CN111604634A - 一种厚壁管道焊接施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种厚壁管道焊接施工方法，所述方法包括：获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大；获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理；将经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道对接，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置；对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道进行焊接工序。如此不仅克服诸多焊接缺陷，提高焊接质量，而且使焊接后的管道结构具有类似止屈器结构的功效，提高管道结构强度和使用寿命。

Description

一种厚壁管道焊接施工方法

技术领域

本发明实施例涉及海洋石油工程技术领域，尤其涉及一种厚壁管道焊接施工方法。

背景技术

海底管道是海洋石油工程中重要的油气运输方式，它的安全运营是确保海上油气生产顺利进行的关键所在。深水海底管道所处的外界环境复杂，不仅承受巨大的静水压力，而且还受到其他各种因素的影响。例如海底管道平铺在海床上可能会遭受重物下落的撞击，造成几何缺陷，外界的低温环境与内部输送热油液造成管道内外温差，使得海底管道产生轴向变形，海洋环境的特殊性以及输送液体使得管道产生局部腐蚀的可能性较大。以上种种因素都可能引起深水海底管道的局部弯曲压溃，假设深水海底管道发生局部弯曲压溃，当外界静水压力超过一定数值，海底管道的压溃会沿着管道轴向传播开来，传播速度可达到上百米/秒，这种现象称为弯曲传播。由于其传播速度之快，一旦发生弯曲传播，将会造成管道大面积的破坏，造成巨大的经济损失。

若要避免屈曲传播发生或使其终止，以屈曲传播压力为稳定性设计准则来设计管道，使管道所受外压总是低于其屈曲传播压力，使得屈曲传播无法发生，但这种设计必然将使得管道的壁厚大大增加，在经济实用性上不具有可行性。或者在屈曲传播过程中遭遇屈曲无法穿越的物理障碍，从而使屈曲终止，在工程实际中，设置有效的物理障碍，来阻止屈曲传播，是应对管道屈曲传播问题的主要手段，这种抑制屈曲传播的结构就是止屈器。

在工程实际中，整个油气输送***中管道的长度可达到成百上千米，这就需要通过焊接工艺将多根管道相连焊接在一起。现有的焊接技术中，可能会出现焊接位置偏离、烧穿烧融、未焊透未熔合、咬边、裂纹、气孔、夹渣等各种焊接缺陷，不仅影响管道的使用，而且会影响管道的结构强度和使用寿命。

发明内容

鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供了一种厚壁管道焊接施工方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种厚壁管道焊接施工方法，所述方法包括：

获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大；

获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理；

将经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道对接，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置；

对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道进行焊接工序。

在一个可选的实施方式中，所述获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大，包括：

获取第一根管道，利用逐段扩径技术将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大。

在一个可选的实施方式中，所述预设长度为扩径管道的长度控制在管道总长度的1％内。

在一个可选的实施方式中，所述增大的范围包括：2mm-3mm。

在一个可选的实施方式中，所述获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理，包括：

获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道利用模具进行冲压缩经处理。

在一个可选的实施方式中，所述对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道进行焊接工序，包括：

对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道外径弯折处进行焊接工序。

在一个可选的实施方式中，所述将经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道对接，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置，包括：

将经过缩经处理的所述第二根管道***经过外径增大处理的所述第一根管道相应的扩径部分，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置，以所述第二根管道为衬垫，以实施有衬垫条件下的对位焊接。

在一个可选的实施方式中，所述方法还包括：

设置肘板，以增加经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道连接的稳定性。

本发明实施例提供的技术方案，获取第一根管道，将第一根管道中预设长度内管道的外径增大，获取第二根管道，将第二根管道中预设长度内管道进行缩经处理，将经过外径增大处理的第一根管道以及经过缩经处理的第二根管道对接，调整位置使得第一根管道以及第二根管道处于同一圆心位置，对经过外径增大处理的第一根管道以及经过缩经处理的第二根管道进行焊接工序。如此不仅克服诸多焊接缺陷，提高焊接质量，而且使焊接后的管道结构具有类似止屈器结构的功效，提高管道结构强度和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例示出的一种厚壁管道焊接施工方法的实施流程示意图；

图2为本发明实施例示出的一种施工完成后管道示意图，其中，1为管道，2为外径，3为焊接处；

图3为本发明实施例提供的一种厚壁管道焊接施工的横剖示意图，其中，1是第一根管道，2是第一根管道外径折弯处，3、4是焊接处，5是第二根管道外径折弯处。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例获取第一根管道，将第一根管道中预设长度内管道的外径增大，获取第二根管道，将第二根管道中预设长度内管道进行缩经处理，将经过外径增大处理的第一根管道以及经过缩经处理的第二根管道对接，调整位置使得第一根管道以及第二根管道处于同一圆心位置，对经过外径增大处理的第一根管道以及经过缩经处理的第二根管道进行焊接工序。相比于传统的焊接工艺，这种焊接过程能够有效减少焊接位置偏离、咬边、夹渣等焊接缺陷，并且焊缝处的搭接处理使得焊接的稳定性大大提高，提高了管道的抗扭能力，有利于改善管道焊接的质量；同时，焊接处的加大壁厚处理使得焊接处管道结构具有类似止屈器结构的功效，可以提高管道的抗屈曲能力，增加管道的使用寿命。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种厚壁管道焊接施工方法的实施流程示意图，该方法具体可以包括以下步骤：

