CN103949849A - 一种大型汇气管制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种大型汇气管制作方法，具体包括以下步骤：（1）划线：在汇气总管上划出十字中分线，在十字中分线上定下圆心点；（2）开孔：根据支管直径按周长比计算出补偿量，差额部分为孔径，在圆心点处钻出椭圆形孔；（3）加热；（4）拔口：使用拔口装置对汇气总管上的椭圆形孔进行拔口作业，拔口后的圆形开口与支管外径大小一致；（5）焊接：根据支管的长短在圆形开口处焊接支管和法兰。本发明设计合理、易于操作，能根据各支管口径大小不一，间距、位置、壁厚不等，长度较长的汇气总管进行制作，具有易于操作、生产效率高，拔口质量好的特点。
Description
技术领域
本发明属于压力管道生产技术领域，尤其涉及一种大型汇气管制作方法。
背景技术
汇气管是石油、天然气集输中必不可少的重要设备之一。它与管道直接相连，工作压力从零点几兆帕到十多兆帕、直径从几百毫米到一千毫米以上、长度从几米到十多米的都有，它兼有管道和压力容器的特征。国标《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003以下简称《设计规范》）中将其视为管道附件，而其工作压力、几何尺寸和工作介质的条件组合又符合国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）的管辖范围。因此，汇气管在设计、制造、使用和维护中，不管是按管道附件对待还是按压力容器对待，在汇气总管上进行拔口是必不可少的制作工序。
在天然气、石油集输和长输管道工程中，需要使用大量汇气管进行天然气的汇集和分配。作为压力管道设备的汇气管，在筒体开口的结构上有两种形式，一类是传统的焊接结构，另一类是开口模压拔制结构。焊接结构即汇气管上的开口接管采用无缝钢管或锻制加厚接管与筒体焊接，其特点是制造工艺比较成熟、简单，适用于压力比较低的汇气管和压力容器。拔制结构即对筒体上开口位置以加热方式用模具在压力下拔出一个开口接管，接管与筒体是一个整体，其过渡区为圆弧过渡形式。对于拔制工艺，主管壁厚不仅要满足高压下的强度要求，还要为支管提供所有材质并满足开孔补强，因此，拔制工艺主管的筒体壁厚相对较厚；另外，受拔制水平的影响，开口接管的拔制高度不会太高。但是对于高压汇气管，开口模压拔制结构在外观、结构受力和焊接接头缺陷的避免上都优于开口焊接结构。为此，以陕京二线京58地下储气库群某10MPa采气生产汇气管的设计为例，介绍开口模压拔制高压汇气管的具体设计过程，包括主要参数的计算、壁厚计算公式与GB150内压圆筒计算公式的比较以及重要结构参数的确定。
随着我国新能源的开发，石油，天燃气输气站集输及分配对汇气管的要求更加严格和苛刻，对汇气管不仅要满足开机启动和尾端用气点用气需求，同时中间也需要用各种管径大小不一，间距、位置、壁厚不等的支管来平稳气流，更进一步的缓冲和平衡各方来气压力和流量。而作为管道生产企业，如果用炭火或锅炉加热，温度不匀，局部温差过大，不利于成型，不仅浪费了人力，物力和财力，而且生产效率低，质量难以保证，更无法满足客户的高标准需求。况且汇气管是天然气集输和分配中必不可少的设备，它具有压力高，数量大的特点，想要实现在上面拔出一个开口接管，并且开口的过渡区为圆弧形式，实属困难。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种易于操作、生产效率高、提高汇气管产品质量的大型汇气管制作方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种大型汇气管制作方法，具体包括以下步骤，
（1）、划线：在汇气总管上划出十字中分线，在十字中分线上定下圆心点；
（2）、开孔：根据支管直径按周长比计算出补偿量，差额部分为孔径，在圆心点处钻出椭圆形孔；
（3）、加热：用烤枪对椭圆孔部位进行加热，将汇气总管的椭圆形孔处的区域加热到900-1000℃；
（4）、拔口：使用拔口装置对汇气总管上的椭圆形孔进行拔口作业，在拔口的同时继续加热，温度保持在900-1000℃，拔口后的圆形开口与支管外径大小一致；
