DK160675B - Fremgangsmaade til fremstilling af et roerknudepunkt i en gitterkonstruktion, eksempelvis offshore platforme til olieboring og produktion - Google Patents

Description

DK 160675 B

Den foreliggende opfindelse vedrører en ny løsning til konstruktion af rørknudepunkter i gitterkonstruktioner af typen opbygget af forbundne ben og stivere af stålrør. Sådanne konstruktioner er i vid udstræk-5 ning brugt til stationære og mobile offshore platforme til olieboring og produktionsaktiviteter.

Ved kendte konstruktionsformer for sådanne strukturer er stiverne svejst direkte til benene og danner de rørformede knudepunkter, dvs. samlingerne mellem benene 10 og stiverne. Sådanne knudepunkter kan bestå af en enkelt stiver og et ben eller af mange stivere, som er fastgjort til benet i ét eller flere planer. Selvom det fra et konstruktionssynspunkt er en enkel løsning at svejse stiverne direkte på benene, er det fuldt ud kendt, at 15 det skaber mange alvorlige problemer og skader. Først kræver det omhyggelig og kostbar forbehandling og bearbejdning af overfladerne, som skal forbindes ved svejsning, specielt hvis stiverne er fastgjort i en skæv vinkel. Svejsningen er også vanskeliggjort af den kends-20 gerning, at vægtykkelsen af de samlede rør som regel er forskellige. Derudover er den efterfølgende kontrol af svejsekvaliteten, eksempelvis ved hjælp af ultralyd eller røntgen, for sådanne svejsninger ofte meget kompliceret på grund af begrænset adgang. Erfaringen har vist, 25 at ofte kan kvaliteten af svejsearbejdet på grund af dette ikke sikres. Disse problemer forstærkes i tilfælde med vinkel- og mangestiver-knudepunkter.

For at forøge knudepunkternes stivhed og styrke er det ofte nødvendigt ved knudepunkterne lokalt at øge 30 benets vægtykkelse eller også stivernes vægtykkelse.

Sådanne forholdsregler bidrager dog yderligere til svejseproblemerne og kan også føre til forøget vægt og højere omkostninger for platformen.

Den kendte løsning er også ud fra et styrkesyns-35 punkt langt fra at være ideal. Samlingerne stivere/ben repræsenterer geometriske diskontinuiteter, hvilket ska-

DK 160675B

2 ber meget høje materialespændingstoppe og spændingskoncentrationer ved disse steder. Den kendsgerning, at den samlende svejsesøm ved de traditionelle løsninger er placeret netop på disse steder med ekstremt høje spæn-5 dingskoncentrationer, vil nøvendigvis resultere i en meget kraftig yderligere forringelse af knudepunktets styrke og sikkerhed. Dette skyldes, at omgivelsernes bølgebelastninger har en dynamisk natur, og sidstnævnte sammen med de høje spændingskoncentrationer ved kendte 10 knudepunkters svejserod giver alvorlige udmattelsesstyr-keproblemer, der kan resultere i udviklingen af tidlige revner i svejseroden og efterfølgende svigt af samlingen stammende fra disse steder.

I de foregående år har alvorlige svigt i plat-15 formsstrukturer, specielt disse, som er anvendt i voldsomme omgivelser, såsom Nordsøen, bevist, at ved konstruktion af sådanne offshore platforme, skal både konstruktionens statiske- og udmattelsesstyrke vurderes indgående og dens tilstrækkelighed skal bevises til-20 fredsstillende. Dette medfører først og fremmest, at knudepunktet og elementerne mellem knudepunkterne skal besidde tilstrækkelig styrke. Dette medfører, at konstruktionerne skal udvise tilstrækkelig lav svigtsand-synlighed med hensyn til følgende fejltilstande: 25 1. Statisk styrke af knudepunktet, dvs. en stabili tet til at modstå ekstreme laster uden for stor permanent deformation, kollaps eller endog kritisk forskydningsbrud .

