一種大型匯氣管制作方法
2023-05-04 13:53:21
一種大型匯氣管制作方法
【專利摘要】一種大型匯氣管制作方法，具體包括以下步驟：（1）劃線：在匯氣總管上劃出十字中分線，在十字中分線上定下圓心點；（2）開孔：根據支管直徑按周長比計算出補償量，差額部分為孔徑，在圓心點處鑽出橢圓形孔；（3）加熱；（4）拔口：使用拔口裝置對匯氣總管上的橢圓形孔進行拔口作業，拔口後的圓形開口與支管外徑大小一致；（5）焊接：根據支管的長短在圓形開口處焊接支管和法蘭。本發明設計合理、易於操作，能根據各支管口徑大小不一，間距、位置、壁厚不等，長度較長的匯氣總管進行製作，具有易於操作、生產效率高，拔口質量好的特點。
【專利說明】一種大型匯氣管制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於壓力管道生產【技術領域】，尤其涉及一種大型匯氣管制作方法。
【背景技術】
[0002]匯氣管是石油、天然氣集輸中必不可少的重要設備之一。它與管道直接相連，工作壓力從零點幾兆帕到十多兆帕、直徑從幾百毫米到一千毫米以上、長度從幾米到十多米的都有，它兼有管道和壓力容器的特徵。國標《輸氣管道工程設計規範》(GB50251-2003以下簡稱《設計規範》)中將其視為管道附件，而其工作壓力、幾何尺寸和工作介質的條件組合又符合國家質量技術監督局頒發的《壓力容器安全技術監察規程》(以下簡稱《容規》)的管轄範圍。因此，匯氣管在設計、製造、使用和維護中，不管是按管道附件對待還是按壓力容器對待，在匯氣總管上進行拔口是必不可少的製作工序。
[0003]在天然氣、石油集輸和長輸管道工程中，需要使用大量匯氣管進行天然氣的匯集和分配。作為壓力管道設備的匯氣管，在筒體開口的結構上有兩種形式，一類是傳統的焊接結構，另一類是開口模壓拔制結構。焊接結構即匯氣管上的開口接管採用無縫鋼管或鍛制加厚接管與筒體焊接，其特點是製造工藝比較成熟、簡單，適用於壓力比較低的匯氣管和壓力容器。拔制結構即對筒體上開口位置以加熱方式用模具在壓力下拔出一個開口接管，接管與筒體是一個整體，其過渡區為圓弧過渡形式。對於拔制工藝，主管壁厚不僅要滿足高壓下的強度要求，還要為支管提供所有材質並滿足開孔補強，因此，拔制工藝主管的筒體壁厚相對較厚；另外，受拔制水平的影響，開口接管的拔制高度不會太高。但是對於高壓匯氣管，開口模壓拔制結構在外觀、結構受力和焊接接頭缺陷的避免上都優於開口焊接結構。為此，以陝京二線京58地下儲氣庫群某IOMPa採氣生產匯氣管的設計為例，介紹開口模壓拔制高壓匯氣管的具體設計過程，包括主要參數的計算、壁厚計算公式與GB150內壓圓筒計算公式的比較以及重要結構參數的確定。
[0004]隨著我國新能源的開發，石油，天燃氣輸氣站集輸及分配對匯氣管的要求更加嚴格和苛刻，對匯氣管不僅要滿足開機啟動和尾端用氣點用氣需求，同時中間也需要用各種管徑大小不一，間距、位置、壁厚不等的支管來平穩氣流，更進一步的緩衝和平衡各方來氣壓力和流量。而作為管道生產企業，如果用炭火或鍋爐加熱，溫度不勻，局部溫差過大，不利於成型，不僅浪費了人力，物力和財力，而且生產效率低，質量難以保證，更無法滿足客戶的高標準需求。況且匯氣管是天然氣集輸和分配中必不可少的設備，它具有壓力高，數量大的特點，想要實現在上面拔出一個開口接管，並且開口的過渡區為圓弧形式，實屬困難。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種易於操作、生產效率高、提高匯氣管產品質量的大型匯氣管制作方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:一種大型匯氣管制作方法，具體包括以下步驟， (1)、劃線:在匯氣總管上劃出十字中分線，在十字中分線上定下圓心點；
