CN101463923B - 一种夹套管的组装方法及其穿管装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹套管的组装方法及穿管装置，包括以下步骤：首先将夹套管的内管组对焊接，经热处理、焊缝检测及水压试验后，开始套装夹套管的外管；套装外管时，先将组对焊接后的内管提升，再将外管提升至内管的端部，在外管前后两端各安装一个穿管装置，然后将外管逐段平移套装在内管的外部；最后对各段外管进行焊接，组装完毕。本发明的组装方法具有施工用料节省、设备投入小、施工步骤简单且能有效保护夹套管管材等优点，其穿管装置具有结构简单、安装使用方便、节省施工用料和设备投入、简化施工步骤等优点。

Description

一种夹套管的组装方法及其穿管装置 

技术领域

本发明涉及一种管道的组装技术及组装过程中用到的装置，特别涉及一种应用于管道化溶出***的套管组装方法及穿管装置。 

背景技术

管道化溶出是近年来新建、扩建氧化铝厂采用的新技术，是拜耳法生产氧化铝的主要工序之一。管道化溶出***的核心装置就是一夹套管式的套管溶出器。目前的夹套管制作都是先将内管焊接好，试水、试压完毕后，再穿外管。在穿外管时通常用手动葫芦将内管固定在一定高度，然后采用铺设轨道的方法，用自制的小车将外管一段一段的穿过内管，然后再进行外管焊接。GB904714号英国专利文献还公开了一种管的改进方法，即在将外管套装于内管时，将外管的端部提升至内管的端部，然后通过安装在外管外圆周上的轮子带动其移动，将外管套装于内管上。现有的施工方法不仅一次性投入大，施工用料大，而且施工步骤繁琐，施工期限较长。相应的，现有的穿管装置也主要是采用小滑车配合轨道架设的组合装置，但该装置零组件多、安装复杂，且设备投入较大，使用也不太方便。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种施工用料节省、投入较小、施工步骤简单且能有效保护夹套管管材的夹套管的组装方法，还提供一种结构简单、安装使用方便、能有效节省施工用料和设备投入的用于夹套管组装中的穿管装置。 

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种夹套管的组装方法，包括以下步骤：首先将夹套管的内管组对焊接，经热处理、焊缝检测及水压试验后开始穿夹套管的外管；套装外管时，先将组对焊接后的内管提升，再将外管提升至内管的端部，在外管前后两端各安装一个穿管装置，然后将外管逐段平移套装在内管的外部；最后对各段外管进行焊接，组装完毕。 

上述的组装方法，具体包括以下步骤： 

(1)管道坡口的处理：将夹套管的内管和外管各段的端部加工出坡口，并对坡口进行清洁、磨光处理； 

(2)内管的组对、焊接及性能测试：将内管进行组对焊接，焊接完毕后对焊缝进行热处理，再进行焊缝检测；检测合格后进行内管的试水、试压测试； 

(3)穿外管：将组对焊接后的内管整体提升到设计高度，再将外管提升至内管的端部，在外管前后各安装一个所述的穿管装置，然后使外管在内管上平移，逐段前行至各节外管的安装位置； 