2. Udbøjning/flydning af elementer mellem knudepunk-3 0 terne.

3. Udmattelsesbrud, som skyldes revnedannelse og revnevækst.

For at skabe stærkere og mere holdbare samlinger mellem ben og stivere i gitterstrukturer af denne type 35 har det været foreslået at undgå svejsningen i rørenes samling, hvor meget høje spændingskoncentrationer fore- 3

DK 160675 B

kommer, og i stedet som knudepunkter at danne stiverstubbe i ét stykke, hvor stykket præfabrikeres og svejses på plads direkte på benene og stiverne, som en konstruktionssektion. Dog har sådanne løsninger indtil nu 5 ikke været anvendt af platformsindustrien, og så vidt vides har de ikke været prøvet i praksis. Hovedindvendingen har været, at i forbindelse med støbning vil der altid forekomme en uundgåelig risiko for støbefejl, såsom indre blærer og revner, og sådanne mulige fejl kan 10 ikke opdages med ubetinget 100% garanti i forbindelse med kendt kontroludstyr. Yderligere vil støbning af emner af denne størrelse være alt for dyrt og tidsforbrugende, og normalt må støbningen foretages på en fabrik placeret i stor afstand fra platformens byggested.

15 For at fremskaffe forbedrede knudepunkter i rør- gitterkonstruktioner til platformsrigge har der været foreslået en række tilsvarende løsninger. Eksempelvis kan der refereres til NO patentskrifterne nr. 140 949, 142 454 og nr. 145 731. Disse patentskrifter viser for-20 skellige udførelsesformer for knudepunkter, hvor de er udført i forholdsvis små dimensioner og som massive emnestykker af sænksmedet eller støbt stål, i nogle tilfælde forstærket med svejste krydsstykker osv. Knudepunktsemnerne er præfabrikeret med de ønskede stubbe, 25 som skal svejses fast til stiverne i gitterstrukturen. Yderligere er det som et tillæg til disse løsninger foreslået at bruge specielle koniske overgangsstykker mellem knudepunktet og den rørstiver, der har større dimensioner, således at knudepunkterne kan fremstilles med de 30 foreskrevne små overalt-dimensioner. Små knudepunktsdimensioner er klart ideelle ud fra et statisk designsynspunkt, og fra et konstruktionssynspunkt er de i øvrigt antaget at være en mulig løsning, delvis fordi der kan anvendes såkaldt isotropisk materiale, dvs. materiale 35 som har samme styrkeegenskaber i alle retninger (i modsætning til valsede pladeemner, der normalt er svagere i 4

DK 160675 B

tværretningen), delvis fordi små dimensioner resulterer i små inertimomenter og dermed reducerede bøjningsspændinger.

På trods af de tilsyneladende gode egenskaber -5 både med hensyn til konstruktion og med hensyn til statiske kræfter - er sådanne knudepunktsløsninger dog endnu ikke accepteret i forbindelse med større platformskonstruktioner. Denne situation kan skyldes, at det er dyrt og tidsforbrugende at fremstille knudepunkterne, 10 ofte på produktionssteder, der er placeret fjernt fra platformens opbygningssted. En væsentlig praktisk ulempe med sådanne knudepunkter er, at benene ikke kan anvendes som nedføringssted for pæle eller som passage for boreudstyr, produktionsudstyr osv.

15 Et yderligere forslag til knudepunktsløsning om fatter, at benet omkranses af en kappelignende ring, der er forsynet med ét eller flere overgangsstykker, som er konstrueret til at samles med stiverne i gitterstrukturen. I en foretrukket udførelsesform for sådanne løsnin-20 ger, er der anvendt en speciel kappe med overgangsstykker til hver separate stiver i knudepunkterne. På mange måder kan en sådan kappeløsning synes mere attraktiv end den ovenfor beskrevne kompakte knudepunktsløsning, men på baggrund af selve knudepunktets store eller ud-25 ragende dimensioner er løsningen årsag til store spændingskoncentrationer og også til betydelige tilpasningsproblemer, specielt for kappens overgangsstykker.

