CN104297032B - 一种管道裂纹缺陷制造方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道裂纹缺陷制造方法及装置，该方法包括：确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长；在第一功率下运行激光刻蚀装置，并在管道上的各个位置按照刻蚀时长进行刻蚀。

Description

一种管道裂纹缺陷制造方法及装置

技术领域

本发明涉及油气管道***技术领域，公开了一种管道裂纹缺陷制造方法及装置。

背景技术

管道内检测能够在管道正常运行状态下，检测出油气管道存在的缺陷。准确地评价管道缺陷的危害程度，对管道完整性管理工作具有重要作用。含裂纹缺陷管道的静水压***试验是检验管道裂纹缺陷评价准则的一种基本手段，而裂纹缺陷形状尺寸的精确加工是管道静水压***试验成功开展的基本要求。

对于管道焊接裂纹缺陷加工，简单情况下可采用砂轮打磨的方法实现，但是砂轮打磨方法加工出的裂纹缺陷顶端棱角分明，且裂纹缺陷的缝隙较大，难以满足裂纹的尺寸要求。工程上也可采用电火花线切割加工方法，线切割法能满足裂纹缺陷宽度的要求，但不能够加工出深度随裂纹长度方向变化的缺陷，如椭圆表面裂纹缺陷等。因此，管道焊接材料表面裂纹缺陷的精确加工制作是管道焊缝缺陷加工方面亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种管道裂纹缺陷制造方法及装置，以解决现有技术中管道裂纹缺陷的制造不够精确的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种管道裂纹缺陷制造方法，包括：

确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；

通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长；

在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并在所述管道上的各个位置按照所述刻蚀时长进行刻蚀。

可选的，所述确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率，具体包括：

在所述管道上取样获取焊接材料试样；

在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并通过所述激光刻蚀装置对所述焊接材料试样打孔；

获取对所述焊接材料试样进行打孔的打孔时间以及打孔深度；

通过所述打孔时间和打孔深度确定所述刻蚀速率。

可选的，所述通过所述打孔时间和打孔深度确定所述刻蚀速率，具体为：

通过所述打孔深度除以所述打孔时间，获得所述刻蚀速率。

可选的，所述通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长，具体包括：

确定所述管道裂纹缺陷在所述管道的各个位置的深度；

通过所述各个位置的深度分别除以所述刻蚀速率，即获得所述刻蚀时长。

第二方面，本发明实施例提供一种管道裂纹缺陷制造装置，包括：

第一确定模块，用于确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；

第二确定模块，用于通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长；

运行模块，用于在所述第一功率下运行激光刻蚀装置，并在所述管道上的各个位置按照所述刻蚀时长进行刻蚀。

可选的，所述第一确定模块，具体包括：

取样单元，用于在所述管道上取样获取焊接材料试样；

运行单元，用于在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并通过所述激光刻蚀装置对所述焊接材料试样打孔；

获取单元，用于获取对所述焊接材料试样进行打孔的打孔时间以及打孔深度；

第一确定单元，用于通过所述打孔时间和打孔深度确定所述刻蚀速率。

可选的，所述确定单元，具体用于：

通过所述打孔深度除以所述打孔时间，即获得所述刻蚀速率。

可选的，所述第二确定模块，具体包括：

第二确定单元，用于确定所述管道裂纹缺陷在所述管道的各个位置的深度；

计算单元，用于通过所述各个位置的深度分别除以所述刻蚀速率，即获得所述刻蚀时长。

本发明有益效果如下：

由于在本发明实施例中，提供了一种管道裂纹缺陷制造方法，包括：确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长；在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并在所述管道上的各个位置按照所述刻蚀时长进行刻蚀。也即设计了合理的焊接材料裂纹缺陷位置，并且对尺寸也采用了更加精确的控制，另外选取激光刻蚀装置作为裂纹缺陷的加工手段，不仅保证了加工缺陷的位置与精度，同时激光刻蚀装置容易实现管道缺陷加工的原位操作，可最大程度的保持管道无缺陷区域的原始结构，满足了预定位置和尺寸裂纹缺陷加工制作的技术需求，从而达到了制造出位置和尺寸更加精确的管道裂纹缺陷的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例中管道裂纹缺陷制造方法的流程图；