（5）、焊接：根据支管的长短在圆形开口处焊接支管和法兰。
所述步骤（1）中汇气总管上要连接双排或多排并呈一定角度的汇气支管时，先划出多条十字中分线，以其中一条中分线为准，计算出角度所对应的弧长，然后在汇气总管上量出弧长，连接多点定一条直线。
所述步骤（4）中的拔口装置包括压力机、设在压力机下方的线盘缠绕机构、芯头和铁丝，压力机的动力驱动端水平设有一个转轴，铁丝绕在转轴上并缠绕固定在线盘缠绕机构上，铁丝的外端与芯头连接。
所述线盘缠绕机构包括两个支座和一个线盘，线盘通过中心轴转动连接在两个支座上，中心轴两端分别设有摇把，两个支座之间设有连接板，连接板上设有挂钩。
所述芯头包括芯棒和拔口圆盘，芯棒一端垂直设在拔口圆盘中心，芯棒另一端设有与铁丝连接的连接环，芯棒侧部在临近连接环处设有连接槽，拔口圆盘的圆周边缘圆弧过渡。
所述步骤（4）的具体步骤为：将线盘缠绕机构的两个支座放置到汇气总管上，挂钩挂到汇气总管一端口处，为避免加热过程中铁丝被烧断，当温度加热到900-1000℃时，迅速将铁丝由下而上穿过压力机底部的通孔后绕过转轴，再由椭圆孔穿入到汇气总管内，在由汇气总管一端穿出并与芯棒上的连接环连接；将摇把固定，压力机的驱动端由下向上提，这样就可以将通过铁丝拉动芯头向椭圆孔处移动，等到压力机的动力驱动端上升到最上端后再降到最下端，然后转动摇把将铁丝缠绕到线盘上并张紧铁丝，继续操作压力机进行拉动芯头；经过几次的来回拉动，将芯头拉到椭圆孔处，使用夹持工具卡住连接槽，压力机带动夹持工具向外拉芯棒，在加热的状态下，带动拔口圆盘自里而外穿过椭圆孔，形成一个圆弧形的开口，最后根据支管尺寸大小，进行多次拔口，直至达到理想几何尺寸。然后在对另一个椭圆孔进行拔口作业。
将挂钩挂在汇气总管的端部，这样可以在拉动铁丝时确保线盘缠绕机构的稳定性。
本发明采用直缝钢管或无缝钢管做为汇气总管和汇气支管的坯料，气源用烤枪对汇气总管局部加热，以压力机（液压装置）为动力，通过芯头模具制作出想要规格的形状，拔口装置能对汇气总管在加热的情况下不同角度，不同位置的成型出相应的理想几何尺寸，不仅节约成本，提高的效率，也大大满足石油和天燃气输气站在增加分支的情况下提高了管道输气量，和平稳气压作用的需求。
拔制汇气管与GB150规定的普通压力容器强度不同，汇气支管最大拔出壁厚、圆弧过渡区曲率半径、支管拔出高度、有效补强高度以及短节的长度都有相应规定及要求，设计时须严格遵照相关标准规定，仔细考虑它们的取值，确保汇气管设计的安全可靠。
汇气主管、支汇气管的名义厚度都是通过在一定范围内(大于)假定一壁厚，计算并观察结果是否满足要求，在不断的假定与调整中确定一个最佳值，可以利用计算机善于进行重复性计算的特点，编制相应的计算程序，优化设计过程，减少设计工作强度，缩短设计周期。
本发明设计合理、易于操作，能根据各支管口径大小不一，间距、位置、壁厚不等，长度较长（一般应用于5米以上20米以下）的汇气总管进行拔口作业，具有易于操作、生产效率高，拔口质量好的特点。
附图说明
图1是本发明中拔口装置的结构示意图；
图2是图1中芯头的示意图。
具体实施方式
本发明的一种大型汇气管制作方法，具体包括以下步骤：
（1）、划线：在汇气总管上划出十字中分线，在十字中分线上定下圆心点；
（2）、开孔：根据支管直径按周长比计算出补偿量（计算公式及补偿量的多少是本领域的公知技术），差额部分为孔径，在圆心点处钻出椭圆形孔；
（3）、加热：用烤枪对椭圆孔部位进行加热，将汇气总管的椭圆形孔处的区域加热到900-1000℃；
（4）、拔口：使用拔口装置对汇气总管上的椭圆形孔进行拔口作业，在拔口的同时继续加热，温度保持在900-1000℃，拔口后的圆形开口与支管外径大小一致；
（5）、焊接：根据支管的长短在圆形开口处焊接支管和法兰。
所述步骤（1）中汇气总管上要连接双排或多排并呈一定角度的汇气支管时，先划出多条十字中分线，以其中一条中分线为准，计算出角度所对应的弧长，然后在汇气总管上量出弧长，连接多点定一条直线。
如图1和图2所示，步骤（4）中的拔口装置包括压力机1、设在压力机1下方的线盘缠绕机构、芯头和铁丝2，压力机1的动力驱动端水平设有一个转轴3，铁丝2绕在转轴3上并缠绕固定在线盘缠绕机构上，铁丝2的外端与芯头连接。