Generelt kan konkluderes, at i forbindelse med store rørgitterkonstruktioner til anvendelser såsom off-30 shore platformskonstruktioner, udgør knudepunkterne det svageste led i strukturen, både med hensyn til platformens totale styrke og med hensyn til platformens levetid, hvilket skyldes den foreliggende risiko for udmat-telsessvigt i knudepunkterne.

35 Hovedformålet med den foreliggende opfindelse er at anvise en knudepunktsløsning til store gitterkonstruktioner af stålrør.

5

DK 160675 B

Et specielt formål ifølge opfindelsen er at anvise en fremgangsmåde til fremstilling af knudepunkter, der er tilpasset til at samles med stivere, som udgår både i rette vinkler i forhold til benet og i hældende 5 eller skæve vinkler, såsom 45°, i forhold til benet i opadgående eller nedadgående retning.

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde til fremstilling af overgangselementer mellem ben og stivere i et knudepunkt i en gitterkonstruktion, såsom offshore 10 boreplatforme og lignende konstrueret til voldsomme bølgebetingelser, og af den type som er opbygget af stålrør, og opfindelsen er kendetegnet ved, at der til dannelse af overgangen mellem benet og stiveren anvendes et overgangselement fremstillet ud fra et pladeemne af val-15 set stål, hvilket emne gives den ønskede krumme form svarende til benets krumning og ved presning eller eks-trudering i et passende presseværktøj udformes med en i en ønsket vinkel udragende stiverstub, som er tildannet for svejsning til et modstående stiverrør i gitterkon-20 struktionen, hvorefter emnet med stiverstubben svejses til selve benet og udgør dermed et vægsegment i knudepunktet .

Afhængende af knudepunktskonstruktionens størrelse og andre kriterier, kan den dannede rørstub udvise en 25 mundingsåbning i et plan, der er placeret vinkelret på eller i en vinkel til stubaksen, eksempelvis i et plan, der er parallelt med benets akse.

Dannelsen af pladeelementet med rørstubben kan foretages i én separat presse og/eller ekstruderings-30 operation eller i flere operationer med eller uden gentagen, mellemliggende varmebehandling, for at materialet kan genvinde sin duktilitet.

Det specielle værktøj, der skal anvendes til fremstilling af stubben i pladeelementet, kan være cy-35 lindrisk eller svag konisk, foretrukket med en afrundet eller i hovedsagen sfærisk forreste ende. Matricen er 6

DK 160675 B

forsynet med en modsvarende åbning, der er tildannet med et passende afrundet overgangsområde mellem den indad vendende plane overflade og selve den indre overflade af stubben, som skal fremstilles.

5 En speciel fordel ved fremgangsmåden er, at for søg har vist, at den kan anvendes til fremstilling af skæve stubbe i pladeelementet. Dette er muliggjort ved, at der anvendes et værktøj med et stempel eller lignende, som er rettet i den ønskede vinkel i forhold til be-10 nets gods, og matricen er på tilsvarende måde forsynet med en skæv åbning, der har det korrekte, ovale, afrundede åbningsområde.

Det pladestykke, som omfatter stubben, kan udgøre en komplet ringsektion i ét stykke i benet eller kun et 15 vægsegment i benet. Det sidstnævnte alternativ er det eneste alternativ i forbindelse med ben, som har store diametre. Sådanne store ben vil langs omkredsen være opbygget af f.eks. 5 stålpladesektioner, der er sammensvej st som segmenter i den ringformede struktur. Plade-20 delen eller segmentet, som skal tjene som emne for stubben, kan have samme tykkelse som de øvrige sektioner i benets knudepunktsområde, men kan alternativt have større tykkelse, enten kun i pladesektionen for stubben, eller alle pladesektionerne i denne omkreds eller ring-25 formede del af benet kan have øget tykkelse.

