一种U型激光焊接夹层板防爆墙的制作方法

本发明涉及防爆的技术领域，具体是涉及一种u型激光焊接夹层板防爆墙。

背景技术：

海上油气生产平台作为现代海洋资源开发的主要设备，使得平台需要集油气开采、加工、处理、储存等功能于一体，从而导致了平台上安装的设备较多且布置密集。但海洋的环境恶劣，容易导致这些设备老化、人为事故或设备故障而引起油气泄露，导致火灾或爆炸的安全隐患，造成人员伤亡、环境污染等巨大的损失，而防爆墙则能将潜在泄露、爆炸风险较高的设备与重点保护区域(生活楼、人员作业区、关键设备区等)隔开，由防爆墙承受潜在油气爆炸的冲击波载荷，使保护区域不受爆炸冲击，避免二次连锁破坏，在一定程度减少了爆炸带来的危害，减少人员伤亡和财产损失，因此，对防爆墙的研究成为了关注的重点。

传统的防爆墙一般为波纹板或加筋板防爆墙，但这些防爆墙在通过塑性变形吸收爆炸冲击能量时，由于塑性变形太大，导致防爆能力较差，并且这些防爆墙与周围结构的连接较复杂，还存在吸能效率不高的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种u型激光焊接夹层板防爆墙，以u型夹芯层激光焊接夹层板为基础，并将u型夹芯层激光焊接夹层板通过侧边支撑结构和顶边支撑结构焊接于目标上部模块桁架上，使防爆墙的吸能效率更高、防爆能力更强、结构重量更轻、安装更方便、占用空间更小，更适用于平台的防爆。

具体技术方案如下：

一种u型激光焊接夹层板防爆墙，具有这样的特征，包括：激光焊接夹层板、侧边支撑结构以及顶边支撑结构，激光焊接夹层板沿平台的垂线方向设置，激光焊接夹层板的顶边和两侧边分别通过顶边支撑结构和侧边支撑结构焊接于平台上的目标上部模块桁架上；其中，

顶边支撑结构和侧边支撑结构的横截面均呈帽形结构设置，中部的帽筒凸起、两侧的帽沿呈倾斜设置并与帽筒顶面形成一倾角，且帽筒与激光焊接夹层板连接，两帽沿均焊接于目标上部模块桁架上；

激光焊接夹层板为u型夹芯激光焊接夹层板，包括夹芯层结构、上面板以及下面板组成，上面板与下面板呈平行间隔设置，夹芯层结构设置于上面板和下面板之间。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，夹芯层结构为“u”型折叠结构，包括若干“u”型折叠结构单元，且“u”型折叠结构的折线沿平台垂线方向布置，夹芯层结构的顶边和两侧边的尺寸均小于上面板和下面板上对应的尺寸。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，上面板靠近爆炸源一侧设置，下面板设置于夹芯层结构背离上面板的一侧，且夹芯层结构激光焊接于上面板和下面板上。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，上面板与下面板尺寸一致，且夹芯层结构的顶边的尺寸比上面板或下面板的顶边的尺寸小100mm～120mm，夹芯层结构的两侧边的尺寸比上面板或下面板的两侧边的尺寸小100mm～120mm。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，顶边支撑结构的帽筒嵌设于上面板和下面板的顶边之间且非设置有夹芯层结构的区域；侧边支撑结构的帽筒嵌设于上面板和下面板的两侧边之间且非设置有夹芯层结构的区域。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，上面板板厚为1mm～3mm，下面板板厚为3mm～5mm。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，夹芯层结构的厚度为100mm～200mm，且相邻的两“u”型折叠结构单元之间距离为150mm～250mm，每一“u”型折叠结构单元的开口夹角为60°～80°。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，顶边支撑结构和侧边支撑结构均为板弯折而成，且板厚为10mm～14mm，且帽筒的宽度与夹芯层结构的厚度一致，两帽沿宽度均为80mm～120mm，同时帽沿与帽筒顶面的之间的倾角为10°～15°，且帽筒高度大于夹芯层结构尺寸与上面板或下面板尺寸的差值。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，下面板的两侧边和顶边上开设有若干腰圆焊接孔，且腰圆焊接孔的宽度为30mm，长度为100mm。