(2)、開孔:根據支管直徑按周長比計算出補償量，差額部分為孔徑，在圓心點處鑽出橢圓形孔；
(3)、加熱:用烤槍對橢圓孔部位進行加熱，將匯氣總管的橢圓形孔處的區域加熱到900-1000°C ；
(4)、拔口:使用拔口裝置對匯氣總管上的橢圓形孔進行拔口作業，在拔口的同時繼續加熱，溫度保持在900-1000°C，拔口後的圓形開口與支管外徑大小一致；
(5)、焊接:根據支管的長短在圓形開口處焊接支管和法蘭。
[0007]所述步驟(I)中匯氣總管上要連接雙排或多排並呈一定角度的匯氣支管時，先劃出多條十字中分線，以其中一條中分線為準，計算出角度所對應的弧長，然後在匯氣總管上量出弧長，連接多點定一條直線。
[0008]所述步驟(4)中的拔口裝置包括壓力機、設在壓力機下方的線盤纏繞機構、芯頭和鐵絲,壓力機的動力驅動端水平設有一個轉軸,鐵絲繞在轉軸上並纏繞固定在線盤纏繞機構上，鐵絲的外端與芯頭連接。
[0009]所述線盤纏繞機構包括兩個支座和一個線盤，線盤通過中心軸轉動連接在兩個支座上，中心軸兩端分別設有搖把，兩個支座之間設有連接板，連接板上設有掛鈎。
[0010]所述芯頭包括芯棒和拔口圓盤，芯棒一端垂直設在拔口圓盤中心，芯棒另一端設有與鐵絲連接的連接環，芯棒側部在臨近連接環處設有連接槽，拔口圓盤的圓周邊緣圓弧過渡。
[0011]所述步驟(4)的具體步驟為:將線盤纏繞機構的兩個支座放置到匯氣總管上，掛鈎掛到匯氣總管一埠處，為避免加熱過程中鐵絲被燒斷，當溫度加熱到900-1000°C時，迅速將鐵絲由下而上穿過壓力機底部的通孔後繞過轉軸，再由橢圓孔穿入到匯氣總管內，在由匯氣總管一端穿出並與芯棒上的連接環連接；將搖把固定，壓力機的驅動端由下向上提，這樣就可以將通過鐵絲拉動芯頭向橢圓孔處移動，等到壓力機的動力驅動端上升到最上端後再降到最下端，然後轉動搖把將鐵絲纏繞到線盤上並張緊鐵絲，繼續操作壓力機進行拉動芯頭；經過幾次的來回拉動，將芯頭拉到橢圓孔處，使用夾持工具卡住連接槽，壓力機帶動夾持工具向外拉芯棒，在加熱的狀態下，帶動拔口圓盤自裡而外穿過橢圓孔，形成一個圓弧形的開口，最後根據支管尺寸大小，進行多次拔口，直至達到理想幾何尺寸。然後在對另一個橢圓孔進行拔口作業。
[0012]將掛鈎掛在匯氣總管的端部，這樣可以在拉動鐵絲時確保線盤纏繞機構的穩定性。
[0013]本發明採用直縫鋼管或無縫鋼管做為匯氣總管和匯氣支管的坯料，氣源用烤槍對匯氣總管局部加熱，以壓力機(液壓裝置)為動力，通過芯頭模具製作出想要規格的形狀，拔口裝置能對匯氣總管在加熱的情況下不同角度，不同位置的成型出相應的理想幾何尺寸，不僅節約成本，提高的效率，也大大滿足石油和天燃氣輸氣站在增加分支的情況下提高了管道輸氣量，和平穩氣壓作用的需求。
[0014]拔制匯氣管與GB150規定的普通壓力容器強度不同，匯氣支管最大拔出壁厚、圓弧過渡區曲率半徑、支管拔出高度、有效補強高度以及短節的長度都有相應規定及要求，設計時須嚴格遵照相關標準規定，仔細考慮它們的取值，確保匯氣管設計的安全可靠。[0015]匯氣主管、支匯氣管的名義厚度都是通過在一定範圍內(大於)假定一壁厚，計算並觀察結果是否滿足要求，在不斷的假定與調整中確定一個最佳值，可以利用計算機善於進行重複性計算的特點，編制相應的計算程序，優化設計過程，減少設計工作強度，縮短設計周期。