Ved løsningen opnås en forbedret konstruktion med en række øvrige fordele i sammenligning med kendt teknik, specielt i sammenligning med den konventionelle løsning, hvor stiverne er svejset direkte på benstruktu-30 ren. Således undgås skarpe vinkler mellem de to dele, som skal samles, hvilket ellers uafvigeligt fører til store spændingskoncentrationer. Godset i stubben gives en jævnt faldende tykkelse fra tykkelsen i den tilstødende bensektion til tykkelsen i det modstående stiver-35 rør, som skal svejses til stubbens mundings åbning. Der undgås svejsesamlinger netop i de områder, hvor spæn- 7

DK 160675 B

dingskoncentrationerne vil være mest kritisk, nemlig det vinkelformede overgangsområde mellem benet og stiveren.

Ved ekstrudering eller presning af en stub direkte i eller ud fra benets materiale opnås en stub med gods, der 5 i nogen grad er anisotropisk, dvs. et materiale, der i stubbens længderetning vil have større styrke end i den transverse retning. Det er vist, at dette er en stor fordel på baggrund af de forskellige former for spændinger og belastninger, der vil forekomme i stubben og i 10 knudepunktet. Knudepunktet skal være konstrueret med hensyn til statiske styrkekrav, dvs. dens evne til at modstå ekstreme stiverbelastninger uden nogen stor permanent deformation, kollaps eller forskydningsbrud. Dette skal kontrolleres i forhold til trækbelastninger så-15 vel som kompressionskræfter. I tilfælde med uafstivede knudepunkter er den sidstnævnte som en hovedregel mere kritisk, hvilket skyldes ovalisering og svigtkollapsme-kanismer. Af yderligere svigttilstande skal nævnes de forskellige knudepunktselementers risiko for udbøjning/ 20 flydning, og sluttelig udmatningssvigt, som skyldes revnedannelse og revnevækst.

Dog har beregninger, praktiske erfaringer og forsøg vist, at den mest kritiske svigttilstand er udmat-telsessvigt, specielt i forbindelse med platformskon-25 struktioner brugt i offshore omgivelser med voldsomme bølgebetingelser, såsom i Nordsøen. Praktiske forsøg har vist, at løsningen er specielt tilpasset til at klare de nævnte problemer.

I tillæg til ovennævnte kan som en yderligere 30 grund til de fremragende resultater opnået ifølge opfindelsen kort nævnes, at de skyldes det forhold, at de kritiske tryk- og trækstiverkræfter overføres jævnt og fordeles over et forholdsvis stort areal i benet, og der undgås samtidig pludselige ændringer i godset og opnås i 35 stedet en jævnt krummet eller cirkelformet overgangsrunding mellem stiverstubben og benet.

8

DK 160675 B

På grund af de krummede overgange mellem stubben og benets gods opnås yderligere adgang til placering af udstyr for ultralyds- og røntgenkontrol af hele overgangsområdet, samtidigt med at behovet for kontrol redu-5 ceres i overgangsområdet. Yderligere kan den nødvendige kontrol af stubben, der omfatter både pladeelementet og stubben, laves på produktionsstedet for samme, hvorved det er overflødiggjort at flytte sådant udstyr til riggens produktionssted, og endelig opnås adgang til sam-10 lingen fra begge sider, hvilket ikke tidligere har været muligt i forbindelse med svejste stivere, hvor benets overflade lukker samlingen af.

Fordelene opnået ifølge opfindelsen sammenlignet med knudepunkter af kendt type kan opsummeres som føl-15 ger: 1. Knudepunkterne kan modstå høje udmattelses-belastninger.

2. Knudepunkterne vil have en meget længere operationel levetid.

20 3. Der undgås geometrisk komplekse og kostbare svejsearbejder på rørsamlinger.

4. Behovet for inspektion af knudepunkter i operation reduceres.

5. På grund af deres store udmattelsesstyrke øger 25 knudepunkterne muligheden for at designe slanke og højere rigstrukturer til dybt vand, uden at gøre det nødvendigt at bruge andre konstruktionskriterier end statiske belastninger (dimensionering til 100 års bølgen).

