运用TRIZ研制多规格管端面矫圆工艺装置

蒋孟秀文许高静

1.项目背景

1.1项目改进前的情况

海洋工程产品的管道多为对焊。一般来说，成品管到货时都有圆度公差，所以组装对接焊接时容易出现错边，影响焊接质量。在对焊过程中，必须保证管子裸端的圆度，以保证管子的对焊质量。特别是对于单元组装或在船上组装的管道，有必要开发一种能保证管道在现场组装和对焊时圆度的装置。

1.2项目存在的问题

如何保证管道组装和对焊的圆度，一直没有得到有效解决。舾装公司承担了国家发改委下达的“大型FSRU超低温管道阀门系统单元样机研制”项目。通过研制端面倒圆工艺装置，校正了管道及附件的圆度，提高了焊接质量，解决了机组上管道接口组错边的问题。

1.3常规解决方案和问题

传统的方法是:

1.在管件的一端沿管长方向钉焊几根角钢，再插入另一个管件进行钉焊，然后取出角钢，焊接成一个整体。

第二，用锤子砸是传统方法。圆度不理想，也会对管件造成一定的损伤。

2.运用TRIZ理论创新方法流程。

2.1最终的理想解决方案

2.2因果链分析

2.3资源分析

2.4技术矛盾

2.4.1第一组技术矛盾:

1)原问题技术矛盾的表达:

如果管道的(形状)改变，管道的(可靠性)降低。

2)问题模型-对应的39个一般工程参数

改进的参数:12种形状

退化参数:27可靠性

3)解决方案模型

根据阿奇舒勒的矛盾矩阵，创新原理如下:10预作用40复合材料16达不到或过作用。

提出技术方案:

原理10:提前以胎膜的形式夹住管子，改变形状；

原理16:机械力作用于胎膜，然后传递到管子；

2.4.2第二组技术矛盾:

1)原问题技术矛盾的表达:

如果管(形状)改变，管(结构)的稳定性降低。

2)问题模型-对应的39个一般工程参数

改进参数:12种形状。

退化参数:13物体的稳定性。

3)解决方案模型

根据阿奇舒勒的矛盾矩阵，创新原理是:33同质，1除法，18机械振动，4递增不对称。

提出技术方案:

原理18:机械力作用于胎膜，然后传递到管子；

2.5身体矛盾

1)确定物理矛盾

(大锤)要(砸管子)达到(圆度校正)的要求；

但是，(大锤)不应该(砸管子)满足(不晃人胳膊)的要求；

2)提出了分离原则。

时间分离:发明原理10、预作用原理、发明原理18、机械振动原理；

提出技术方案:

①原理10:利用胎膜改变形状提前夹住管子；

②原理18:对胎膜施加机械力，然后传递给管子；

2.6目标场分析

1)第一组对象场分析

确定问题:手拿大锤砸管子，胳膊疼。

确定物场模型

1.模型:消除有害影响，标准溶液1.2.4在场中引入机械场和电场抵消有害影响。

提出技术方案:

引入机械场，对胎膜施加机械力，然后传递给管道。

2)第二组物场分析

确定问题:大锤费时费力，受力不均，滚圆效果不理想，损坏基材。

确定物场模型

模式二:效果不足，第二场和第三物质的引入增强了有用效果。

提出技术方案:

引入F2力学场和S3材料，用千斤顶推动胎膜，使受力均匀。

3.项目改进效果

3.1项目改进的实施

通过以上TRIZ工具综合分析，根据原则10、16、18提出的技术方案和物场模型分析，初步设计方案如下:

3.2改进项目的效果

制作了样品，测试了结构强度。

3.3改进项目的推广

样品制作完成后，制作出正式产品，并成功应用于国家发改委“大型FSRU超低温管道阀门系统机组样机研制”项目，解决了机组上管道对接口组对不对的问题，校正了管道及附件的圆度，提高了焊接质量。

编辑:李曼