基于八等分斜口測量計算補償法的管道組對方法

韓瑜 丁旭強 李牛牛(國家管網(wǎng)集團西部管道新疆輸油氣分公司哈密維搶修隊，新疆 哈密 839000)

0 引言

在管道實際的連接過程中，經(jīng)常會遇到中心線發(fā)生一定位移的管道連接，這就大大增加了管道的連接難度，對操作人員的專業(yè)水平提出了非常高的要求，一旦組對質(zhì)量不符合要求，就會給管道連接的有效性造成不利影響。因此，為了確保管道的連接質(zhì)量符合國家相關(guān)標準規(guī)范的要求，就要對管道組對進行系統(tǒng)全面的分析研究，采取有針對性的組對方法，將各種誤差限制在較小的范圍內(nèi)。通過將八等分斜口測量計算補償法用于指導(dǎo)管道組對工作，能夠降低管道的組對難度，為管道的連接質(zhì)量提供了可靠保障。

1 測量

對需要進行組對的管材基礎(chǔ)尺寸做系統(tǒng)全面的掌握，并制定有針對性的組對方法，就要對其尺寸進行準確的測量，進而為后續(xù)的計算提供客觀真實地數(shù)據(jù)支持。八等分斜口測量計算補償法具有較高的精度，在實際的管道連頭工作中獲得了廣泛的應(yīng)用，下面就進一步論述該方法的具體操作過程。

1.1 測量固定管口和短管

分別測量固定管口和短管的周長，并測量固定管平直度、橢圓度及壁厚，做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄。在實際的測量過程中，為了盡可能降低人為誤差對測量結(jié)果所造成的不利影響，可以進行多次測量，并取平均值作為最終的測量結(jié)果，這樣就能將人為誤差控制在合理的范圍內(nèi)，確保測量結(jié)果能夠客觀真實地反映管道尺寸。其中，由于鋼材等級低、壁厚薄的管道難以避免會發(fā)生一定程度的變形，直接對直徑進行測量具有較大的誤差，因此，通過測量周長和壁厚，再計算出固定口和短管的實際管徑，進而降低管徑變形所造成的不利影響，避免組對時管口錯邊，影響焊接質(zhì)量。由于兩固定管的橢圓度不盡相同，管口之間的連線并不能如實反映斜口的真實尺寸，為了能夠?qū)烧叩膶嶋H尺寸進行準確的測量，這就需要對兩個固定口的橢圓度進行準確的測量。

1.2 確定等分線和基準線

等分線和基準線對于管道的組對質(zhì)量具有決定性的影響，在實際的工作過程中要予以充分的重視，可以按照下述步驟確定等分線和基準線。

(1)用水平尺配合直角尺劃出兩固定口的上心線，做好標記，以上心線為起點，將固定管和短管的管口周長沿圓周方向八等分。在固定管管口準確的畫出8處測量點位置，并按照順序依次進行編號，兩管口的編號要一一對應(yīng)，采用同樣的方式在短管對應(yīng)的位置劃出8條等分線。

(2)在短管用圈帶精確劃出兩道基準圓周線，并進行相互比對測量是否準確，確保其能夠?qū)A周進行準確的標注。此外，由于基準圓周線通過螺旋焊縫時，易產(chǎn)生0.5mm～2mm的誤差，這就會對焊接質(zhì)量造成不利影響，如圖1所示。為了盡可能的降低誤差，需再劃一道不在焊縫的基準線進行比對，確定其誤差尺寸，提高基準線的精度。

圖1 基準圓周線過螺旋焊縫示意圖

1.3 測量基準口斜口尺寸、管口長度以及對角線尺寸

選取任一端固定口做基準口，用粉線配合直角尺分別測量兩固定管口垂直和水平兩個方向斜口尺寸的最大值h(如圖2所示)；用鋼卷尺測出兩固定管口八個對應(yīng)點長度尺寸及四個對角線尺寸，以上尺寸均做好記錄。其中，在對固定管口斜口尺寸進行測量的過程中，采用直角尺靠近管道內(nèi)壁測出其尺寸，由于在短管下短管壁外側(cè)不能如實反映真實角度，需進行壁厚差計算，進而得出真實斜口尺寸，這在實際的測量過程中要予以充分的重視，避免造成過大的測量誤差。

2 計算

得出兩個方向的外壁斜口尺寸后，依據(jù)圖2，得出八等分點補償系數(shù)，再通過系數(shù)計算出8個斜口的準確補償尺寸h、h1、h2、h3，并在組對管道上做好相應(yīng)的標記。