Ifølge opfindelsen opnås også en række andre vig-30 tige træk og fordele, hvilket fremgår af den efterfølgende beskrivelse. Forskellige udførelsesformer ifølge opfindelsen er efterfølgende beskrevet mere detaljeret med henvisning til tegningen, hvor fig. la og lb viser respektivt horisontalsnit og 35 vertikalsnit gennem et knudepunkt i en konventionel gitterkonstruktion til en offshore platform opbygget af rørformede ben og stivere, hvorhos lb er i stor skala, 9

DK 160675 B

fig. 2 en plade eller et pladeemnesegment til et ben, der skal forsynes med en stiverstub, hvor emnet som vist er forsynet med et "starthul", fig. 3a og 3b emnet og et presse eller ekstrude-5 ringsværktøj til dannelse af respektivt en vinklet stiverstub og en ret stiverstub, fig. 4a værktøjet, dvs. både stemplet og matricen, under en ekstruderingsoperation i den sidste fase af dannelsen af den vinklede stiverstub, 10 fig. 4c et forstørret deludsnit af emnet i fig.

4b, fig. 5 et skematisk horisontalt tværsnit af et ben, der forsynes med et pladeelement omfattende stiverstubben, 15 fig. 6a et skematisk horisontalt snit gennem et ben med et knudepunkt forsynet med stiverstubbe, fig. 6b-6e en vertikal fragmentær anvendelse af et knudepunkt forsynet med stiverstubbe på forskellige vertikalt placerede sektioner, fig. b, c og d sektioner-20 ne før samling, og fig. e det samlede knudepunkt, fig. 7 et knudepunkt svarende til knudepunktet vist i fig. 6e, men hvor pladesegmentet eller sektionerne kan vælges vilkårligt, og fig. 8 seks forskellige knudepunktsversioner.

25 I fig. 1 er vist et konventionelt knudepunkt fremstillet ved, at der i en tilstødende stiver og stiverstub er dannet en mundingsåbning med en korrekt hvælvet åbningskant, hvis forløb afhænger af vinklen mellem stiveren og benet, og denne placeres i direkte kontakt 30 med benets overflade. Svejseforbindelsen eller svejsesømmen imellem disse er ved denne udførelsesform normalt begrænset til en almindelig trekant eller V-formet svejsesøm langs den ydre åbning eller samling mellem benet og stiveren. Por også at tilvejebringe en indre svejs-35 ning kan benet først være forsynet med en separat stiverstub (ofte konisk), der er svejset til benet, også

DK 160675 B

10 I

med en indre svejsning, der derefter skal være kontrolleret, hvorefter stiveren er svejset på stiverstubben med en ringformet svejsning, men i dette tilfælde kun med en ydre svejsning 7. Med denne udførelsesform er 5 der specielt ved vinklede stivere dannet et specielt kritisk område, som vist med en cirkel benævnt med nummer 8 i fig. lb. I dette område er adgangen for svejsning meget dårlig, og den efterfølgende kontrol med ultralyd eller røntgenudstyr er tilsvarende vanskelig, 10 hvis mulig i det hele taget. Dette er ret uheldigt, idet det netop er i dette område, at de maksimale eller største spændinger forekommer. Sådanne største spændinger kan ofte overskride 10 og optil 30 gange "de normale spændinger" i knudepunktet. Den kendte løsning med en 15 svejsning i knudepunktet i dette område vil altid medfører en risiko for udmattelsessvigt i overgangsområdet mellem benet og stiveren, specielt som et resultat af gentagne tryk og trækspændinger. En sådan konstruktions operationelle levetid er ret usikker, specielt i forbin-20 delse med offshore platforme i områder udsat for kraftig bølgeaktivitet, som skaber pulserende spændinger af den ovennævnte type.