[0016]本發明設計合理、易於操作，能根據各支管口徑大小不一，間距、位置、壁厚不等，長度較長(一般應用於5米以上20米以下)的匯氣總管進行拔口作業，具有易於操作、生產效率高，拔口質量好的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明中拔口裝置的結構示意圖；
圖2是圖1中芯頭的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明的一種大型匯氣管制作方法，具體包括以下步驟:
(1)、劃線:在匯氣總管上劃出十字中分線，在十字中分線上定下圓心點；
(2)、開孔:根據支管直徑按周長比計算出補償量(計算公式及補償量的多少是本領域的公知技術)，差額部分為孔徑，在圓心點處鑽出橢圓形孔；
(3)、加熱:用烤槍對橢圓孔部位進行加熱，將匯氣總管的橢圓形孔處的區域加熱到900-1000°C ；
(4)、拔口:使用拔口裝置對匯氣總管上的橢圓形孔進行拔口作業，在拔口的同時繼續加熱，溫度保持在900-1000°C，拔口後的圓形開口與支管外徑大小一致；
(5)、焊接:根據支管的長短在圓形開口處焊接支管和法蘭。
[0019]所述步驟(I)中匯氣總管上要連接雙排或多排並呈一定角度的匯氣支管時，先劃出多條十字中分線，以其中一條中分線為準，計算出角度所對應的弧長，然後在匯氣總管上量出弧長，連接多點定一條直線。
[0020]如圖1和圖2所示，步驟(4)中的拔口裝置包括壓力機1、設在壓力機I下方的線盤纏繞機構、芯頭和鐵絲2，壓力機I的動力驅動端水平設有一個轉軸3，鐵絲2繞在轉軸3上並纏繞固定在線盤纏繞機構上，鐵絲2的外端與芯頭連接。
[0021]線盤纏繞機構包括兩個支座4和一個線盤5，線盤5通過中心軸6轉動連接在兩個支座4上，中心軸6兩端分別設有搖把7，兩個支座4之間設有連接板8，連接板8上設有掛鈎9。
[0022]芯頭包括芯棒10和拔口圓盤11，芯棒10 —端垂直設在拔口圓盤11中心，芯棒10另一端設有與鐵絲2連接的連接環12，芯棒10側部在臨近連接環12處設有連接槽13，先轉動搖把7使鐵絲2處於張緊狀態，拔口圓盤11的圓周邊緣圓弧過渡。
[0023]本發明當中的壓力機I為現有成熟技術，具體構造不再贅述。
[0024]步驟(4)的具體步驟為:匯氣總管14上橢圓孔15的大小要確保芯棒10能穿過，將線盤5纏繞機構的兩個支座4放置到匯氣總管14上，掛鈎9掛到匯氣總管14 一埠處，為避免加熱過程中鐵絲2被燒斷，當溫度加熱到900-1000°C時，迅速將鐵絲2由下而上穿過壓力機I底部的通孔後繞過轉軸3，再由橢圓孔15穿入到匯氣總管14內，在由匯氣總管14一端穿出並與芯棒10上的連接環12連接。將搖把7固定，壓力機I的驅動端由下向上提，這樣就可以將通過鐵絲2拉動芯頭向橢圓孔15處移動，等到壓力機I的動力驅動端上升到最上端後再降到最下端，然後轉動搖把7將鐵絲2纏繞到線盤5上並張緊鐵絲2，繼續操作壓力機I進行拉動芯頭。經過幾次的來回拉動，將芯頭拉到橢圓孔15處，在拉動的過程中，同時使用火槍對橢圓孔15處的管壁進行加熱，加熱溫度達到900-1000°C時，芯棒10穿出橢圓孔15，使用夾持工具(火鉗)卡住連接槽13，壓力機I帶動夾持工具向外拉芯棒10，在加熱的狀態下，帶動拔口圓盤11自裡而外穿過橢圓孔15，形成一個圓弧形的開口，最後根據支管尺寸大小，進行多次拔口，直至達到理想幾何尺寸。上述工序完成後，接著對另一個橢圓孔15進行拔口作業。