上述的一种u型激光焊接夹层板防爆墙，其中，上面板和下面板的底边与目标上部模块桁架横梁直接焊接。

上述技术方案的积极效果是：

1、将夹芯层结构设置为“u”型折叠结构，提高了在受到横向压皱变形时的吸能效率，使第一峰值压皱载荷更低、压皱行程更长，吸能效果更好。

2、将“u”型折叠结构的夹芯层结构激光焊接于上面板和下面板之间，形成激光焊接夹层板，面内弯曲刚度更大、比强更高、夹芯层结构吸能效率更高，使得防爆墙在爆炸冲击载荷下的塑性变形较小，抵抗爆炸设计载荷能力更强，并且空间占用更小，自重更轻，更适用于海上平台。

3、在下面板的两侧边和顶边上开设有若干腰圆焊接孔，保证了下面板与侧边支撑结构和顶边支撑结构的连接强度，对夹芯层结构的支撑更有效，能够充分发挥夹芯层结构压皱吸能的优势，结构更稳定。

4、激光焊接夹层板与目标上部模块桁架之间通过顶边支撑结构和侧边支撑结构焊接，保证了在安装过程中可调节两者位置，使安装工艺更简单。

5、顶边支撑结构和侧边支撑结构的帽沿于帽筒顶部呈一定倾角设置，提高了顶边支撑结构和侧边支撑结构在剪切变形模式下柔度增加，不易发生失效，减小整体撕裂而降低防爆能力的机率。

附图说明

图1为本发明的一种u型激光焊接夹层板防爆墙的实施例的结构图；

图2为图1中沿a-a线的剖视图；

图3为图1中沿b-b线的剖视图；

图4为图2中a部分的放大图；

图5为图3中b部分的放大图；

图6为图3中c部分的放大图；

图7为图2中d部分的放大图。

附图中：1、激光焊接夹层板；11、上面板；12、下面板；13、夹芯层结构；14、激光焊接焊缝；121、腰圆焊接孔；2、侧边支撑结构；3、顶边支撑结构；4、目标上部模块桁架；5、角焊接焊缝；6、衬焊焊缝；7、爆炸源。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图7对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。

图1为本发明的一种u型激光焊接夹层板防爆墙的实施例的结构图；图2为图1中沿a-a线的剖视图；图3为图1中沿b-b线的剖视图；图4为图2中a部分的放大图；图5为图3中b部分的放大图；图6为图3中c部分的放大图；图7为图2中d部分的放大图。如图1、图2、图3、图4、图5、图6以及图7所示，本实施例提供的u型激光焊接夹层板防爆墙包括：激光焊接夹层板1、上面板11、下面板12、夹芯层结构13、激光焊接焊缝14、腰圆焊接孔121、侧边支撑结构2、顶边支撑结构3、目标上部模块桁架4、角焊接焊缝5以及衬焊焊缝6。

具体的，目标上部模块桁架4沿平台垂线方向设置，激光焊接夹层板1设置于目标上部模块桁架4内，且激光焊接夹层板1的设置方向与目标上部模块桁架4的设置方向相同，即激光焊接夹层板1的顶边与目标上部模块桁架4的顶边焊接，激光焊接夹层板1的两侧边与目标上部模块桁架4的两侧边分别焊接。

具体的，激光焊接夹层板1为u型夹芯激光焊接夹层板，激光焊接夹层板1包括夹芯层结构13、上面板11以及下面板12，上面板11和下面板12的尺寸一致，上面板11与下面板12呈平行间隔设置且均沿平台的垂线方向设置，夹芯层结构13设置于上面板11和下面板12之间。

具体的，夹芯层结构13为“u”型折叠结构，包括若干“u”型折叠结构单元，夹芯层结构13由若干“u”型折叠结构单元反向连接而成，且“u”型折叠结构的折线沿平台垂线方向布置。

具体的，夹芯层结构13的顶边和两侧边的尺寸均小于上面板11和下面板12上对应的尺寸，使得夹芯层结构13尺寸与上面板11或下面板12尺寸之间存在差值，在激光焊接夹层板1的顶边和两侧边上形成类似的安装槽，方便激光焊接夹层板1的安装。

具体的，上面板11设置于靠近爆炸源7的一侧，下面板12设置于夹芯层结构13背离上面板11的一侧，且夹芯层结构13激光焊接于上面板11和下面板12上，形成激光焊接焊缝14。

更加具体的，激光焊接夹层板1的顶边与目标上部模块桁架4的顶边通过顶边支撑结构3焊接，激光焊接夹层板1的两侧边与目标上部模块桁架4的两侧边分别通过两侧边支撑结构2焊接，使激光焊接夹层板1与目标上部模块桁架4之间位置可调节，方便了拆装，简化了安装工艺。