Fig. 3a, 3b og 4a, 4b og 4c viser fremgangsmåden til fremstilling af en stiverstub eller et overgangs-25 stykke, der skal bruges i et knudepunkt ifølge opfindelsen. En færdig krummet eller valset plan sektion eller plade af rullet stål er forsynet med et starthul 12 som vist i fig. 2. Som vist i fig. 3a eller 3b placeres pladeemnet derefter i et presse- eller ekstruderingsværktøj 30 med en matrice 4a (for vinklede stiverstubbe) eller 4b (for rette stiverstubbe). Matricen er udformet med en 'matriceoverflade, der svarer til krumningen af pladeemnet (ikke vist) og er forsynet med en oval eller cirkulær åbning 16, hvis dimensioner svarer til de ydre 35 dimensioner eller diametren af den stiverstub, som skal fremstilles. Åbningen eller hulrummet i matricen kan i 11

DK 160675 B

nogle tilfælde med fordel være udformet med en diameter, der i nogen grad mindsker størrelse i udadgående retning. Når der fremstilles en vinklet stiverstub som vist i fig. 3a, er åbningen i matricen rettet i en vinkel 5 svarende til retningen af den stiverstub, som skal fremstilles, og pladeemnet er positioneret og fastholdt (ikke vist), således at starthullet 12 som vist er placeret en smule forskudt mod den korte side af stiverstubben. Derved kan der opnås, at emnegodset under 10 ekstruderingsdeformationen flyttes eller bevæges således, at den færdiggjorte stiverstub i hovedsagen opnår en cirkulær, transvers endeåbning, og yderligere således, at godset får en jævnt faldende tykkelse ud mod endeåbningen og i hovedsagen bibeholder en jævn tykkelse 15 langs omkredsen, muligvis med en lidt større tykkelse langs den spidsvinklede side i forbindelse med vinklede stiverstubbe.

Som vist i fig. 3a og 3b og i fig. 4a har presseeller ekstruderingsstemplet 20 en cylindrisk form, mu-20 ligvis let konisk i udadgående retning, og et hoved eller en forende 22 har fortrinsvis en sfærisk form alternativt let konisk. Stemplet bæres af en regulær pressepatron eller understøtning, således at stemplet kan bevæges aksialt mod åbningen i matricen. Dog bør stemp-25 let også være opstillet,så det kan foretage en vis lateral bevægelse, idet en lateral bevægelse er ønskelig ved fremstilling af vinklede stiverstubbe, hvorhos begyndelseshullet er placeret en smule lateralt forskudt i forhold til stubaksen, således som vist i fig. 3a. Por at 30 forhindre initielt brud i åbningen positioneres stemplet i begyndelsen aksialt ret over åbningshullet, og bevæges derefter langsomt hen mod centeraksen afpasset med den gradvise udvidelse af åbningen.

Fig. 4c viser et forstørret deludsnit af det ind-35 cirklede område vist i 4b og illustrerer en krumning 24 i en matriksåbning 26 samt en typisk dannelse af en ret stiverstub 28.

12

DK 160675 B

Hvis nødvendigt, kan der i matriceåbningen på kendt måde positioneres en modholder eller modpart 23 som vist med punkterede linier 22 i fig. 4a.

Presse- eller ekstruderingsoperationen kan fore-5 tages på forskellige måder afhængigt af det produkt, der skal fremstilles og med eller uden forvarmning af stål-pladeemnet.

Såfremt ekstruderingsoperationen skal foretages uden opvarmning, skal ekstruderingsoperationen afbrydes 10 flere gange, dvs. ekstruderingen skal foretages trinvist. Antallet af trin vil afhænge af stiverstubbens j diameter og af godstykkelsen (normalt vil godstykkelsen øges med diameteren af stiverstubben og stiveren).

Mellem ekstruderingstrinnene skal der foretages en var-15 mebehandling af godset, således at godset kan undergå en rekrystallisation og dermed genvinde sin duktivitet for yderligere deformation. Ekstruderingsoperationen skal kontinuert og nøjagtigt kontrolleres, således at godsets flydepunkt ikke overskrides.