圖2 斜口尺寸計算示意圖

采用的計算公式主要為：

在系統(tǒng)所有功能完成后，進行測試保證基本功能全部實現(xiàn)。其主要測試系統(tǒng)功能是否錯誤或者是否有遺漏、是否有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤、性能是否能夠接受等。本研究對開發(fā)的系統(tǒng)采取了黑盒測試。測試顯示社區(qū)門診服務(wù)系統(tǒng)三個流程基本都能實現(xiàn)。本社區(qū)門診系統(tǒng)中病人不需要做任何操作，非常方便，掛號員醫(yī)生和收費員得操作也不是特別復(fù)雜，只需要選者相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。操作簡單，功能齊全，對幫助人們在社區(qū)就診系統(tǒng)的效率提升和看病體驗有積極作用。

h/h1=D/(R+a)

h1=(R+a)h/D=R(1+cos45°)/2R=1/2+1/2*cos45°=0.5+0.535=0.8535h

h2=1/2h

h3=(R-b)h/D=R(1-cos45°)/2R=1/2-1/2*cos45°=0.1465h

其中：a=b

3 下料

3.1 基準口(短管)劃線

(1)基準口和等分點的確定。選取短管一端為基準口，同時要考慮固定管口兩側(cè)螺旋焊縫之間的位置錯開100mm以上。在短管上劃出八個對應(yīng)等分點的準確位置，考慮兩焊縫位置基礎(chǔ)上依次編號標注。

(2)基準口尺寸定點和劃線。將短管的基準圓周線作為基準，在8條等分線上依次向外用劃針劃出計算所得出的8個斜口尺寸數(shù)值，并用樣沖定點，用窄圈帶圈出斜口下料切割線。

3.2 切割基準口

3.3 基準口平面度修整

切割完成之后，由于其基準口的平面度較差，并不符合管道的組對要求，還需要進行更進一步的加工處理，為管道組對的順利進行提供可靠保障。通過對基準口的平面度進行有效的修整，確保其誤差不超過1mm。

3.4 尺寸口平面度修整

以基準口等分點為起點，在短管另一端依據(jù)固定口8處長度尺寸(去除兩間隙和坡口寬度尺寸)定出短管另一端尺寸的切割線，并嚴格按照切割線進行切割，確保其能夠滿足管道的組對要求。

4 復(fù)尺

(1)采用固定口垂直和水平方向測量處的四條對角線，對已切割完成的短管進行復(fù)尺測量，保證對口間隙，如圖3所示。當間隙超過設(shè)定的范圍后，需要對其進行調(diào)整，及時修復(fù)其中存在的問題，避免影響后續(xù)的組對工序(注：若鋼管橢圓度不好，測出的固定口對角線和短節(jié)對角線不能如實反映實際尺寸)。

圖3 測量出的對角線與短管對角線之間的間隙示意圖

表1 組對總間隙與固定口和短節(jié)對角線差值之間的對應(yīng)關(guān)系

(2)復(fù)測8條尺寸線的位置是否正確，只有尺寸線滿足要求，其切割質(zhì)量才能得到有效的保障。因此，需要對這8條尺寸線的具體位置進行準確復(fù)核，對于不符合要求的尺寸線要立即予以更改，確保其位置準確滿足組對要求。

(3)根據(jù)所測量的固定口和短管周長所計算出的管徑對內(nèi)壁進行處理，確保管道內(nèi)壁厚度能夠滿足組對要求。

(4)尺寸測量確認無誤后，還要對基準口和下料口坡口按照規(guī)范要求進行更進一步的平口打磨修理，確保管道焊接時間隙均勻。

(5)基準口坡口角度和光潔度滿足要求后，復(fù)測長度尺寸和對角線尺寸，只有其滿足要求后，才能對坡口進行鈍邊處理，確保組對的管道能夠進行有效的配合。

5 組對

(1)采用吊車進行吊管，管口組對采用外對口器，應(yīng)避免強力組對。

(2)連頭焊口的組對間隙和錯邊量要符合焊接工藝規(guī)程要求，并滿足表2中的相關(guān)規(guī)定。

表2 管口組對要求

(3)當根焊完成管道周長的50%以上且均勻分布時方可拆除外對口器。

6 結(jié)語

總而言之，管道組對的質(zhì)量對于管道的連接質(zhì)量具有決定性的影響，通過將八等分斜口測量計算補償法有效的運用于管道組對工作中，能夠在一定程度上提高管道的組對質(zhì)量，將管道組對過程中存在的誤差限制在合理的范圍內(nèi)，為后序焊接工序打好基礎(chǔ)，進而確保管道的連接質(zhì)量符合要求，為各種介質(zhì)的順利輸送提供可靠保障，從而為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。