深海水下技术装备发展研究

摘要:深海水下技术装备是认知深海、开发深海资源以及保护海洋生态的关键,拓展深海新空间面临复杂多变的环境挑战,亟需高水平的深海水下技术装备作支撑。本文立足我国海洋强国建设的发展实际,分析了深海水下技术装备的体系构成和发展需求,从深海观测/探测与感知系统、水下施工作业装备、深海水下油气生产系统、深海矿产资源开发装备4 个方面出发,梳理了国外深海水下技术装备的发展现状和趋势。在此基础上,总结了我国深海水下技术装备研制的发展现状,分析了发展面临的工程挑战,剖析了相关关键技术装备体系和关键物理力学机制,概括了深海水下技术装备的典型装备代表和装备图谱,凝练了我国深海水下技术装备的共性关键技术,涵盖智能化与自动化技术、精密元器件加工制造技术、高精度定位导航、高速率通信技术、大系统力学计算与分析和跨尺度工程设计方法与技术等方面。为实现我国深海水下技术装备的高质量发展,研究建议:加强深海水下工程技术发展的顶层设计,推动构建共性关键技术协作体系;增强我国深海水下技术规范和标准的行业影响力,大力开拓国际市场;高质量推进兼容通用的平台建设;注重培养深海水下工程科技创新人才,为加速实现海洋科技产业高水平发展提供支撑。

高强度厚规格海洋平台用钢研究进展及应用

摘要:随着石油工业的不断发展,海底油气开发已经逐渐从浅海大陆架延伸至深海域,在降低成本的基础上,保证厚规格钢板的高强度高韧性以及抗层状撕裂性能是未来海洋平台用钢的发展方向。本文介绍了国内外高强度海洋平台用钢的研究现状,分析了此类钢板生产亟需解决的关键技术难题,阐述了东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)近年来在高强度厚规格海洋平台用钢研究领域的工作以及工程应用情况。

漂浮式海上风电技术标准化现状、挑战与发展趋势

摘要:[目的]为推动我国漂浮式海上风电的高质量发展,[方法]通过案例研究、技术标准分析及政策法规对比,对挪威、葡萄牙、美国和日本等国的典型项目经验进行总结,对国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和国际能源署(IEA)等国际组织的标准情况进行对比,并评估区域标准差异。[结果]研究表明:国际标准化在漂浮式海上风电领域取得显著进展,但面临环境适应性标准难统一、多学科标准协调困难和新兴技术标准化滞后等挑战。区域标准差异显著,欧盟侧重生态保护,美国强调安全冗余,日韩聚焦抗台风与国产化。我国技术快速追赶,但氢能耦合与数字孪生标准亟待完善。建议构建全生命周期标准体系,加强政策-技术-标准联动,并提升国际标准话语权,以推动漂浮式海上风电的高质量发展。[结论]研究成果可为我国漂浮式海上风电的高质量发展提供一定参考。

海洋防污涂层研究进展

摘要:海洋生物污损频繁附着于海上设备表面造成设备损坏,严重影响海洋资源的开发,已成为海上设备亟需解决的重要难题。开发高效实用的防污手段一直是国内外海洋防污领域的研究重点,在多种防污手段中防污涂层因其防污效果出众、操作便捷等优势备受欢迎。介绍了传统防污涂层和新型防污涂层的研究进展,归纳了不同涂层的防污体系和研究现状,分析了各类涂层的防污机制,讨论了不同涂层的防污性能,系统阐述了各种涂层的防污特性和待解决的难题,最后提出协同防污策略的重要性,并展望了未来海洋防污涂层的发展方向。

海洋防污技术研究进展

摘要:海洋生物污损是海洋装备设施面临的最严重问题之一,显著威胁装备设施的服役性能和安全可靠性,研发能够显著提升装备设施防污性能的高性能、长期效、绿色环保防污技术是当前海洋防污领域的研究热点。综述现有常见防污技术的研究进展,在介绍海洋生物污损形成过程及危害的基础上总结了传统有机防污涂料的发展历程及优缺点;重点总结污损脱附型防污技术、污损阻抗型防污技术、仿生型防污技术以及新型环境友好型防污技术的研究现状,对其防污机理及特性进行概述,并指出各类防污技术存在的问题;从激光熔覆防污涂层及热喷涂防污涂层等入手介绍新型无机防污技术的研究进展及应用方向;对海洋防污技术发展面临的难点及未来发展方向和趋势进行展望,可为高性能、长期效、环境友好海洋防污技术的研发提供参考。

