CN115464291B - 一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，可用于指导海工项目管线***中带有纵焊缝管线在建造过程中纵焊缝的排布。解决了带有纵焊缝管线，尤其是带有纵焊缝的大管径管线在建造过程中没有合适的排布原则而造成的相邻纵焊缝达不到间距要求或者重合的问题。本方法简单实用，能有效避免因纵焊缝排布问题造成的管线重复焊接，节省了现场焊接大量的时间及施工成本，有效准确地指导了施工。

Description

一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法

技术领域

本发明涉及海洋石油工程技术领域，具体而言，特别是涉及一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法。

背景技术

海洋石油工程项目中的管线***在项目的运行中中起到至关重要的作用。通常一个项目的管线总长度是几万米到十几万米之间，同时管线的尺寸跨度很大，从1/2英寸到几十英寸不等。大尺寸的管线通常带有径向的焊缝，称为纵焊缝。项目上对焊缝间距通常有位置和间距要求。通常情况下，管线的位置要求纵焊缝一定位于与以管线最高顶点为中心，管线上半部分120°范围内，优先位于90°范围内；两相邻纵焊缝间距（焊趾到焊趾，圆周方向）要求 45°对应的弧长和150mm，两者取较小值；护板焊缝和纵焊缝间距为2倍主管壁厚和40mm，两者取较小值；管座焊缝和纵焊缝间距为不小于4倍主管壁厚。

纵焊缝排布是管线焊接工作最难解决的难题之一。海油平台的管线根据加工设计图纸进行建造，如果没有合理的排布原则，极易造成管线纵焊缝间距过近或者重合。以往项目中如果存在纵焊缝的管线，则需要在三维图中对每条管段纵焊缝方向进行标注，因为要核对前后连接管线的纵焊缝方向，因此费时费力，并且在实际操作中会由于人为的疏忽极易造成纵焊缝的重合；而且纵焊缝管线的修改也是极其困难，有时需要调整几个管段来满足纵焊缝要求。本发明可以在不考虑下一张图纸管段纵焊缝的情况下，可独立在一张图纸的管段内完成纵焊缝的排布，进而可有效避免纵焊缝管线间距问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于指导海工项目管线***中带有纵焊缝管线在建造过程中纵焊缝的排布设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，其特征在于，通过设计三维图，对单管的纵焊缝做出固定的方向排布，使管线满足纵焊缝排布位置要求和间距要求；所述纵焊缝的位置要求为：纵焊缝一定位于以管线的最高顶点为中心，管线上半部分120°范围内，优先位于90°范围内；所述纵焊缝的间距要求为：两相邻纵焊缝间距为 45°对应的弧长和150mm，两者取较小值；

所述焊缝排布设计方法具备下述情况：单管中只含管段或单管中存在带焊缝的管件或管段中存在焊接管座；

所述单管中只含管段的焊缝排布设计方法如下：根据三维图，沿管线流向，规定单管上第一个管段纵焊缝的朝向为左上45°，相邻管段的纵焊缝相差90°，即第二段管段纵焊缝朝向为右上45°，第三段管段的纵焊缝朝向为左上45°，依次类推；所述单管中只含管段的焊缝排布设计方法中，如果管段数量为偶数，则三维图中最后一个管段的纵焊缝应位于右上45°，与下一张相邻三维图起始管段的的纵焊缝间距为90°，满足间距要求；如果管段数量为奇数，则最后一个管段应按照排布要求进行调整，确保最后一段纵焊缝与前后相邻管段符合间距要求；

所述单管中存在带焊缝的管件的焊缝排布设计方法如下：首先保证管件的角度，与管件连接的管段的纵焊缝排布在满足排布要求的前提下可进行调整，其余单管按照上述单管中只含管段的焊缝排布设计方法进行，但是要保证第一段管段为左上45°，最后一段管段与左上45°符合间距要求；

所述管段中存在焊接管座的焊缝排布设计方法如下：首先保证管座与纵焊缝之间间距不少于4倍主管壁厚，此时本管段的偏转角度优先根据上述单管中只含管段的焊缝排布设计方法的排布顺序进行排列，如果还是不满足4倍主管壁厚，则可以将偏转角度扩大至左上或者右上60°，以满足间距要求。

根据本发明优选的一个实施例，所述单管中存在带焊缝的管件的焊缝排布设计方法中，如果调整无法满足排布要求时，可升版三维图增加一道环焊缝，以保证单管的首尾管段符合以上间距要求。

根据本发明优选的一个实施例，所述管段中存在焊接管座的焊缝排布设计方法中，如果调整无法满足排布要求时，可升版三维图增加一道环焊缝，以保证单管的首尾管段符合以上间距要求。