(4)外管的焊接：在外管管口安装内管导向装置，然后将穿好的外管逐段焊接，整个夹套管安装完毕。 

上述管道坡口的处理是用管道切割机将内管和外管加工成角度为30°±2.5°的单边V型坡口。 

上述内管的试水、试压测试方法为：内管通水后当压力达到试验压力后稳压10分钟，管道无变形为合格；再将压力降至设计压力并停压30分钟，以压力不降、无渗漏为合格。 

本发明还提供了一种用于上述夹套管组装工艺中的穿管装置，包括底板、两个滚轮组件和两个固定件，底板上对称开设有两个能卡住夹套管外管管壁端部的卡口，两个滚轮组件对称焊接于底板的一个端面上，两个固定件对称焊接于底板的另一个端面上；所述滚轮组件包括滚轮轴、滚轮支座和可绕滚轮轴旋转的滚轮，滚轮支座焊接于底板上，滚轮轴的一端焊接于底板上，滚轮轴的另一端固接于滚轮支座上，两滚轮相对于底板倾斜布置使其能与夹套管内管的外表面接触(滚轮相对于底板的倾斜夹角α一般取30°～50°)；所述固定件包括固定板和固定螺栓，固定板上开设有螺纹孔，固定螺栓与螺纹孔配合，两固定板相对于底板倾斜布置使固定螺栓能卡住夹套管外管的外表面(一般固定螺栓应垂直于外管外表面，对准外管截面圆心，而固定板端面则与固定螺栓垂直)；所述两个卡口、两个滚轮组件和两个固定件的对称面均为与底板垂直的同一平面； 

安装上述穿管装置时，先将卡口卡住夹套管外管管壁端部，再经过上下微调使两滚轮与夹套管内管的外表面接触，最后拧紧固定板上的固定螺栓使其卡住夹套管外管的外表面。 

与现有技术相比，本发明的优点在于提供了一种特别适用于氧化铝项目管道化溶出的夹套管制作组装工艺，该组装工艺首先能够很好地保证管道的焊接质量，减少焊材的损耗，节省施工用料；其次，在夹套管的组装过程中，由于穿管装置的使用，夹套管的内、外管材不易受到损坏，保证夹套管的安装质量和使用性能；再次，本发明穿管装置的制作、安装及使用过程简便，耗时短，能够大大提高夹套管组装施工的效率，缩短工期；最后，通过使用穿管装置，不需要架设轨道，也无须配置特殊施工设施和大型起重机具，减少了设备投入费用，提高了施工效率。此外，本发明提供的应用在夹套管组装施工中的穿管装置，该穿管装置结构简单，制造和加工相对容易，使用方便；将穿管装置应用在夹套管组装工艺中，可以大大节省施工费用及安装设备的投入，保证夹套管的安装质量。 

附图说明

图1为吊架结构示意图； 

图2为穿管装置的正视图； 

图3为穿管装置的俯视图； 

图4为穿管装置安装示意图； 

图5为本实施例三套管的吊装示意图。 

图例说明： 

1、底板           11、卡口 

2、滚轮组件       21、滚轮 

22、滚轮轴        23、滚轮支座 

3、固定件         31、固定板 

32、固定螺栓      4、吊架 

41、手动葫芦      42、立柱 

43、上横梁        44、吊耳 

5、外管           6、内管 

具体实施方式

实施例： 

如图1～图5所示，某一氧化铝项目(产能400kt/a)的管道化高压溶出工程采用的是三套管高压溶出器，该三套管属于夹套管的一种，即一根大的外管5中套三根小的内管6(见图4)，三根内管6的尺寸一样(实践中也可能不一样)，外管5尺寸为Φ426×10(即外径426mm，壁厚10mm，下同)，内管6尺寸为Φ133×10，该三套管长度为120m。该三套管按以下步骤进行组装： 

1、管道坡口的处理 

坡口的处理是采用管道切割机将三套管的各组成钢管(含内管和外管)端部加工成角度为30°±2.5°的单边V型坡口，同时将坡口表面的氧化皮、熔渣清除干净，并用角向磨光机和内圆磨光机打磨坡口两侧内外表面20mm范围内的油锈污物，使其露出金属光泽。 

2、内管的组对、焊接及性能测试 

在焊接平台上先采用卡具将内管6的管口固定好，再用靠尺检查管口是否错口，组对间隙2.0+0.5mm，经检查合格后点焊(采用四点固定)，定位焊的焊接工艺和材料与打底焊一致；然后卸除卡具，在三套管的安装位置将总长为120m的内管6(共12节，每节内管长10m)进行焊接，焊接时依次将固定焊点磨掉；焊后须认真做好清理工作，剔除飞溅，敲掉渣壳，用钢丝刷刷净焊缝表面污物； 