多源数据下CNN-EMD海上风电齿轮箱诊断

摘要:[目的]由于海上复杂海洋环境下瞬态机械振动与渐进磨损过程的复杂耦合,海上风力发电机齿轮箱的精准故障诊断仍具挑战。海上风电场景中,齿轮箱不仅承受交变载荷和复杂振动,还应对高湿度、高盐雾腐蚀及波浪载荷冲击等特殊工况,导致故障机理更复杂、早期故障特征更隐匿。[方法]提出一种融合经验模态分解(EMD)与卷积神经网络(CNN)的双模态深度学习框架,协同处理振动信号与油液颗粒数据。该方法将非平稳振动信号分解为本征模态函数(IMFs),从中提取时域-频域-非线性混合特征;对油液颗粒数据进行统计趋势分析与磨损形貌表征。通过时间同步和特征融合策略,弥合高频振动数据与低频油液数据的时间尺度差异,联合特征输入双通道CNN 架构进行跨模态学习。[结果]仿真数据验证表明:该方法诊断准确率达92.5%,显著优于支持向量机(85.2%)和反向传播神经网络(88.7%)。[结论]研究可为海上可再生能源系统的多传感器数据融合提供可行方案,有效解决实际海上风电场运行中的异步监测和复杂工况适配难题。

低碳低合金及含铜海洋工程用钢的研究及其发展

摘要:随着海洋资源的不断开采和利用,对深海及极地用海洋工程关键部位用钢强韧性等综合性能提出了更高的要求;开发具有更高强塑性,低屈强比,良好的低温韧性、焊接性以及耐腐蚀性等综合性能优良的钢材是海洋工程用钢的发展方向。介绍了国内外低碳低合金海洋工程用钢的研究和发展概况,分析了该类钢种制造过程中面临的问题,对铜在低碳高强钢中的作用以及含铜海洋工程用钢的研发情况进行了综述。

漂浮式海上风电装备施工技术难点

摘要:[目的]风机多为固定式基础型式,随着近海风电资源开发日趋饱和,海上风电急需向深远海发展,现有的固定式基础不再具备经济性。为此,[方法]分析浮式风电各环节施工技术,对比不同系泊系统基础类型优劣势和适用条件,提出基础施工重难点及控制措施;提出锚链水下连接和敷设施工工装设计思路;分析浮体平台干拖和湿拖适用条件;提出浮体平台码头系泊采用高位系缆建议;对比不同锚链回接方式并结合船机需求,[结果]提出经济可行的回接方法,[结论]为浮式风电施工降本增效提供借鉴。

海工钢丝绳的应用及生产技术研究

摘要:介绍海工钢丝绳的生产技术和应用现状,不同应用场合对钢丝绳的性能要求,以及海工钢丝绳的常用规格和结构; 展望海工钢丝绳的应用前景,对比国内外海工钢丝绳生产装备,指出国内企业存在的差距,分析制约发展的因素; 对国内海工钢丝绳的技术装备发展方向进行探讨,在提高合股成绳能力、研制特殊结构钢丝绳、提高钢丝绳防腐性能、配备制索装置等方面提出发展建议。

纳米复合海洋防污涂料研究进展

摘要:海洋生物污损带来巨大的损失是亟须解决的难题。开发含纳米填料的无机-有机杂化涂料是传统防污手段的绿色替代方案,然而目前缺乏纳米复合涂料在海洋防污领域应用的系统报道。综述无机纳米材料改性聚合物涂料的研究进展,按照防污机制的不同,重点总结低表面能纳米复合防污涂料、超疏水纳米复合防污涂料、释放型纳米复合防污涂料、催化型纳米防污涂料、多因素协同纳米防污涂料的研究现状,对其防污特性进行分析,并指出各类涂层所存在的问题。最后,提出无机纳米材料在聚合物中的稳定分散、多种防污机制协同优化、无机纳米复合涂层的长效防污性能保障是纳米防污涂料在海洋防污领域所面临的难题及未来发展方向,填补了纳米复合涂料在海洋绿色防污领域应用系统报道的空白。