线盘缠绕机构包括两个支座4和一个线盘5，线盘5通过中心轴6转动连接在两个支座4上，中心轴6两端分别设有摇把7，两个支座4之间设有连接板8，连接板8上设有挂钩9。
芯头包括芯棒10和拔口圆盘11，芯棒10一端垂直设在拔口圆盘11中心，芯棒10另一端设有与铁丝2连接的连接环12，芯棒10侧部在临近连接环12处设有连接槽13，先转动摇把7使铁丝2处于张紧状态，拔口圆盘11的圆周边缘圆弧过渡。
本发明当中的压力机1为现有成熟技术，具体构造不再赘述。
步骤（4）的具体步骤为：汇气总管14上椭圆孔15的大小要确保芯棒10能穿过，将线盘5缠绕机构的两个支座4放置到汇气总管14上，挂钩9挂到汇气总管14一端口处，为避免加热过程中铁丝2被烧断，当温度加热到900-1000℃时，迅速将铁丝2由下而上穿过压力机1底部的通孔后绕过转轴3，再由椭圆孔15穿入到汇气总管14内，在由汇气总管14一端穿出并与芯棒10上的连接环12连接。将摇把7固定，压力机1的驱动端由下向上提，这样就可以将通过铁丝2拉动芯头向椭圆孔15处移动，等到压力机1的动力驱动端上升到最上端后再降到最下端，然后转动摇把7将铁丝2缠绕到线盘5上并张紧铁丝2，继续操作压力机1进行拉动芯头。经过几次的来回拉动，将芯头拉到椭圆孔15处，在拉动的过程中，同时使用火枪对椭圆孔15处的管壁进行加热，加热温度达到900-1000℃时，芯棒10穿出椭圆孔15，使用夹持工具（火钳）卡住连接槽13，压力机1带动夹持工具向外拉芯棒10，在加热的状态下，带动拔口圆盘11自里而外穿过椭圆孔15，形成一个圆弧形的开口，最后根据支管尺寸大小，进行多次拔口，直至达到理想几何尺寸。上述工序完成后，接着对另一个椭圆孔15进行拔口作业。
将挂钩9挂在汇气总管14的端部，这样可以在拉动铁丝2时确保线盘缠绕机构的稳定性。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种大型汇气管制作方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
（1）、划线：在汇气总管上划出十字中分线，在十字中分线上定下圆心点；
（2）、开孔：根据支管直径按周长比计算出补偿量，差额部分为孔径，在圆心点处钻出椭圆形孔；
（3）、加热：用烤枪对椭圆孔部位进行加热，将汇气总管的椭圆形孔处的区域加热到900-1000℃；
（4）、拔口：使用拔口装置对汇气总管上的椭圆形孔进行拔口作业，在拔口的同时继续加热，温度保持在900-1000℃，拔口后的圆形开口与支管外径大小一致；
（5）、焊接：根据支管的长短在圆形开口处焊接支管和法兰。
2.根据权利要求1所述的一种大型汇气管制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中汇气总管上要连接双排或多排并呈一定角度的汇气支管时，先划出多条十字中分线，以其中一条中分线为准，计算出角度所对应的弧长，然后在汇气总管上量出弧长，连接多点定一条直线。
3.根据权利要求1所述的一种大型汇气管制作方法，其特征在于：所述步骤（4）中的拔口装置包括压力机、设在压力机下方的线盘缠绕机构、芯头和铁丝，压力机的动力驱动端水平设有一个转轴，铁丝绕在转轴上并缠绕固定在线盘缠绕机构上，铁丝的外端与芯头连接。
4.根据权利要求3所述的一种大型汇气管制作方法，其特征在于：所述线盘缠绕机构包括两个支座和一个线盘，线盘通过中心轴转动连接在两个支座上，中心轴两端分别设有摇把，两个支座之间设有连接板，连接板上设有挂钩。
5.根据权利要求4所述的一种大型汇气管制作方法，其特征在于：所述芯头包括芯棒和拔口圆盘，芯棒一端垂直设在拔口圆盘中心，芯棒另一端设有与铁丝连接的连接环，芯棒侧部在临近连接环处设有连接槽，拔口圆盘的圆周边缘圆弧过渡。