图2为本发明实施例管道裂纹缺陷制造方法中获得刻蚀速率的流程图；

图3为本发明实施例管道裂纹缺陷制造方法焊接材料试样的激光刻蚀穿孔结构图；

图4为本发明实施例管道裂纹缺陷制造方法中通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长的流程图；

图5为本发明实施例管道裂纹缺陷制造方法中管道焊接材料椭圆形表面裂纹缺陷尺寸图；

图6为本发明实施例管道裂纹缺陷制造方法中激光刻蚀法制作管道焊接裂纹缺陷原理图；

图7为本发明实施例中管道裂纹缺陷制造装置的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种管道裂纹缺陷制造方法及装置，以解决现有技术中管道裂纹缺陷的制造不够精确的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

提供了一种管道裂纹缺陷制造方法，包括：确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长；在第一功率下运行激光刻蚀装置，并在管道上的各个位置按照刻蚀时长进行刻蚀。也即设计了合理的焊接材料裂纹缺陷位置，并且对尺寸也采用了更加精确的控制，另外选取激光刻蚀装置作为裂纹缺陷的加工手段，不仅保证了加工缺陷的位置与精度，同时激光刻蚀装置容易实现管道缺陷加工的原位操作，可最大程度的保持管道无缺陷区域的原始结构，满足了预定位置和尺寸裂纹缺陷加工制作的技术需求，从而达到了制造出位置和尺寸更加精确的管道裂纹缺陷的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本实用新型技术方案的详细的说明，而不是对本实用新型技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

第一方面，本发明实施例提供一种管道裂纹缺陷制造方法，请参考图1，包括：

步骤S101：确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；

步骤S102：通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长；

步骤S103：在第一功率下运行激光刻蚀装置，并在管道上的各个位置按照刻蚀时长进行刻蚀。

在具体实施过程中，步骤S101中，请参考图2，可以通过以下方式获取刻蚀速率：

步骤S201：在管道上取样获取焊接材料试样；

步骤S202：在第一功率下运行激光刻蚀装置，并通过激光刻蚀装置对焊接材料试样打孔；

步骤S203：获取对焊接材料试样进行打孔的打孔时间以及打孔深度；

步骤S204：通过打孔时间和打孔深度确定刻蚀速率。

如图3所示，为焊接材料试样的激光刻蚀穿孔结构图，其中A—激光刻蚀装置，B—激光束，C—焊接材料试样，D—激光打孔，E—薄板(孔)厚度。

其中，步骤S201中则是从管道上获取焊接材料试样A。

步骤S202中，控制激光刻蚀装置A处于运行状态，进而激光刻蚀装置会产生激光束B，进而在焊接材料试样C上进行试样打孔，进而获得激光打孔D，其中，根据应用场景的不同，可以设置不同的第一功率，另外，在设置第一功率之后，可以记录第一功率，进而在后续操作中，激光刻蚀装置可以直接获取记录的第一功率。

假设步骤S103中确定的打孔时间为t，打孔深度为L。

步骤S104中，通过打孔时间和打孔深度确定刻蚀速率，具体为：

通过打孔深度除以打孔时间，获得刻蚀速率，例如打孔时间为t，打孔深度为L为例，则确定出刻蚀速率v＝L/t。

步骤S102中，通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长，请参考图4，具体包括：

步骤S401：确定管道裂纹缺陷在管道的各个位置的深度，如图5所示，为一管道焊接材料椭圆形表面裂纹缺陷尺寸图，其中H—焊接材料，J—管道壁厚，K—椭圆表面裂纹，L—椭圆最大深度，M—椭圆裂纹长度，N—椭圆裂纹面间距，通过该尺寸就可以确定出管道各个位置的深度，另外，可以将管道裂纹缺陷表示成随裂纹长度方向变化的函数关系式；

步骤S402：通过各个位置的深度分别除以刻蚀速率，即获得刻蚀时长；其中，如果将管道裂纹缺陷表示成随裂纹长度方向变化的函数关系式，则通过函数关系式除以刻蚀速率即可以确定出刻蚀速率计算裂纹长度方向各位置的刻蚀时间，也即是刻蚀时长。

如图6所示，为激光刻蚀法制作管道焊接裂纹缺陷原理图，其中，A—激刻蚀装置，B—激光束，F—控制端，G—管道，H—焊接材料，I—焊接材料裂纹位置。进而，步骤S103中，在第一功率下运行激光刻蚀装置，并在管道上的各个位置按照刻蚀时长进行刻蚀，又可以包括以下步骤：

通过激光刻蚀机的激光打标机的控制端F设置功率参数，直线刻蚀轨迹及直线上各位置的刻蚀时长；

将管道G置于激光打标机的载物台，并对焦预制裂纹缺陷位置；

启动激光刻蚀程序，直至程序运行结束，至此一个管道G表面椭圆裂纹缺陷加工完成。

第二方面，本发明实施例提供一种管道裂纹缺陷制造装置，请参考图7，包括：

第一确定模块70，用于确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；

第二确定模块71，用于通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长；

运行模块72，用于在第一功率下运行激光刻蚀装置，并在管道上的各个位置按照刻蚀时长进行刻蚀。

可选的，第一确定模块70，具体包括：

取样单元，用于在管道上取样获取焊接材料试样；

运行单元，用于在第一功率下运行激光刻蚀装置，并通过激光刻蚀装置对焊接材料试样打孔；

获取单元，用于获取对焊接材料试样进行打孔的打孔时间以及打孔深度；

第一确定单元，用于通过打孔时间和打孔深度确定刻蚀速率。

可选的，确定单元，具体用于：

通过打孔深度除以打孔时间，即获得刻蚀速率。

可选的，第二确定模块71，具体包括：

第二确定单元，用于确定管道裂纹缺陷在管道的各个位置的深度；

计算单元，用于通过各个位置的深度分别除以刻蚀速率，即获得刻蚀时长。

本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：

由于在本发明实施例中，提供了一种管道裂纹缺陷制造方法，包括：确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；通过刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在管道上各个位置对应的刻蚀时长；在第一功率下运行激光刻蚀装置，并在管道上的各个位置按照刻蚀时长进行刻蚀。也即设计了合理的焊接材料裂纹缺陷位置，并且对尺寸也采用了更加精确的控制，另外选取激光刻蚀装置作为裂纹缺陷的加工手段，不仅保证了加工缺陷的位置与精度，同时激光刻蚀装置容易实现管道缺陷加工的原位操作，可最大程度的保持管道无缺陷区域的原始结构，满足了预定位置和尺寸裂纹缺陷加工制作的技术需求，从而达到了制造出位置和尺寸更加精确的管道裂纹缺陷的技术效果。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种管道裂纹缺陷制造方法，其特征在于，包括：

确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；

通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长；

在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并在所述管道上的各个位置按照所述刻蚀时长进行刻蚀；

其中，所述刻蚀时长通过以下方式获得：将管道裂纹缺陷表示成随裂纹长度方向变化的函数关系式，通过所述函数关系式除以所述刻蚀速率获得裂纹长度方向各位置的刻蚀时间，所述裂纹长度方向各位置的刻蚀时间即为所述刻蚀时长；

所述确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率，具体包括：

在所述管道上取样获取焊接材料试样；

在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并通过所述激光刻蚀装置对所述焊接材料试样打孔；

获取对所述焊接材料试样进行打孔的打孔时间以及打孔深度；

通过所述打孔时间和打孔深度确定所述刻蚀速率；

所述通过所述打孔时间和打孔深度确定所述刻蚀速率，具体为：

通过所述打孔深度除以所述打孔时间，获得所述刻蚀速率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长，具体包括：

确定所述管道裂纹缺陷在所述管道的各个位置的深度；

通过所述各个位置的深度分别除以所述刻蚀速率，即获得所述刻蚀时长。

3.一种管道裂纹缺陷制造装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定激光刻蚀装置在第一功率下对管道的刻蚀速率；

第二确定模块，用于通过所述刻蚀速率确定管道裂纹缺陷在所述管道上各个位置对应的刻蚀时长；

运行模块，用于在所述第一功率下运行激光刻蚀装置，并在所述管道上的各个位置按照所述刻蚀时长进行刻蚀；

其中，所述刻蚀时长通过以下方式获得：将管道裂纹缺陷表示成随裂纹长度方向变化的函数关系式，通过所述函数关系式除以所述刻蚀速率获得裂纹长度方向各位置的刻蚀时间，所述裂纹长度方向各位置的刻蚀时间即为所述刻蚀时长；

所述第一确定模块，具体包括：

取样单元，用于在所述管道上取样获取焊接材料试样；

运行单元，用于在所述第一功率下运行所述激光刻蚀装置，并通过所述激光刻蚀装置对所述焊接材料试样打孔；

获取单元，用于获取对所述焊接材料试样进行打孔的打孔时间以及打孔深度；

第一确定单元，用于通过所述打孔时间和打孔深度确定所述刻蚀速率；

所述确定单元，具体用于：

通过所述打孔深度除以所述打孔时间，即获得所述刻蚀速率。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体包括：

第二确定单元，用于确定所述管道裂纹缺陷在所述管道的各个位置的深度；

计算单元，用于通过所述各个位置的深度分别除以所述刻蚀速率，即获得所述刻蚀时长。