20 Alternativt kan presse- eller ekstruderingsope rationen foretages med forvarmning, eksempelvis i temperaturområdet 800-1000°C.

I nogle tilfælde kan ekstruderingsoperationen så foretages i et enkelt relativt langvarigt eller lang-be-25 væget trin, eller alternativt i flere trin, undertiden med en fornyet opvarmning, således at godset kan genvinde sin duktilitet.

Ved de ovenfor beskrevne presse- eller ekstrude-ringsoperationer fås stiverstubbe med gods, der vil ha-30 ve en såkaldt orienteret struktur, således at der er opnået et højstyrkemateriale samtidigt med, at der i eks-truderingsretningen er opnået en øget duktilitet. Ved en såkaldt koldpresning eller drivningsoperation fås et stift emne, således at både flydepunktet, brudpunktet og 35 hårdheden bliver større i den færdigt fremstillede stiverstub end i pladegodset før behandlingen.

13

DK 160675 B

Praktiske forsøg har vist, at der på denne måde kan fremstilles stiverstubbe af meget høj kvalitet, og at stubbene kan have ret store dimensioner, eksempelvis 1 til 2 m og have godstykkelser i området op til 50 til 5 100 mm.

Ved værktøjsfremstillingen er det tydeligvis vigtigt at åbningskanterne i matricen gives en passende afrundet krumning, idet denne krumning vil definere stiverstubbens bøjningsradius i de kritiske områder, dvs.

10 områderne fra selve benmaterialet til selve stubben.

Praktiske forsøg har vist, at med en passende udformning af værktøjet kan der opnås optimale resultater, dvs. en gradvist faldende godstykkelse i stubben fra tykkelsen i benet eller vægtykkelsen i overgangsstykket, 15 som skal danne et segment i benet, til vægtykkelsen i den modstående stiver, som normalt har en meget mindre tykkelse (normalt 20 til 50 % af benets vægtykkelse). Praktiske forsøg har yderligere vist, at der kan opnås det ønskede resultat, at tykkelsen af væggen på bensiden 20 er opretholdt langs det kritiske bøjningsområde, hvor behovet for godstykkelse er vigtigt. Det er klart, at ifølge opfindelsen kan der helt undgås svejsesamlinger i de knudepunktsområder eller sektioner, hvor de kritiske eller største spændinger vil koncentreres. I tillæg fås 25 i disse områder et homogent og i de fleste tilfælde et stærkere materiale end i benet eller selve stiveren.

Med hensyn til stiverstubbens længde, vil denne for en stub, der udgår i en 45° vinkel, være af en størrelse i hovedsagen svarende til stiverens radius og 30 vil ikke i noget tilfælde være af en mindre længde, end at godset i siden ved stubbens spidse vinkel udgår parallelt med eller i hovedsagen parallelt med stiverens centerakse, således at der opnås en glat opretning langs overgangen til stiveren, og at stubben har en fortrins-35 vis cirkulær åbningskant. I forbindelse med rette stubbe er længden ikke specielt kritisk, men stubben bør i det 14

DK 160675 B

mindste være så lang, at stubvæggene hovedsageligt udstrækker sig parallelt med centeraksen og ydermere mindst så langt, at godstykkelsen langs åbningskanten i hovedsagen svarer til godstykkelsen af den tilstødende 5 stiver. Dog kan der, hvis ønsket påsvejses stubben et foretrukket konisk overgangsstykke, der kan have faldende godstykkelse ud mod den ydre ende eller munding for svejsning til stiveren.

Om den virkelige styrke af et knudepunkt frem-10 stillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan nævnes, at levetiden med hensyn til udmattelsesstyrke for et knudepunkt ifølge opfindelsen ved forsøg er målt til op til 10 gange levetiden for et kendt svejst knudepunkt af samme type og samme dimensioner.

15 På denne baggrund kan det tillades tilsvarende at øge de tilladelige udmattelsesspændinger og opretholde den samme levetid som for et tilsvarende kendt svejst knudepunkt.