6.根据权利要求5所述的一种大型汇气管制作方法，其特征在于：所述步骤（4）的具体步骤为：将线盘缠绕机构的两个支座放置到汇气总管上，挂钩挂到汇气总管一端口处，为避免加热过程中铁丝被烧断，当温度加热到900-1000℃时，迅速将铁丝由下而上穿过压力机底部的通孔后绕过转轴，再由椭圆孔穿入到汇气总管内，在由汇气总管一端穿出并与芯棒上的连接环连接；将摇把固定，压力机的驱动端由下向上提，这样就可以将通过铁丝拉动芯头向椭圆孔处移动，等到压力机的动力驱动端上升到最上端后再降到最下端，然后转动摇把将铁丝缠绕到线盘上并张紧铁丝，继续操作压力机进行拉动芯头；经过几次的来回拉动，将芯头拉到椭圆孔处，使用夹持工具卡住连接槽，压力机带动夹持工具向外拉芯棒，在加热的状态下，带动拔口圆盘自里而外穿过椭圆孔，形成一个圆弧形的开口，最后根据支管尺寸大小，进行多次拔口，直至达到理想几何尺寸，然后在对另一个椭圆孔进行拔口作业。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 451161 Henan city of Zhengzhou province Xingang air port Avenue North Applicant after: Zhengzhou Wanda's heavy industry limited company Address before: 451161 Henan city of Zhengzhou province Xingang air port Avenue North Applicant before: Zhengzhou Wanda Pipe Fitting Manufacturing Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: ZHENGZHOU WANDA PIPE FITTING MANUFACTURING CO., LTD. TO: ZHENGZHOU WANDA HEAVY INDUSTRIES CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: He Qing Inventor after: Zhang Fufeng Inventor after: Yuan Xihai Inventor after: Zhang Haitian Inventor after: Xue Yongsheng Inventor after: Ren Ruzhen Inventor after: Zhang Xuejun Inventor after: Bai Yang Inventor after: Kang Jiayin Inventor before: He Qing Inventor before: Zhang Fufeng Inventor before: Yuan Xihai Inventor before: Ren Ruzhen Inventor before: Zhang Xuejun Inventor before: Bai Yang Inventor before: Kang Jiayin |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Large air-collecting pipe manufacturing method Effective date of registration: 20180621 Granted publication date: 20160504 Pledgee: Bank of Zhengzhou, Longhai branch, Limited by Share Ltd Pledgor: Zhengzhou Wanda's heavy industry limited company Registration number: 2018990000469 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20190819 Granted publication date: 20160504 Pledgee: Bank of Zhengzhou, Longhai branch, Limited by Share Ltd Pledgor: Zhengzhou Wanda's heavy industry limited company Registration number: 2018990000469 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |