基于八等分斜口测量计算补偿法的管道组对方法

韩瑜 丁旭强 李牛牛(国家管网集团西部管道新疆输油气分公司哈密维抢修队，新疆 哈密 839000)

0 引言

在管道实际的连接过程中，经常会遇到中心线发生一定位移的管道连接，这就大大增加了管道的连接难度，对操作人员的专业水平提出了非常高的要求，一旦组对质量不符合要求，就会给管道连接的有效性造成不利影响。因此，为了确保管道的连接质量符合国家相关标准规范的要求，就要对管道组对进行系统全面的分析研究，采取有针对性的组对方法，将各种误差限制在较小的范围内。通过将八等分斜口测量计算补偿法用于指导管道组对工作，能够降低管道的组对难度，为管道的连接质量提供了可靠保障。

1 测量

对需要进行组对的管材基础尺寸做系统全面的掌握，并制定有针对性的组对方法，就要对其尺寸进行准确的测量，进而为后续的计算提供客观真实地数据支持。八等分斜口测量计算补偿法具有较高的精度，在实际的管道连头工作中获得了广泛的应用，下面就进一步论述该方法的具体操作过程。

1.1 测量固定管口和短管

分别测量固定管口和短管的周长，并测量固定管平直度、椭圆度及壁厚，做好相应的数据记录。在实际的测量过程中，为了尽可能降低人为误差对测量结果所造成的不利影响，可以进行多次测量，并取平均值作为最终的测量结果，这样就能将人为误差控制在合理的范围内，确保测量结果能够客观真实地反映管道尺寸。其中，由于钢材等级低、壁厚薄的管道难以避免会发生一定程度的变形，直接对直径进行测量具有较大的误差，因此，通过测量周长和壁厚，再计算出固定口和短管的实际管径，进而降低管径变形所造成的不利影响，避免组对时管口错边，影响焊接质量。由于两固定管的椭圆度不尽相同，管口之间的连线并不能如实反映斜口的真实尺寸，为了能够对两者的实际尺寸进行准确的测量，这就需要对两个固定口的椭圆度进行准确的测量。

1.2 确定等分线和基准线

等分线和基准线对于管道的组对质量具有决定性的影响，在实际的工作过程中要予以充分的重视，可以按照下述步骤确定等分线和基准线。

(1)用水平尺配合直角尺划出两固定口的上心线，做好标记，以上心线为起点，将固定管和短管的管口周长沿圆周方向八等分。在固定管管口准确的画出8处测量点位置，并按照顺序依次进行编号，两管口的编号要一一对应，采用同样的方式在短管对应的位置划出8条等分线。

(2)在短管用圈带精确划出两道基准圆周线，并进行相互比对测量是否准确，确保其能够对圆周进行准确的标注。此外，由于基准圆周线通过螺旋焊缝时，易产生0.5mm～2mm的误差，这就会对焊接质量造成不利影响，如图1所示。为了尽可能的降低误差，需再划一道不在焊缝的基准线进行比对，确定其误差尺寸，提高基准线的精度。

图1 基准圆周线过螺旋焊缝示意图

1.3 测量基准口斜口尺寸、管口长度以及对角线尺寸

选取任一端固定口做基准口，用粉线配合直角尺分别测量两固定管口垂直和水平两个方向斜口尺寸的最大值h(如图2所示)；用钢卷尺测出两固定管口八个对应点长度尺寸及四个对角线尺寸，以上尺寸均做好记录。其中，在对固定管口斜口尺寸进行测量的过程中，采用直角尺靠近管道内壁测出其尺寸，由于在短管下短管壁外侧不能如实反映真实角度，需进行壁厚差计算，进而得出真实斜口尺寸，这在实际的测量过程中要予以充分的重视，避免造成过大的测量误差。

2 计算

得出两个方向的外壁斜口尺寸后，依据图2，得出八等分点补偿系数，再通过系数计算出8个斜口的准确补偿尺寸h、h1、h2、h3，并在组对管道上做好相应的标记。

图2 斜口尺寸计算示意图

采用的计算公式主要为：

在系统所有功能完成后，进行测试保证基本功能全部实现。其主要测试系统功能是否错误或者是否有遗漏、是否有数据结构或外部数据库访问错误、性能是否能够接受等。本研究对开发的系统采取了黑盒测试。测试显示社区门诊服务系统三个流程基本都能实现。本社区门诊系统中病人不需要做任何操作，非常方便，挂号员医生和收费员得操作也不是特别复杂，只需要选者相应的数据即可。操作简单，功能齐全，对帮助人们在社区就诊系统的效率提升和看病体验有积极作用。

h/h1=D/(R+a)

h1=(R+a)h/D=R(1+cos45°)/2R=1/2+1/2*cos45°=0.5+0.535=0.8535h

h2=1/2h

h3=(R-b)h/D=R(1-cos45°)/2R=1/2-1/2*cos45°=0.1465h

其中：a=b

3 下料

3.1 基准口(短管)划线

(1)基准口和等分点的确定。选取短管一端为基准口，同时要考虑固定管口两侧螺旋焊缝之间的位置错开100mm以上。在短管上划出八个对应等分点的准确位置，考虑两焊缝位置基础上依次编号标注。

(2)基准口尺寸定点和划线。将短管的基准圆周线作为基准，在8条等分线上依次向外用划针划出计算所得出的8个斜口尺寸数值，并用样冲定点，用窄圈带圈出斜口下料切割线。

3.2 切割基准口

3.3 基准口平面度修整

切割完成之后，由于其基准口的平面度较差，并不符合管道的组对要求，还需要进行更进一步的加工处理，为管道组对的顺利进行提供可靠保障。通过对基准口的平面度进行有效的修整，确保其误差不超过1mm。

3.4 尺寸口平面度修整

以基准口等分点为起点，在短管另一端依据固定口8处长度尺寸(去除两间隙和坡口宽度尺寸)定出短管另一端尺寸的切割线，并严格按照切割线进行切割，确保其能够满足管道的组对要求。

4 复尺

(1)采用固定口垂直和水平方向测量处的四条对角线，对已切割完成的短管进行复尺测量，保证对口间隙，如图3所示。当间隙超过设定的范围后，需要对其进行调整，及时修复其中存在的问题，避免影响后续的组对工序(注：若钢管椭圆度不好，测出的固定口对角线和短节对角线不能如实反映实际尺寸)。

图3 测量出的对角线与短管对角线之间的间隙示意图

表1 组对总间隙与固定口和短节对角线差值之间的对应关系

(2)复测8条尺寸线的位置是否正确，只有尺寸线满足要求，其切割质量才能得到有效的保障。因此，需要对这8条尺寸线的具体位置进行准确复核，对于不符合要求的尺寸线要立即予以更改，确保其位置准确满足组对要求。

(3)根据所测量的固定口和短管周长所计算出的管径对内壁进行处理，确保管道内壁厚度能够满足组对要求。

(4)尺寸测量确认无误后，还要对基准口和下料口坡口按照规范要求进行更进一步的平口打磨修理，确保管道焊接时间隙均匀。

(5)基准口坡口角度和光洁度满足要求后，复测长度尺寸和对角线尺寸，只有其满足要求后，才能对坡口进行钝边处理，确保组对的管道能够进行有效的配合。

5 组对

(1)采用吊车进行吊管，管口组对采用外对口器，应避免强力组对。

(2)连头焊口的组对间隙和错边量要符合焊接工艺规程要求，并满足表2中的相关规定。

表2 管口组对要求

(3)当根焊完成管道周长的50%以上且均匀分布时方可拆除外对口器。

6 结语

总而言之，管道组对的质量对于管道的连接质量具有决定性的影响，通过将八等分斜口测量计算补偿法有效的运用于管道组对工作中，能够在一定程度上提高管道的组对质量，将管道组对过程中存在的误差限制在合理的范围内，为后序焊接工序打好基础，进而确保管道的连接质量符合要求，为各种介质的顺利输送提供可靠保障，从而为企业带来良好的经济效益。