焊接完毕后所有焊缝均应进行焊后消除应力热处理，每道焊缝均需有控温柜自动记录的热处理曲线图；热处理后所有焊缝还应按设计要求进行焊缝检测，当焊缝有超标缺陷需要返修时，应按返修程序进行并遵照原焊接工艺的规定进行焊补，焊缝同一部位的返修次数不允许超过两次，超次返修的应找出缺陷产生的原因、制定返修措施并经质保 工程师批准，返修次数、部位和返修情况均应计入现场施焊记录中；在热处理后返修焊补的，焊补后还必须重新进行热处理，返修焊缝的焊补应由该焊缝的原施焊焊工承担； 

焊缝检测合格后进行内管的试水、试压，当压力达到试验压力后稳压10分钟，管道无变形为合格；再将压力降至设计压力并停压30分钟，以压力不降、无渗漏为合格。 

3、穿外管 

穿外管是本发明的关键步骤，其具体包括以下几道工序： 

首先，进行吊架的制作和安装；为了方便穿外管以及三套管的整体吊装，用三根I25a工字钢制作了如图1所示的吊架4，吊架4包括立柱42和上横梁43，上横梁43由两根立柱42支承，每隔12m安装一个吊架4；上横梁43上焊接有一个吊耳44(20mm钢板制作)，吊耳44上可悬挂一手动葫芦41； 

其次，进行穿管装置的制作和组装；为了避免内、外管母材之间的摩擦受损，根据内管6与外管5的尺寸制作穿管装置；如图2～图4所示，该穿管装置包括底板1(钢质，厚20mm)、两个滚轮组件2和两个固定件3，底板1上对称开设有两个能卡住夹套管外管管壁端部的卡口11(卡口11沿底板厚度方向为全通孔，沿底板宽度方向为半通孔)，卡口11的两相对面互相平行且与底板端面成一夹角β，两相对面的距离a大于外管5的壁厚，这样便于穿管装置能够卡住三套管外管壁的端部；两个滚轮组件2对称焊接于底板1的一个端面上，两个固定件3对称焊接于底板1的另一个端面上；两个卡口11、两个滚轮组件2和两个固定件3的对称面均是指与底板1垂直且沿底板宽度方向上将底板平分的对称面；滚轮组件2包括滚轮21(Φ40mm)、滚轮轴22和滚轮支座23，滚轮组件2是通过滚轮支座23与底板1焊接；滚轮21一端通过滚轮轴22焊接于底板1上，滚轮21另一端通过滚轮轴22固接于滚轮支座23上，两滚轮相对于底板1倾斜布置(夹角为α)使其能与夹套管内管6的外表面接触，使用时通过滚轮在内管6外表面上的滚动以进行平移；固定件3包括固定板31和固定螺栓32(Φ12mm)，固定板31上开设有一螺纹孔，固定螺栓32与螺纹孔配合，两固定板31相对于底板1倾斜布置(夹角为γ)，使用时通过拧紧固定板31上的固定螺栓32以卡住外管5的管壁来固定穿管装置并支撑外管5的重量； 

接下来进行穿外管；如图4、图5所示，因为本实施例的夹套管为三套管，因此穿外管时首先将每组的三根内管6用钢丝绳捆绑成“品”字形，然后同时拉动每个吊架4上设置的手动葫芦41，将组对焊接后的三根内管6整体提升600～700mm；然后利用手动葫芦41将外管5提升至内管的端部，在每节外管5的前后各安装一个穿管装置；安装穿管装置时，先将卡口11卡住夹套管外管5的管壁端部，再经过上下微调使两滚轮21与夹套管内管6的外表面接触，最后拧紧固定板31上的固定螺栓32使其卡住夹套管外管5的外表面；穿管装置安装 完毕后用卷扬机缓慢地拖动外管5在内管6上移动，逐段前行，前行中经过手动葫芦41的悬挂点时则松开拉绳，外管通过该悬挂点后再系上拉绳；当每节外管平移至安装位置时，在外管下部垫一工字钢支撑，再卸下穿管装置安装到下一节外管的两端继续平移套装下一节外管，直至所有外管套装完毕，相邻两节外管之间保留一定缝隙。 

