切割设备
摘要:在进行油气管道的新建、扩建、改建和抢修作业时,动火连头作业是关键工序。大口径管道施工受到地形限制,管线容易弹性变形,增加了测量和组对的难度,也影响焊接难度和工程时间。本文总结了提升作业质量的方法,包括学习标准规范、采用垂直投影法、测量下料和组对等技能,以及使用特定工具。这些改进措施有助于提高动火连头组对质量。关键词:动火连头;管道测量;管道组对;质量在油气管道新建、扩建、改建和进行换管抢修作业时,动火连头作业都是必不可少的关键工序。大口径管道现场施工受地形限制等因素,管线开挖长度较小,原管道断开后受各种应力影响经常会发生弹性变形,给正常下料(同心同轴的工况)带来一定的难度,导致管道组对间隙不均匀,出现局部过大或过小的现象,增加了焊接难度又延长了作业时间。通过提升作业人员技能、改进作业工具、完善作业环境和现场管理,提高管道动火连头组对的质量。1.技术技能要求为提高大口径输气管道动火连头管道组对质量,管道安装工需要具备关键技能,包括管道测量、下料、切割、组对等。管道测量需要正确测量出管件中心高、管口椭圆度、几何角度偏差、摆头偏差、正口偏差、大角度大倍数弯管中心转弯点,并能进行相应的计算和补偿。标准规范的学习也很重要,确保作业符合规范要求。如图1。图1各形态管段连头示意1.1标准规范根据换管作业通用要求"弯头和弯管不应使用褶皱弯和虾米弯,管子对接偏差不应大于3度",对于动火连头中出现管线弹性变形发生位移时,根据测量的偏差数据和下料管道的长度、直径尺寸计算出连接管口偏转角不大于3度,是可以做斜口连头的。直管段长度应不小于1倍的管道直径,且不小于mm,可根据现场情况制定合适长度,使管口偏转角即连头斜口角度在规范标准内。管道对接时,制管焊缝之间应错开mm以上,直缝管的直焊缝应位于易检修的位置,而不应在底部,管道端口圆度超标时应进行校圆,不等壁厚管道组对应提前完成壁厚减薄处理。1.2"垂直投影法"在实践中,发现连头管口会出现类似叠加角的情况,管口纵向、横向都存在偏转角,只有对叠加角了解透彻,下料时才会精准。还要考虑到现场开挖管线长度及天气温度的变化,注意热胀冷缩带来的影响。采用“垂直投影法”可确保组对件与原管道相互垂直,各中心点位置对应。这一方法可以有效地帮助确定组对件管口的位置和切割点。如图2。

图2垂直投影法应用现场

1.3直管段测量下料在处理直管段连头(不同心不同轴)时,以下是详细的操作步骤:测量原管口和下料新管口:首先,使用水平尺、钢板尺或钢盘尺,将动火连头的原管管口和下料新管管口标记,确保它们处于相同的中心线上。检查两个旧管口是否正口,同时确保它们的平面度在规定范围内。如果出现超标的情况,进行修磨。绘制中心线:在两个旧管口12点(纵向)中心线位置,拉一条细线。这将作为测量的基准线。测量纵向斜口尺寸:使用大直角尺,从12点到6点的垂直方向测量旧管口与细线之间的夹角。大直角尺的一端以细线为参照与其平行,同时另一端贴住管口上下的任意一点。在这个过程中,如果发现有一点与大直角尺的一端之间存在间隙,这个间隙的大小就是下料管的纵向斜口尺寸。同样的方法,你也可以测量两个旧管口9点至3点(横向)的斜口数值。绘制正口线:使用圈带画出正口线。正口线是下料管的斜口的基础线。它必须准确无误。校正纵向斜口:在下料管的12点和6点中心线位置,以正口线为基点,返出测得的纵向斜口值的1/2值。同样的步骤,你也需要绘制横向斜口点,并连接这四个点。这个线条表示下料位置。进行切割:在标出的线条上进行切割。确保切割是精确的,不要出现偏差。切割后,使用平口圈进行修口,以确保管口在规定范围内。进行复尺修口:切割完毕后,必须进行复尺修口。这涉及到检查每个点的长度,减去两个焊缝间隙和一个坡口尖长。确保各点的长度准确无误。分布较大的错边:如果尺寸偏差导致某个点有较大的偏差,应该沿管口圆周将这些偏差均匀分布。重复测量和核验:整个过程中,测量下料和切割是关键步骤。确保在测量下料时有两人进行复尺,核验测量数据的准确性。切割前的调试:在正式切割之前,必须对切割嘴进行调试,以确保切割的角度符合焊接工艺规程。割嘴的火焰要通透有力,以确保切割后管口平滑,没有豁牙。这些步骤有助于确保在处理直管段连头时,测量、下料和切割工作都能按照精确的规格进行。如图3。

图3直管段测量下料现场

1.4三通、弯头测量下料掌握了叠加角的画法,三通连头、弯头连头也是大同小异。只要管口偏转角不大于3度,可以用斜口补偿法下料,每个环节都要严把关,不可出现过大的累积误差(图4)。在实际施工中,对于高难度的连头,需要团队共同确认方案后去执行,如何测量下料是关键步骤,这就需要管道安装工有很好的沟通能力、良好的表达能力及过硬的专业技术。

图4三通焊接作业现场

2.工器具的开发应用工欲善其事,必先利其器。对于大口径输气管道动火连头管道组对作业,北京管道公司自主研制的工器具经实际运用,证明可以有效提高测量下料切组对质量。2.1长尺寸90度角尺利用轻型方钢焊制而成,角尺一端长1.4m另一端长0.6m,可满足Φmm、Φmm管口测量使用。该尺不易变形、轻便耐用,90度角精确可校可调,在大口径管道动火连头测量中起着关键作用。2.2画线圈这是一种可以套在管道上画线的钢圈,规格比管道直径大15mm,有4条均匀分布的螺丝可固定在管道上,机加工的端面平直光滑,利于在管道上顺畅画线。画线圈主要用于画斜口线,根据三点一线的原理,在管道上也可以三点一圈,下料时画第四点的目的在于验证前三点是否正确。如三点不成圈,肯定有出错的环节,要及时核对尺寸(图5)。

图5画线圈作业现场

2.3平口圈和画线圈类似,内径尺寸比管道内径小10mm,外径尺寸比管道外径大10mm,机加工的平面精度较高,采用高硬度钢板制作,可以靠在切割后的管口上,检验管口是否平直,直观耐用不易变形。2.4火焰切割机微调杆在以往切割管道斜口时,火焰切割机进给手轮经常卡涩迟钝,切割的斜口里出外进,修磨量很大,容易造成较大误差。改装后的微调杆,灵活轻便,进给量适中,无振动。经实践证明,切割斜口效果良好,尺寸控制精确。3.作业环境及现场管理作业环境包括设备机具布置、作业坑开挖和场地环境。自然气象条件也要考虑,包括大雨、大风、高温、寒冷和夜间作业。管理层需要制定合理的练兵计划、专业技术培训、创新改造研发和绩效考核等制度,以提高管道组对质量并确保工作的安全性。这些方法和工具的应用可以帮助提高大口径输气管道动火连头管道组对的质量,减少错误和提高效率。这些经验可以为同行提供有用的参考。

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