstoff durch Erwärmung der Auflagelippe 18 und der Hauptfläche 12A verbunden mit der Platte vom Inneren des Kanals 16 her verschweißt. Diese Erwärmung und diese Verschmelzung der Auflagelippe wird zum Beispiel durch Schweißung mittels TIG, Plasma und ihre Varianten ausgeführt, das heißt, durch Lichtbogenschweißung unter Schutzgas mit hitzebeständiger Elektrode und ohne Zusatzwerkstoff.

Zu diesem Zweck wird, gemäß einer in 6 illustrierten ersten Ausführungsform der Erfindung, das zu schweißende Teilstück des Glieds so angeordnet, dass sich die Winkelhalbierende des allgemeinen Winkels, der zwischen der Hauptoberfläche 12A und der Fase 24 gebildet ist, im Wesentlichen vertikal erstreckt.

Ein Wagen 60 mit Eigenantrieb, der mit einer Beobachtungskamera und Führungsmitteln ausgerüstet ist, wird in den Kanal 17 eingebracht. Der Wagen 60 weist Geschiebe 64 zur Auflage auf der seitlichen inneren Fläche 13A der Versteifung und auf der Hauptoberfläche 12A der Platte auf.

Der Wagen trägt außerdem eine hitzebeständige Schweißelektrode 66, die mit einem Rohr 68 zur Leitung eines inerten Gases umgeben ist, wie beispielsweise die Mischungen von Schweißgas (Argon oder Helium). Die Elektrode 66 ist in einem Abstand zur Auflagelippe 18 in der Weise gehalten, dass ein elektrischer Lichtbogen 70 zwischen einem Teil der Elektrode und dem durch die Auflagelippe 18 und die Platte 12 gebildeten Winkel entsteht, wobei eine Potenzialdifferenz zwischen dem zu schweißenden Teilstück des Glieds und der Elektrode 66 aufgebracht wird.

Vorzugsweise wird der Lichtbogen in unmittelbarer Nachbarschaft der Kreuzung der Hauptoberfläche 12A und der Auflagelippe 18 ausgebildet, wobei dieser Bereich durch den Pfeil F in der 4 gekennzeichnet ist.

Der Temperaturanstieg der Auflagelippe 18 führt zur Verschmelzung des diese bildenden Metalls, zumindest in dem Abschnitt des seitlichen inneren Vorsprungs 28 derselben sowie des neben der Fläche 12A liegenden Abschnitts.

Auf diese Weise spielt die Lippe 18 die Rolle des Zusatzwerkstoffs und gestattet es unter der Einwirkung von Wärme, eine ausreichende Durchdringung zwischen der Versteifung 13 und der Platte 12 in dem Bereich der Auflagelippe zu erzielen.

Das Schweißen ohne Zusatzwerkstoff vom Inneren des Kanals 17 her erfolgt längs der gesamten Länge der Auflagelippe 18, und insbesondere längs der gesamten Länge der Versteifung 13, denn die Auflagelippe erstreckt sich längs ihrer gesamten Länge.

In der in 7 illustrierten Variante der Ausführung ist das Glied so positioniert, dass sich die Platte 12 mit ihrer Hauptseite 12A im Allgemeinen horizontal erstreckt. Der Wagen 60 mit Eigenantrieb rollt auf dieser Oberfläche dank Rollen 72 und positioniert sich in Bezug auf die Versteifung 13 über ein seitliches Auflagegeschiebe 74. In dieser Ausführungsform verschiebt der Wagen mit Eigenantrieb ebenfalls die Elektrode 66 längs der Länge der Auflagelippe 18, um einen Lichtbogen 70 auszubilden, welcher die Verschmelzung des inneren Abschnitts der Auflagelippe 18 sicherstellt.

Es ist bei den beiden Varianten der Ausführungsformen des Verfahrens festzustellen, dass es der seitliche innere Vorsprung 28, der mit der anfänglichen Krümmung des konkaven Profils 30 in Verbindung steht, ermöglicht, eine Verschweißung 78 zu erzielen, welche eine Verbindung der Hauptfläche 12A und der Fase 24 mit einem äußeren gekrümmten Profil gewährleistet, das im Allgemeinen tangential einerseits mit der Fase 24 und andererseits mit der Hauptfläche 12A verbunden ist.

Nach dem inneren Verschweißen ohne Zusatzwerkstoff werden die Flansche 40 zur Fixierung entfernt, und der zwischen der Auflagefläche 12A und der äußeren Fase 20 gebildete Raum wird mit einer äußeren Schweißnaht bzw. -raupe 80 gefüllt, wie in 8 dargestellt ist. Die Schweißung 78 dient zur Anlage der ersten Durchgänge der äußeren Schweißung.

Diese Schweißnaht wird durch automatisches Verschweißen unter Flussmittel gemäß einem an sich bekannten Verfahren erzielt.

Der Zusatzwerkstoff zur Herstellung der Schweißnaht 80 ist so beschaffen, dass die Naht 80 den zwischen der Hauptoberfläche 12A und der äußeren Fase 20 gebildeten Raum vollständig und exakt ausfüllt, wobei sich die freie Oberfläche 82 der Schweißung in der Verlängerung der allgemeinen äußeren Oberfläche 13B der Versteifung erstreckt.

Bei der Ausführung der äußeren Schweißnaht 80 wird der äußere Abschnitt der Auflagelippe auf Grund seiner Erwärmung verschmolzen und ist somit mit der Platte 12 verschweißt, wie die 8 illustriert.