4、外管的焊接 

焊接前，按设计要求要在距外管管口一端100mm处安装内管导向装置，然后将穿好的外管5一段一段的焊接起来，整个三套管组装完毕。 

Claims (7)

1.一种夹套管的组装方法，包括以下步骤：

(1)管道坡口的处理：将夹套管的内管和外管各段的端部加工出坡口，并对坡口进行清洁、磨光处理；

(2)内管的组对、焊接及性能测试：将所述夹套管的内管进行组对焊接，焊接完毕后对焊缝进行热处理，再进行焊缝检测；检测合格后进行内管的试水、试压测试；

(3)穿外管：将组对焊接后的内管整体提升到设计高度，再将外管提升至内管的端部，在外管前后各安装一个穿管装置，然后使外管在内管上平移，逐段前行至各节外管的安装位置并套装在内管的外部；

(4)外管的焊接：在外管管口安装内管导向装置，然后将穿好的外管逐段焊接，整个夹套管安装完毕。

2.根据权利要求1所述的组装方法，其特征在于所述管道坡口的处理是用管道切割机将内管和外管加工成角度为30°±2.5°的单边V型坡口。

3.根据权利要求1所述的组装方法，其特征在于所述内管的试水、试压测试方法为：内管通水后当压力达到试验压力后稳压10分钟，管道无变形为合格；再将压力降至设计压力并停压30分钟，以压力不降、无渗漏为合格。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的组装方法，其特征在于所述穿管装置包括底板、两个滚轮组件和两个固定件，底板上对称开设有两个能卡住夹套管外管管壁端部的卡口，两个滚轮组件对称焊接于底板的一个端面上，两个固定件对称焊接于底板的另一个端面上；所述滚轮组件包括滚轮轴、滚轮支座和可绕滚轮轴旋转的滚轮，滚轮支座焊接于底板上，滚轮轴的一端焊接于底板上，滚轮轴的另一端固接于滚轮支座上，两滚轮相对于底板倾斜布置使其能与夹套管内管的外表面接触；所述固定件包括固定板和固定螺栓，固定板上开设有螺纹孔，固定螺栓与螺纹孔配合，两固定板相对于底板倾斜布置使固定螺栓能卡住夹套管外管的外表面；所述两个卡口、两个滚轮组件和两个固定件的对称面为与底板垂直的同一平面；

安装上述穿管装置时，先将卡口卡住夹套管外管管壁端部，再经过上下微调使两滚轮与夹套管内管的外表面接触，最后拧紧固定板上的固定螺栓使其卡住夹套管外管的外表面。

5.一种用于权利要求1～3中任一项所述夹套管组装方法中的穿管装置，其特征在于所述穿管装置包括底板、两个滚轮组件和两个固定件，底板上对称开设有两个能卡住夹套管外管管壁端部的卡口，两个滚轮组件对称焊接于底板的一个端面上，两个固定件对称焊接于底板的另一个端面上；所述滚轮组件包括滚轮轴、滚轮支座和可绕滚轮轴旋转的滚轮，滚轮支座焊接于底板上，滚轮轴的一端焊接于底板上，滚轮轴的另一端固接于滚轮支座上，两滚轮相对于底板倾斜布置使其能与夹套管内管的外表面接触；所述固定件包括固定板和固定螺栓，固定板上开设有螺纹孔，固定螺栓与螺纹孔配合，两固定板相对于底板倾斜布置使固定螺栓能卡住夹套管外管的外表面；所述两个卡口、两个滚轮组件和两个固定件的对称面为与底板垂直的同一平面。

6.根据权利要求5所述的穿管装置，其特征在于所述卡口的两相对斜面保持平行且与底板端面成一夹角，两相对斜面的距离大于夹套管外管的壁厚。

7.根据权利要求5或6所述的穿管装置，其特征在于所述倾斜布置的滚轮与底板成一夹角α，且30°≤α≤50°。

Images