石化反应塔体焊缝自动排版系统与焊接工艺管理系统研究与开发

发布时间：2021-03-22 11:38

石化行业是我国经济发展的重要基础,而石化反应塔是石化生产的关键装备。目前,为满足石油化工行业的快速发展,石化反应塔正朝着大型化、现代化方向发展,对其制造技术特别是焊接技术提出了许多新的挑战。大多石化反应塔体是由许多板材拼焊而成的焊接结构,同时塔体与其各部件的连接也是通过焊接完成的。基于安全的考虑,石化反应塔体焊缝位置分布具有一定要求。目前,石化反应塔焊缝的位置和焊接工艺的制定一般由工艺人员手工确定。在确定焊缝的位置(焊缝排版)和设计焊接工艺过程中,工艺人员需要处理大量数据,查阅有关石化反应塔部件,如封头、法兰、支座等制造标准。在大型容器,如塔式容器,生产中则存在生产周期长、易出差错、效率低、不能直接反映焊缝与接管开孔的位置、不方便对已有的焊接工艺进行管理和使用、不利于生产成本的控制等诸多缺点,这种工艺已远不能适应石化反应塔向大型化、复杂化发展的趋势。通过分析和研究石化反应塔焊缝排版和焊接工艺管理的问题,在此基础上将石化反应塔排版问题抽象简化生成矩形排样的数学问题,基于贪婪算法和剩余矩形算法设计焊缝位置排版算法、交互式焊缝标识规则和基于知识库、逻辑推理和模糊推理规则的焊接工艺管理方法,使用C#编程语言和Microsoft SQL Server数据库在Visual Studio平台上开发了石化反应塔体焊缝自动排版系统与焊接工艺管理系统软件,实现了由计算机制定下料方案确定焊缝位置绘制排版图并生成焊接工艺指导书。在软件使用过程中操作人员只需将板材规格、管嘴标高和方位输入计算机,计算机便能迅速制定出较合理的排版图和焊接工艺指导书,不仅能够优化焊缝位置、提高焊接工艺生成的效率和管理的规范性,还可以降低出错率和生产成本,提高经济效益。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ053.5;TG43

文章目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.2.1 石化反应塔焊接制造现状

1.2.2 焊缝排版算法的现状

1.2.3 计算机辅助焊接工艺设计研究现状

1.3 研究内容

第二章石化反应塔体焊缝自动排版与焊接工艺管理系统功能设计

2.1 软件功能分析

2.2 软件开发设计思路

2.2.1 软件开发环境

2.2.2 软件结构设计

2.2.3 软件设计思路

2.3 本章小结

第三章石化反应塔体焊缝自动排版系统设计

3.1 石化反应塔体焊缝排版过程分析

3.2 焊缝位置约束条件及其数学描述

3.2.1 焊缝位置约束条件

3.2.2 焊缝位置约束条件的数学描述

3.3 焊缝位置排版算法

3.3.1 基于贪婪算法和剩余矩形算法的环焊缝排版算法

3.3.2 基于贪心策略的纵焊缝排版算法

3.4 石化反应塔体焊缝排版软件功能设计

3.4.1 石化反应塔体信息管理系统设计

3.4.2 板材信息管理系统的设计

3.4.3 输出打印系统的设计

3.4.4 焊缝排版系统的设计

3.5 本章小结

第四章石化反应塔体焊缝自动排版系统性能测试及分析

4.1 试验数据采集

4.2 系统测试及分析

4.2.1 系统功能的验证

4.2.2 焊缝排版算法验证

4.3 本章小结

第五章焊接工艺管理系统的设计

5.1 焊缝标识系统的设计

5.2 焊接工艺指导书设计系统

5.3 本章小结

第六章总结与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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