Die Position der Auflagelippe 18 längs der Dicke der Versteifung wird auf Grund von Beanspruchungsberechnung vor der Anwendung zum Schweißen festgelegt. Ausgehend von diesen Beanspruchungen wird die Breite der Schweißnaht 80 festgelegt, und die Position der Auflagelippe wird dergestalt definiert, dass die Breite der Schweißnaht 80 gleich der Breite der notwendigen Schweißung zur Erlangung der erstrebten mechanischen Eigenschaften ist.

Es ist verständlich, dass mit einem solchen Schweißverfahren die Schweißung einen hohen Beanspruchungswiderstand aufweist. Außerdem ist die Durchführung des Schweißverfahrens relativ leicht, da im Inneren des Kanals 17 kein Schweißen mit Zusatzwerkstoff erfolgt, und nur ein Zusatzwerkstoff von außen verwendet wird.

Ein Schweißen ohne Zusatzwerkstoff, das vom Inneren des Kanals 17 her erfolgt, ist dank des Vorhandenseins der Auflagelippe 18 ermöglicht.

In einer Variante zur Sicherstellung der Schweißung ohne inneren Zusatzwerkstoff bewegt sich der Wagen 60 mit Eigenantrieb entlang der Länge des zu schweißenden Teilstücks nicht im Inneren des durch die Versteifung begrenzten Raums, sondern im Gegensatz dazu an der Außenseite des Raums 17 längs der Länge des Teilstücks. Die Elektrode 66, welche das Schweißen sicherstellt, ist am Ende eines Arms angebracht, der mit dem Wagen mit Eigenantrieb verbunden ist, und greift in den Raum 17 von einem offenen Ende desselben ein.

Das Schweißverfahren kann in allen Positionen durchgeführt werden, und insbesondere mit dem in vertikaler Weise angeordneten ausgeführten Schweißen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Herstellen eines Teilstücks (11) eines Glieds (10) einer Stützstrebe (2) einer Hochseebohr- bzw. -förderplattform, wobei das Glied (10) eine Hauptplatte (12), welche zumindest an einem Längsrand mit Zähnen (14) versehen ist, die eine Zahnstange bilden, und zumindest eine Versteifung von halbzylindrischer Form aufweist, die auf einer Hauptseite (12A) der Hauptplatte (12) an zwei Längsrändern (16) entlang aufgeschweißt ist, wobei die Versteifung (13) und die Platte (12) einen Kanal (17) bilden,

    dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren, angewandt auf zumindest einen Abschnitt der Länge des Glieds (10), die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

    a) Maschinelles Bearbeiten eines jeden Längsrands (16) der Versteifung (13) zum Anbringen einer Lippe (18) längs des Längsrands (16) zur Auflage auf der Hauptseite (12A) der Hauptplatte (12), wobei dem Längsrand (16) folgend eine äußere Fase (20) auf der dem Kanal (17) gegenüber liegenden Seite vorgesehen wird;

    b) Aufbringen einer Sohle (22) der Auflagelippe (18) auf der Hauptfläche (12A) der Platte (12);

    c) Erwärmen der Auflagelippe (18) zum Sicherstellen ihres Verschweißens mit der Platte (12) und Bilden einer Unter- bzw. Sockelschweißnaht (78); und

    d) Bilden einer Schweißraupe (80) durch Werkstoffzusatz von der Außenseite des Kanals (17) her in den abgegrenzten Raum zwischen der Sockelschweißnaht (78), der äußeren Fase (20) und der Hauptfläche (12A) der Hauptplatte (12).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr zum Einleiten der Erwärmung der Auflagelippe (18) hinsichtlich ihres Verschweißens mit der Platte (12) vom Inneren des Kanals (17) her sichergestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. dass die Erwärmung der Auflagelippe (18) zum Sicherstellen ihres Verschweißens mit der Platte (12) ohne Werkstoffzusatz erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Auflagelippe (18) zum Sicherstellen ihres Verschweißens mit der Platte (12) durch ein Lichtbogenschweißverfahren erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es, angewandt auf zumindest einen Abschnitt der Länge des Glieds (10), einen folgenden Verfahrensschritt aufweist: Maschinelles Bearbeiten eines jeden Längsrands (16) der Versteifung (13) zum Anbringen einer inneren Fase (24) auf diesem Rand der Seite der Auflagelippe (18), die zum Kanal (17) weist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Außenseite des Kanals (17) her gebildete Schweißraupe (80) den zwischen der Hauptfläche (12A), der äußeren Fase (20) und der Auflagelippe (18) abgegrenzten Raum vollständig ausfüllt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagelippe (18) in der Hälfte der Dicke (e) der Versteifung (13) angeordnet wird, die auf der Seite des inneren Kanals (17) liegt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d), welcher die von der Seite des Kanals (17) gebildete innere Seitenfläche (13A) der Versteifung von der Auflagelippe (18) trennt, im Bereich zwischen 20 und 40% der Dicke (e) der Versteifung (13) liegt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagelippe (18) einen seitlichen inneren Vorsprung (28) zur Seite des Kanals (17) hin neben ihrer Sohle (22) aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Höhe (T) des Vorsprungs (28) zwischen 0 und 8mm beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 zusammen mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorsprung (28) und der inneren Fase (24) ein Hohlprofil bzw. Hohlquerschnitt (30) gebildet ist.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Auflagelippe (18), gemessen zur Basis der äußeren Fase (20) zwischen 6 und 12mm beträgt.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Sohle (22) zwischen 2 und 15mm beträgt.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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