根据本发明优选的一个实施例，所述单管中存在带焊缝的管件为三通或弯头。

本发明的技术效果在于：

1、本发明一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，以单张加工设计图纸为单位，根据图纸上面数量不同的的管段及不同的管件对管线纵焊缝分别进行排布；根据项目纵焊缝位置及最小排布间距的要求，对纵焊缝进行排布；通过对每一段管线纵焊缝人为的规定方向，使管线的纵焊缝的排布符合位置要求和间距要求，进而可有效避免纵焊缝管线间距问题，达到指导海工项目管线***中带有纵焊缝管线在建造过程中纵焊缝的有益效果。

2、本发明一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，简单实用，能有效避免因纵焊缝排布问题造成的管线重复焊接，节省了现场焊接大量的时间及施工成本，有效准确地指导了施工。

附图说明

图1是本发明一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法的奇数管段纵焊缝排布示意图；

图2是本发明一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法的奇数管段最后一段管段的纵焊缝排布范围示意图。

附图标记：1-首段管段；2-首段管段纵焊缝；3-一二管段间环焊缝；4-第二段管段；5-第二段管段纵焊缝；6-第二三段管段环焊缝；7-第三段管段纵焊缝；8-第三段管段；9-第三四段管段环焊缝；10-第四段管段纵焊缝；11-第四段管段；12-第四五段管段环焊缝；13-第五段管段纵焊缝；14-第五段管段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对发明的限定。

如图1和图2所示，一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，其特征在于，通过设计三维图，对单管的纵焊缝做出固定的方向排布，使管线满足纵焊缝排布位置要求和间距要求；

所述焊缝排布设计方法具备下述情况：单管中只含管段或单管中存在带焊缝的管件或管段中存在焊接管座；

所述单管中只含管段的焊缝排布设计方法如下：根据三维图，沿管线流向，规定单管上第一个管段纵焊缝的朝向为左上45°，相邻管段的纵焊缝相差90°，即第二段管段纵焊缝朝向为右上45°，第三段管段的纵焊缝朝向为左上45°，依次类推；

所述单管中存在带焊缝的管件的焊缝排布设计方法如下：首先保证管件的角度，与管件连接的管段的纵焊缝排布在满足上述排布要求的前提下可进行调整，其余单管按照上述单管中只含管段的焊缝排布设计方法进行，但是要保证第一段管段为左上45°，最后一段管段与左上45°符合间距要求；

所述管段中存在焊接管座的焊缝排布设计方法如下：首先保证管座与纵焊缝之间间距不少于4倍主管壁厚（焊趾到焊趾），此时本管段的偏转角度优先根据上述单管中只含管段的焊缝排布设计方法的排布顺序进行排列，如果还是不满足4倍主管壁厚，则可以将偏转角度扩大至左上或者右上60°，以满足间距要求。

一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布方法，以单张加工设计图纸为单位，根据图纸上面数量不同的的管段及不同的管件对管线纵焊缝分别进行排布；根据项目纵焊缝位置及最小排布间距的要求，对纵焊缝进行排布；通过对每一段管线纵焊缝人为的规定方向，使管线的纵焊缝的排布符合位置要求和间距要求。

海工项目对纵焊缝的排布一般要求：1）位置要求，纵焊缝一定位于以管线的最高顶点为中心，管线上半部分120°范围内，优先位于90°范围内；2）间距要求（焊趾到焊趾，圆周方向），两相邻纵焊缝间距为 45°对应的弧长和150mm，两者取较小值。

通过加工设计三维图图纸（以下简称三维图），对每段管线的纵焊缝做出固定的方向排布，使其满足项目的焊缝间距要求，具体排布原则如下：

一、如果单管中只含管段，则按照以下原则进行：

1、根据三维图，沿管线流向，规定图纸上第一个管段，纵焊缝的朝向为左上45°，相邻管段的纵焊缝相差90°，即第二段管段纵焊缝朝向为右上45°，第三段管段的纵焊缝朝向为左上45°，依次类推；

2、如果一张三维图之内管段数量为偶数，则本三维图中最后一个管段的纵焊缝应位于右上45°。则与下一张相邻三维图起始管段的的纵焊缝间距为90°，满足间距要求；

3、如果一张三维图之内管段数量为奇数，则最后一个管段的纵焊缝应位于左上45°，这样就与下一张三维图首段管段的纵焊缝重合了，因此为了与下一张三维图单管起始管段焊缝不重合（左上45°），最后一个管段应按照上述的位置要求和焊缝距离进行调整，确保最后一段纵焊缝与前后相邻管段的间距符合要求；

二、如果单管中存在管件，按照以下原则进行：

1、如果单管中存在带焊缝的管件（如三通和弯头），首先保证管件的角度，与之连接的管段的纵焊缝排布在同时满足上述位置要求和焊缝间距要求的前提下，可适当调整；但是要保证第一段管段为左上45°，最后一段管段与左上45°符合间距要求。

