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我國是一個海洋大國，面臨太平洋及其所屬渤海、黃海、東海、南海，大陸海岸線長1. 8 萬多公里，有300 多平方公里的領海和管轄海域。海洋資源是近幾年國際上激烈競爭的焦點之一，是各國重要的戰略目標。21 世紀是人類向海洋進軍的世紀。為進 行海上石油開發、海洋科學研究、海底礦藏勘探開發、海底管道、電纜等的敷設和檢查、海底打撈救生以及軍事應用，迫切需要進一步開發水下作業技術。 水下技術，是我國一個起步較晚，但近些年來發 展很快的領域。目前盡管在水下科學技術方面已取得了一定成績，但是還需要進一步發展多元科學技術， 以使海洋作業更加方便、快捷。其中水下工程技術就 是需要盡快發展的一種多元科學技術。 水下工程技術通常是指海洋工程中圍繞海底油氣 及其它礦產資源的勘探、開采和救助打撈工程所需要的設備、設施的設計、建造及施工工藝和作業技術。 自上世紀60 年代以來，水下工程技術迅速發展。60 年代到70 年代期間，美、英、法、德、日、挪威等世界主要海洋國家，相繼建立了一批海洋開發研究機構，如日本海洋技術中心（ JAMSTEC）、法國國立海洋開發中心（CNEXO）、挪威水下技術中心（NUC） 等，極大地促進了海洋開發進程及海洋技術研究工作。此外，各國近海工程公司和潛水公司，也紛紛進 行水下科學技術的研究和水下作業設施的開發，其中美國、英國、法國等一些公司等都具有較強的實力， 在潛水技術、ROV 技術、水下作業工具技術、水下 焊接技術及裝備、水下檢測技術與檢測儀器方面處于 領先地位。 海底油氣輸送管道維修作業系統是水下工程技術的一個部分，維修作業的主要任務是研制一套海洋環境下能夠對單雙層海底管道進行吊裝、切割、去表 皮、開坡口、對口、清理等作業的機具并能夠快速修復海底管道。下面就維修作業機具中的開坡口機的發展概況作詳細介紹。
1.坡口機的研究概況
在管道鋪設或管接修復過程中，需要對管道進行切割/ 開坡口作業，以便進行焊接。切割/ 坡口機是管道換接修復過程中不可缺少的專業設備，它所涉及的 各項技術在國外有成形產品出售。我國的產品多數為模仿國外制造。國外具有代表性的坡口機產品有以下幾種。
1. 1 火焰切割/ 坡口機
美國H&M公司生產兩種火焰切割/ 坡口機：鋼帶式火焰切割和坡口機采用鋁制機身，重量輕，適合現場切割管道，坡口機的導軌采用不銹鋼凸緣導軌，一種導軌可適用多種管徑（鋼帶通過搭接，直徑可調），行走穩定準確，切割 線不錯位。坡口角度可調。帶有l5m 電動遙控器， 速度可調，正反轉控制，非常適應海上平臺導管架切 割和管道切割。產品適用管徑為250 ~ 2400mm 的管道。 馬鞍形環齒輪式火焰切割/ 坡口機適合車間高效率下料，而且可擴展成斜口切割機。鋁制機身，重量輕，裝配精度極高，鞍座和環齒輪同軸度達到1 0. 64mm，端面垂直度達到1 0. 38mm。電動型配l5m長遙控電纜，可調速和正反轉。一種機型可適用四種相鄰管徑。坡口角度可調。配雙割把架，可以同時割 出雙側坡口。配圓度靠輪，可以適應不圓的管子切 割。系列產品，適用管徑為50 ~ l200mm 的管道。
l. 2 管端坡口機
意大利GBC公司生產內卡式、外卡式坡口機和管端坡口車床。 內卡式管道坡口機有兩個型號，適合于小管徑管道加工坡口。它由氣動操作，防爆，適用于石化煉油企業管道維修。坡口機工作時通過超強自鎖內卡芯軸卡于管道內，不打滑，不振顫，不彎曲變形。外卡式管道坡口機有多個型號，采用多刀車削方式，適用于小管徑管道。 管端坡口車床內徑卡緊，便攜，尤其適合厚壁管端加工處理。
l. 3 全自動柔性切管機
日本板橋全自動柔性軸切管機結構比較特殊， 機頭沒有任何動力馬達， 動力來自柔性扭矩傳輸纜軸。可以對管道進行切 割、開槽等作業。適用于 鑄鐵管、水泥管、鋼管、 石棉管和塑料管等。能夠快速、安全作業，也可在水中作業。最大切割厚度達 60mm。
l. 4 爬管式管道切割/ 坡口機
美國E.H. WACHS爬管式切割/ 坡口機是一種便攜式銑削機，它通過鏈條將機體固定在管道上，驅動鏈輪使機體帶著旋轉的切割刀和坡口刀沿鏈條爬行一周，完成管道的切割和開坡口。它由液壓驅動，可以 在管子水平或者垂直方向作業，也可以在壕溝和l80m 深水下作業。它可以在帶壓的管道或者罐體上進行冷切割和坡口加工，加工精度高，安全防爆，特 別適合惡劣環境（ 風沙、污泥、水下） 工作，適合海上鉆井、鋪管及各種水上安裝工程。
2坡口機設計構想及其展望
海洋油氣資源的開發是海洋開發的重要組成部分，其中海底破損油氣管道的維修又是保證海底開采的油氣順利運輸、防止海洋污染的必要保證。 我國在北海、南海和東海等海域進行海上油氣開發，海底油氣輸送管道一般有單層管和雙層管兩種， 單層管主要結構是單層鋼管外面覆蓋一層鋼筋混凝土，雙層管主要結構是在兩層鋼管中間添加有保溫層。北海、南海和東海的海底油氣管道鋪設已經近 20年，許多管道面臨著破損的危險。
目前，我國海底破損油氣管道都是聘請國外的專業公司進行維修，大多是美國的公司，每次維修都需要花費幾百萬元人民幣，價格昂貴。隨著時間的推移，現在工作的海底油氣管道破損率會越來越高，每年需要維修的次數也會不斷增加，因此急需將海底油氣管道維修作業系統國產化。針對海底管道維修系統希望建立一系列性能可靠、體積小巧、自動化程度高的作業機具，用于管道維修。這不僅能使我國在相關領域的科技水平得到提高，避免受國外公司技術保密的限制，提高海底油氣管道維修的效率，同時還能使每年維修海底油氣管道的費用大大降低。縮短我國與世界發達國家在這一領域技術水平的差距，同時還會提高我國在海洋開發方面的國際地位和競爭能力。從目前國外發展現狀來看，爬管式坡口機不僅能在水下工作，也能在干式環境中工作，而且能適應大范圍管徑的管道切割/ 開坡口作業。但是該坡口機屬于半自動的，針對不同材質、不同性能的材料所用切削速度應是多少，需要靠人工根據經驗作現場調整。 如遇能見度較差的海情，作業將非常困難；而且我國海域環境較為復雜，該坡口機還需要進一步完善。我國的科技工作者應在對國外坡口機的先進技術進行研究的基礎上，針對不同材料，從切削性能、切削精度、可靠性等因素出發，深入研究，采用先進控制方法，設計自己的自動化爬管式坡口機，為我國的水下工程技術發展做出貢獻。