更加具体的，激光焊接夹层板1的底边直接焊接于目标上部模块桁架4的底边上,形成角焊接焊缝5。

更加具体的，顶边支撑结构3的横截面呈帽形结构设置，顶边支撑结构3中部的帽筒凸起设置，两侧的帽沿呈倾斜设置并与帽筒顶面形成一倾角，且帽筒与激光焊接夹层板1连接，即顶边支撑结构3的帽筒嵌设于上面板11和下面板12的顶边未设置夹芯层结构13的区域(安装槽)，且帽筒的宽度与夹芯层结构13的厚度一致，两帽沿均焊接于目标上部模块桁架4的顶边上，形成角焊接焊缝5。

更加具体的，两侧边支撑结构2的横截面均呈帽形结构设置，两侧边支撑结构2中部的帽筒均凸起设置，每一侧边支撑结构2两侧的帽沿均呈倾斜设置并与对应的帽筒顶面形成一倾角，且两帽筒均与激光焊接夹层板1连接，即两侧边支撑结构2的两帽筒分别嵌设于上面板11和下面板12的两侧边未设置夹芯层结构13的区域(安装槽)，且帽筒的宽度与夹芯层结构13的厚度一致，每一侧边支撑结构2的两帽沿均焊接于目标上部模块桁架4的同一侧边上，形成角焊接焊缝5。

更加具体的，顶边支撑结构3和侧边支撑结构2均为板弯折而成，且顶边支撑结构3和侧边支撑结构2上的帽筒高度大于夹芯层结构13尺寸与上面板11或下面板12尺寸的差值，既能在自重较轻的情况下实现对激光焊接夹层板1的固定，节省成本，还能便于顶边支撑结构3和侧边支撑结构2在激光焊接夹层板1的边缘上滑动，实现对激光焊接夹层板1与目标上部模块桁架4相对位置的调节，方便安装。

更加具体的，下面板12的两侧边和顶边上开设有若干腰圆焊接孔121，通过腰圆焊接孔121将下面板12与侧边支撑结构2和顶边支撑结构3焊接，形成衬焊焊缝6，保证了下面板12与侧边支撑结构2和顶边支撑结构3的连接强度，对夹芯层结构13的支撑更有效，能够充分发挥夹芯层结构13压皱吸能的优势，结果更稳定。

作为优选的实施方式，夹芯层结构13的顶边的尺寸比上面板11或下面板12的顶边的尺寸小100mm～120mm，夹芯层结构13的两侧边的尺寸比上面板11或下面板12的两侧边的尺寸小100mm～120mm，便于侧边支撑结构2和顶边支撑结构3的安装和调节。

作为优选的实施方式，上面板11板厚为1mm～3mm，下面板12板厚为3mm～5mm，保证了下面板12能对夹芯层结构13有较大的支撑作用，提高防爆能力。

作为优选的实施方式，夹芯层结构13的厚度为100mm～200mm，且相邻的两“u”型折叠结构单元之间距离为150mm～250mm，每一“u”型折叠结构单元的开口夹角为60°～80°，保证了最优的吸能效率，优化防爆墙的防爆能力。

作为优选的实施方式，顶边支撑结构3和侧边支撑结构2的板厚为10mm～14mm，两帽沿宽度均为80mm～120mm，同时帽沿与帽筒顶面的之间的倾角为10°～15°，既能减少自重，又能提供维持激光焊接夹层板1安装的支撑强度，且倾角范围的设置能使剪切变形模式下柔度最大化，更不易发生失效，减小整体撕裂而降低防爆能力的机率。

作为优选的实施方式，腰圆焊接孔121的宽度为30mm，长度为100mm，在保证下面板12强度的情况下加强了下面板12与顶边支撑结构3和侧边支撑结构2的连接强度，稳定性更高。

本实施例提供的u型激光焊接夹层板防爆墙，包括将夹芯层结构13设置于上面板11和下面之间的激光焊接夹层板1，将激光焊接夹层板1的顶边和两侧边分别焊接于目标上部模块桁架4上的顶边支撑结构3和侧边支撑结构2；将夹芯层结构13设置呈“u”型折叠结构，并将“u”型折叠结构激光焊接于上面板11和下面板12上，面内弯曲刚度更大、比强更高、夹芯层结构13吸能效率更高，使得防爆墙在爆炸冲击载荷下的塑性变形较小，抵抗爆炸设计载荷能力更强，并且空间占用更小，自重更轻，更适用于海上平台；并且设置顶边支撑结构3和侧边支撑结构2进行安装，适应性更高，安装工艺更简单。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。