如既有的调整措施都无法满足满足上述位置要求和焊缝间距要求时，可升版三维图增加一道焊口（环焊缝），以保证单管的首尾管段符合以上要求。

2、如果管段中存在焊接管座，需保证管座与纵焊缝之间间距不少于4倍主管壁厚（焊趾到焊趾），此时本管段的偏转角度优先根据上述一中的排布顺序进行排列，如果还是不满足4倍主管壁厚，则可以将偏转角度扩大至左上或者右上60°，以满足上述间距要求。

如既有的调整措施都无法满足满足上述位置要求和焊缝间距要求时，可升版三维图增加一道焊口（环焊缝），以保证单管的首尾管段符合以上要求。

三、纵焊缝与焊接管鞋、护板、补强板、管座及马鞍口之间的间距排布，可根据实际情况调整，确保焊缝间距符合要求。

四、竖直管线上的纵焊缝排布原则同上。

具体地，以直管段5段纵焊缝排布为例：包括首段管段1、首段管段纵焊缝2、一二管段间环焊缝3、第二段管段4、第二段管段纵焊缝5、第二三段管段环焊缝6、第三段管段纵焊缝7、第三段管段8、第三四段管段环焊缝9、第四段管段纵焊缝10、第四段管段11、第四五段管段环焊缝12、第五段管段纵焊缝13、第五段管段14。

以每张管线三维图为单位，根据图纸标注的流向，定义首段管段1的纵焊缝2方向为左上45°；

第二段管段4的纵焊缝5方向为右上45°；

第三段管段8的纵焊缝7方向为左上45°；

第四段管段11的纵焊缝10方向为右上45°；

根据图2所示，第五段管段14的纵焊缝13，根据纵焊缝的排布一般要求：1）位置要求，纵焊缝一定位于与管线的最高顶点为中心，管线上半部分120°范围内，优先位于90°范围内；2）间距（焊趾到焊趾，圆周方向）要求，两相邻纵焊缝间距为 45°对应的弧长和150mm，两者取较小值，纵焊缝可以在图2中的阴影位置进行焊接。

与之相连接的三维图中的管段依旧按照上述排布规则进行排布。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，其特征在于，通过设计三维图，对单管的纵焊缝做出固定的方向排布，使管线满足纵焊缝排布位置要求和间距要求；所述纵焊缝的位置要求为：纵焊缝一定位于以管线的最高顶点为中心，管线上半部分120°范围内，优先位于90°范围内；所述纵焊缝的间距要求为：两相邻纵焊缝间距为 45°对应的弧长和150mm，两者取较小值；

所述焊缝排布设计方法具备下述情况：单管中只含管段或单管中存在带焊缝的管件或管段中存在焊接管座；

所述单管中只含管段的焊缝排布设计方法如下：根据三维图，沿管线流向，规定单管上第一个管段纵焊缝的朝向为左上45°，相邻管段的纵焊缝相差90°，即第二段管段纵焊缝朝向为右上45°，第三段管段的纵焊缝朝向为左上45°，依次类推；所述单管中只含管段的焊缝排布设计方法中，如果管段数量为偶数，则三维图中最后一个管段的纵焊缝应位于右上45°，与下一张相邻三维图起始管段的纵焊缝间距为90°，满足间距要求；如果管段数量为奇数，则最后一个管段应按照排布要求进行调整，确保最后一段纵焊缝与前后相邻管段符合间距要求；

所述单管中存在带焊缝的管件的焊缝排布设计方法如下：首先保证管件的角度，与管件连接的管段的纵焊缝排布在满足排布要求的前提下可进行调整，其余单管按照上述单管中只含管段的焊缝排布设计方法进行，但是要保证第一段管段为左上45°，最后一段管段与左上45°符合间距要求；

所述管段中存在焊接管座的焊缝排布设计方法如下：首先保证管座与纵焊缝之间间距不少于4倍主管壁厚，此时本管段的偏转角度优先根据上述单管中只含管段的焊缝排布设计方法的排布顺序进行排列，如果还是不满足4倍主管壁厚，则可以将偏转角度扩大至左上或者右上60°，以满足间距要求。

2.根据权利要求1所述的一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，其特征在于，所述单管中存在带焊缝的管件的焊缝排布设计方法中，如果调整无法满足排布要求时，可升版三维图增加一道环焊缝，以保证单管的首尾管段符合以上间距要求。

3.根据权利要求1所述的一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，其特征在于，所述管段中存在焊接管座的焊缝排布设计方法中，如果调整无法满足排布要求时，可升版三维图增加一道环焊缝，以保证单管的首尾管段符合以上间距要求。

4.根据权利要求1所述的一种带纵焊缝大管径管线焊缝排布设计方法，其特征在于，所述单管中存在带焊缝的管件为三通或弯头。