S101，获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大；

获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大。具体地，获取第一根管道，利用逐段扩径技术将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大。

扩径技术主要包括机械扩径和水压扩径。机械扩径是一种采用斜块扩孔原理，通过分瓣凸模使管坯产生塑性变形的扩径技术。水压扩径则是通过注入高压水实现水压对钢管的整体扩径。与水压扩径不同，机械扩径是逐段进行的，可以通过控制液压缸活塞杆的移动，使得与模具相接触的管道得到扩径。因此，选择机械扩径对管道部分进行扩径。

对于第一根管道扩径部分占整根管道的1％，以便能够将扩径对管道结构产生的不良影响降低到可接受的范围内。扩径后管道外径增大2mm-3mm，与常用的整体式止屈器的壁厚相当。

有效的止屈器可以抑制屈曲的传播，使管道出现的屈曲压溃仅发生在两个止屈器之间，从而避免整条管道遭受破坏。止屈器的基本形式是一个厚壁圆环，根据安装形式的不同，可分为扣入式、缠绕式、焊接式和整体式止屈器。扣入式止屈器旋入到管道指定位置然后进行夹紧；缠绕式止屈器在管道指定位置进行缠绕；在扣入式止屈器的基础上，在止屈器与管道之间的连接增加两道焊缝，形成焊接式止屈器；整体式止屈器的内径和管道的内径一样，而壁厚比管道更厚，两者同轴排好之后在连接处进行焊接。从止屈性能上看，整体式止屈器的止屈效果最好。

S102，获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理；

对于第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理。具体地，获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道利用模具进行冲压缩经处理。

需要说明的是，对于第二跟管道缩经部分长度，与第一根管道扩径部分长度一致。

S103，将经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道对接，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置；

将经过上述处理的第一根管道与第二根管道进行对接，具体地，将经过缩经处理的所述第二根管道***经过外径增大处理的所述第一根管道相应的扩径部分，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置。

其中，可以以所述第二根管道为衬垫，以实施有衬垫条件下的对位焊接。

S104，对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道进行焊接工序。

将第一根管道与第二根管道调整位置之后，便可进行焊接工序。其中，可以根据具体情况选择适合的焊接坡口和形式。

具体地，对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道外径弯折处进行焊接工序，如图2所示。

另外，在焊接完成之后，可以设置肘板，以增加经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道连接的稳定性。

如图3所示，为本发明实施例提供的一种厚壁管道焊接施工的横剖示意图。

通过上述对本发明实施例提供的技术方案的描述，获取第一根管道，将第一根管道中预设长度内管道的外径增大，获取第二根管道，将第二根管道中预设长度内管道进行缩经处理，将经过外径增大处理的第一根管道以及经过缩经处理的第二根管道对接，调整位置使得第一根管道以及第二根管道处于同一圆心位置，对经过外径增大处理的第一根管道以及经过缩经处理的第二根管道进行焊接工序。本发明实施例技术方案存在以下优点：

(1)该焊接施工方法与常规的焊接施工方法相比，由于对两根管道进行了扩径缩径处理，管道之间接触产生的影响减小，两根管道能够容易地调整位置，因此，避免了两根管道相互接触的不良影响，又能够提高两根管道的同心度，改善了焊接质量。

(2)该焊接施工方法与常规的焊接施工方法相比，在管道相连接处，不仅可以选择现有的较成熟的焊接坡口和焊接形式进行焊接，而且可以使用肘板，起到加强管道连接稳定性的作用。

(3)该焊接施工方法与常规的焊接施工方法相比，最大的特点是使得两根管道连接处可起到类似止屈器的止屈效用，因为相当于对这段距离内的管道进行了加固。该方法属于一种厚壁管道焊接施工方法，可以起到前述止屈器的抑制屈曲传播的作用。

(4)假设发生不利的情况，即焊缝出现破坏，而管道连接处相当于有双层管的存在，可以限制管道泄露的速度，减小可能带来的后果。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种厚壁管道焊接施工方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大；

获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理；

将经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道对接，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置；

对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道进行焊接工序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一根管道，将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大，包括：

获取第一根管道，利用逐段扩径技术将所述第一根管道中预设长度内管道的外径增大。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设长度为扩径管道的长度控制在管道总长度的1％内。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增大的范围包括：2mm-3mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道进行缩经处理，包括：

获取第二根管道，将所述第二根管道中所述预设长度内管道利用模具进行冲压缩经处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道进行焊接工序，包括：

对经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道外径弯折处进行焊接工序。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道对接，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置，包括：

将经过缩经处理的所述第二根管道***经过外径增大处理的所述第一根管道相应的扩径部分，调整位置使得所述第一根管道以及所述第二根管道处于同一圆心位置，以所述第二根管道为衬垫，以实施有衬垫条件下的对位焊接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置肘板，以增加经过外径增大处理的所述第一根管道以及经过缩经处理的所述第二根管道连接的稳定性。

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