I nogle tilfælde i praksis kan det i forbindelse 20 med vinkelstubbe, specielt hvis vinklen overskrider 45°, være vanskeligt at opnå tilstrækkelige krav til gods i udadgående retning på stubvæggens lange side, således at der med bevarelse af en jævn godstykkelse langs stubbens omkreds opnås den ønskede overgangsendeåbning på 25 stubben i forhold til stubbens længdeakse. For at opretholde en jævn godstykkelse, specielt ved stubbens åbningskant, hvilket er ret vigtigt, kan det være nødvendigt eller ønskeligt at fremstille en stub, der er afkortet eller hælder mod stubvæggens lange side. Stub-30 bens munding er da positioneret i et plan, der ikke er placeret transverst i forhold til stubbens længdeakse, og stubbens åbningsmunding vil da have en oval eller elliptisk form. En sådan form vil kræve en parret elliptisk form på mundingsåbningen af den tilstødende stiver, 35 som skal svejses til stiverstubben, og dette komplicerer i nogen grad samlingsoperationen mellem knudepunktet og stiveren.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af overgangs-20 elementer mellem ben og stivere i et knudepunkt i en gitterkonstruktion, specielt til offshore boreplatforme og lignende konstrueret til voldsomme bølgebetingelser og af den type, der er opbygget af stålrør samlet ved svejsning, kendetegnet ved, at knudepunkts-25 overgangselementet fremstilles ud fra et emne af valset pladestål, hvilket emne gives den ønskede krumme form svarende til benets krumning og ved presning eller eks-trudering i et passende presseværktøj udformes med en udad vendt, udragende stiverstub i den ønskede vinkel, 30 hvilken stiverstub er udformet for svejsning til et modstående stiverrør i gitterkonstruktionen, hvorefter emnet med stiverstubben svejses til selve benet og udgør dermed et vægsegment i knudepunktet.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af et over-35 gangselement ifølge krav 1, hvor stiverstubben udgår skævt i forhold til benets akse, kendetegnet DK 160675 B ved, at stiverstubben presses eller ekstruderes på en sådan måde, at stubbens åbningskant er beliggende i et skævt plan i forhold til stiverstubbens længdeakse og i hovedsagen parallelt med benets akse. !

3. Fremgangsmåde til fremstilling af et over- 1 gangselement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i ét og samme emne ekstruderes to eller flere stiverstubbe.

4. Fremgangsmåde ifølge ét eller flere af fo- 10 regående krav, kendetegnet ved, at stiver stubben gives en jævnt faldende vægtykkelse fra tykkelsen i den tilstødende bensektion til en valgt tykkelse ved stubbens endeåbning, og at stiverstubben gives ens vægtykkelse langs omkredsen af åbningskanten.

5. Fremgangsmåde ifølge ét eller flere af fore gående krav, kendetegnet ved, at emnet af valset stålplademateriale i begyndelsen har parallel-pipedumform, dvs. firkantet eller rektangulært, og at emnet efter at være svejset til benstrukturen udgør en 20 sammenhængende del i benets regulære vægstruktur.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af en stiverstub ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der anvendes et ekstrusions- eller presseværktøj bestående af en matrice med en skæv åbning for fremstilling af 25 stiverstubben med tilsvarende skæv længdeakse samt et tilsvarende skævt understøttet og flytteligt ekstrude-ringsstempel.

7. Fremgangsmåde ifølge ét eller flere af foregående krav, kendetegnet ved, at emnet for- 30 synes med et ekstruderingsstarthul i centret for den stiverstub, som skal dannes.

8. Fremgangsmåde ifølge ét eller flere af foregående krav, kendetegnet ved, at emnet under en trinvis presnings- eller ekstruderingsoperation un- 35 derkastes en passende gentaget varmebehandling mellem hvert trin, således at materialet genvinder sin duktili-tet mellem hvert ekstruksionstrin i operationen.