[0025]將掛鈎9掛在匯氣總管14的端部，這樣可以在拉動鐵絲2時確保線盤纏繞機構的穩定性。
[0026]本實施例並非對本發明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種大型匯氣管制作方法，其特徵在於:具體包括以下步驟， (1)、劃線:在匯氣總管上劃出十字中分線，在十字中分線上定下圓心點； (2)、開孔:根據支管直徑按周長比計算出補償量，差額部分為孔徑，在圓心點處鑽出橢圓形孔； (3)、加熱:用烤槍對橢圓孔部位進行加熱，將匯氣總管的橢圓形孔處的區域加熱到900-1000°C ； (4)、拔口:使用拔口裝置對匯氣總管上的橢圓形孔進行拔口作業，在拔口的同時繼續加熱，溫度保持在900-1000°C，拔口後的圓形開口與支管外徑大小一致； (5)、焊接:根據支管的長短在圓形開口處焊接支管和法蘭。
2.根據權利要求1所述的一種大型匯氣管制作方法，其特徵在於:所述步驟(I)中匯氣總管上要連接雙排或多排並呈一定角度的匯氣支管時，先劃出多條十字中分線，以其中一條中分線為準，計算出角度所對應的弧長，然後在匯氣總管上量出弧長，連接多點定一條直線。
3.根據權利要求1所述的一種大型匯氣管制作方法，其特徵在於:所述步驟(4)中的拔口裝置包括壓力機、設在壓力機下方的線盤纏繞機構、芯頭和鐵絲，壓力機的動力驅動端水平設有一個轉軸，鐵絲繞在轉軸上並纏繞固定在線盤纏繞機構上，鐵絲的外端與芯頭連接。
4.根據權利要求3所述的一種大型匯氣管制作方法，其特徵在於:所述線盤纏繞機構包括兩個支座和一個線盤，線盤通過中心軸轉動連接在兩個支座上，中心軸兩端分別設有搖把，兩個支座之間設有連接板，連接板上設有掛鈎。
5.根據權利要求4所述的一種大型匯氣管制作方法，其特徵在於:所述芯頭包括芯棒和拔口圓盤，芯棒一端垂直設在拔口圓盤中心，芯棒另一端設有與鐵絲連接的連接環，芯棒側部在臨近連接環處設有連接槽，拔口圓盤的圓周邊緣圓弧過渡。
6.根據權利要求5所述的一種大型匯氣管制作方法，其特徵在於:所述步驟(4)的具體步驟為:將線盤纏繞機構的兩個支座放置到匯氣總管上，掛鈎掛到匯氣總管一埠處，為避免加熱過程中鐵絲被燒斷，當溫度加熱到900-100(TC時，迅速將鐵絲由下而上穿過壓力機底部的通孔後繞過轉軸，再由橢圓孔穿入到匯氣總管內，在由匯氣總管一端穿出並與芯棒上的連接環連接；將搖把固定，壓力機的驅動端由下向上提，這樣就可以將通過鐵絲拉動芯頭向橢圓孔處移動，等到壓力機的動力驅動端上升到最上端後再降到最下端，然後轉動搖把將鐵絲纏繞到線盤上並張緊鐵絲，繼續操作壓力機進行拉動芯頭；經過幾次的來回拉動，將芯頭拉到橢圓孔處，使用夾持工具卡住連接槽，壓力機帶動夾持工具向外拉芯棒，在加熱的狀態下，帶動拔口圓盤自裡而外穿過橢圓孔，形成一個圓弧形的開口，最後根據支管尺寸大小，進行多次拔口，直至達到理想幾何尺寸，然後在對另一個橢圓孔進行拔口作業。
【文檔編號】B23P15/00GK103949849SQ201410144437
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】何清, 張付峰, 袁希海, 任如真, 張學軍, 白楊, 康佳音 申請人:鄭州萬達管件製造有限公司