固定管線來回彎的測量計算連接方法

王偉 齊林 饒雪飛

摘 ? 要：為了實現兩端固定管線的連接，通過相應的公式、定理以及測量計算，求得中間來回彎管的彎頭和直管段，并進行準確下料和組對。完成來回彎管與兩端固定管線的連接（碰死口），使兩端管線封閉。經現場實際操作，采用固定管口來回彎的測量、計算、制作方法后，彎頭、直管段下料十分精準，不受場地限制，效率高、速度快。

關鍵詞：固定管線 ?來回彎管 ?測量計算 ?下料組對 ?精準 ?速度快

中圖分類號：TU198 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0023-02

在中長距離的管道施工或維搶修作業過程中，進行管道的封閉連接（俗稱碰死口或稱連頭）是必不可少的環節[1]，即：將兩段已組對焊接成的管道連接在一起。因此，管線的測量、計算、下料、對口在管線的施工作業及管線的換管、維修作業中非常重要，只有熟練地掌握這些方法，在管線的正常施工作業或維搶修作業中就會得心應手[2]，既能提高質量，又能提高速度。本文主要是針對兩側平行的固定管線存在高低差以及左右偏移的情況下，將兩側管線進行連頭（碰死口）組對。

1 ?固定管線來回彎管的測量、計算、制作步驟

本文所實現的是兩側平行的固定管線存在高低差以及左右偏移的情況下，將兩側管線進行連頭（碰死口）組對，這里指的就是制作中間來回彎管整體組對到兩側管線[3-4]。

1.1 工具準備

水平尺、鋼板尺（長1m）、卷尺（5m）、滑石筆、手錘、一字螺絲刀、拉線桿、險墜、不銹鋼方管丁字尺（自制）、紫銅圈帶、細線繩、角磨機、銼刀、撬棍（長0.4m）、直角尺、計算器

1.2 測量、計算、下料及步驟

第一步，測量兩側管線管口的間距L、兩管線中心線之間的上下高低差a、兩管口之間左右（水平）的偏移量b[5]。第二步，通過管線偏移量b和兩管口上下高低差a計算兩側管線中心線間距H。根據勾股定理H2=a2+b2，即：，計算出長度H。第三步，畫出兩側管線的四條中線，即上中線1，下中線3，左中線2，右中線4。方法：用水平和直角尺先畫出管線上部中線，并實量（或計算）管線圓周長度，平均分成4等分，畫出另外三條中線[6]。第四步，計算并畫出偏移后的新四條中線，通過計算偏移角度∠β，算出偏移弧長，依次在管線上量出弧長11′，即得：1′、2′、3′、4′中線。下一步對口就是以1′、2′、3′、4′中線為準進行找對，并對兩側的管口進行修口（用平圈找平）。第五步，計算中線偏移圓心角度。tgβ= b/a，查反三角函數表或通過計算器算得∠β。第六步，偏移弧長11′=∠βлD/360（D為管線直徑）。

1.3 彎頭的測量方法及修口

用丁字尺搭在彎頭的兩端和中間，并用水平將彎頭找平。用上述方法同樣畫出彎頭的4條中線。也是上部中線為1′，即：1′、2′、3′、4′四條中線。同時實測彎頭的曲率半徑R（或者通過R與D的倍數關系確定彎頭的曲率半徑R），即在彎頭上部中線處固定線繩的一點，并順著丁字尺的垂直段拉直線繩，同樣移動丁字尺到另一個部位，并固定一條線繩拉直，兩線繩的交點即為彎頭曲率半徑的圓心，實測圓心到彎頭中線間的間距就是彎頭的實際曲率半徑（或者通過彎頭直徑的倍數計算彎頭的曲率半徑也可，不過有一定的誤差）。修彎頭口，用線繩或直尺過一側彎頭口的兩條中線并沿曲率半徑方向，并用拐尺一邊與線繩成一條直線，并移動拐尺靠近另一側彎頭口，找出彎頭口偏差，并進行修復。計算彎頭弧心角、彎頭里弧、中弧、外弧長度以及中間直管段長度，并下料。

取C為AB段的中點，作垂線為CD線與OD成直角，同時將其它線也連接起來。計算彎頭弧心角。先計算CD長度，即：CD= R-H +1/2H。再計算角∠COD，即：tg∠COD=CD/OD，查反三角函數表或通過計算器算得∠COD。

按照計算將彎頭劃線，并下出兩個同樣角度的彎頭，同時將中間直管段下料。將兩個下料后的彎頭和直管段對口焊接，并進行整體組對，將組對后的彎頭和直管段整體吊裝，再與兩側固定管線對口焊接，注意所有中線要對齊，此時固定管口來回彎管的測量、下料、對口完成。

2 ?注意事項

根據測量的尺寸，在管材上合理布置下料切線，下料應準確。管子切割質量應符合切口表面平整，無裂紋、重皮、毛刺、凸凹、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等。管子切口端面傾斜偏差不應大于管子外徑的1%，且不超過3mm。管壁厚度≥3.5mm或板厚度≥4mm，應開坡口，坡口10～20mm處應打磨出金屬光澤，要保證坡口兩側表面無氧化皮、熔渣及影響焊接質量的雜質。管口應按要求進行打磨、俢口，氬弧焊焊接時應打磨內口。管道對接焊口的組對應做到內壁齊平，內壁錯邊量不宜超過壁厚的10%，且不大于2mm，組對時不得強行組對。對口間隙應符合要求。管線和來回彎組對連接采用整體吊裝，中線對正。碰死口采用外對口器，根焊完成50%以上方可拆除對口器。連頭碰死口采用溝上預制，溝下組裝，吊裝預制件時，吊具必須固定牢靠，以免發生人員傷亡等惡性事故。

3 ?結語

經現場管線連接（碰死口）的實際操作，通過相應的公式、定理以及測量計算的便捷方法，完成的來回彎管與兩端固定管線的連接（碰死口），使兩端管線封閉，此方法使得彎頭、直管段下料十分精準，來回彎管的組對快，來回彎管與兩端管線對口連接不受場地限制，效率高、速度快。

參考文獻

[1] 胡方.海洋工程中膨脹彎的測量計算與安裝[J].技術與市場，2016，23（6）：161-162.

[2] 王海濤，蘇志軍，李琛，等.一種新的三維地下管線銜接模型算法研究[J].測繪工程，2017，26（10）：59-62.

[3] 戚蒿，李一凡，鄧冠華.LBL聲學定位技術在深水膨脹彎測量中的應用[J].船海工程，2017，46（5）：164-166.

[4] 秦微.平面內管道來回彎的計算與放樣[J].化工管理， 2015（20）：72-73.

[5] 李秀鋒，馮現洪，趙黨.含在線管匯的深水海底管道熱膨脹計算[J].海洋工程裝備與技術，2015，2（1）：28-31.

[6] 孟曉寧，王寶華.圖形處理中GPU固定渲染管線的研究[J].集成電路應用，2018（2）：90-94.