CN103753096A - 管线组对焊接对中定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了管线组对焊接对中定位方法，它包括以下步骤：(1)通过液压拖滚装置的调整，将管线先粗对中；(2)将表架固定在被转动管线的外圆周上，调整数显百分表测量杆竖直向下，并使测量头接触被固定管线的任意一点位置作为初始测量位置点；(3)将数显百分表调零，利用液压拖滚装置，使被转动管线绕被转动管线圆心所在轴线顺时针缓慢转动360°，记下数显百分表读数绝对值变化的两个最大值；(4)计算被转动管线在Z方向和X方向调整距离；(5)根据被转动管线在Z方向调整距离与被转动管线在X方向调整距离调整被转动管线竖直方向和水平方向的距离。采用本方管线对中找正法直观明确、对中精度较高。

Description

管线组对焊接对中定位方法
技术领域
本发明涉及一种对中定位方法，尤其涉及一种管线组对焊接对中定位方法。
背景技术
天然气作为一种洁净能源逐步替代传统的人工煤气，其热值高、成本小、污染少，近年来被广泛应用。管线是运输天然气的重要工具，而管线焊接组对是管线安装的重要环节，管线的焊接质量直接关系到天然气管道的安全运行。管线组对焊接时，调整两个组对管线的水平及垂直方向的径向错口间隙，保证同轴度是管线焊接的重要前提。
目前，管线组对焊接施工中保证同轴度常采用液压或气动对口器，对口器设备昂贵，施工较复杂，需要专业的技术人员进行操作，给管线组对焊接施工带来不便。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种直观明确、表架简单、计算调整方便，对中精度较高的管线组对焊接对中定位方法。
本发明管线组对焊接对中定位方法，它包括以下步骤：
(1)通过液压拖滚装置的调整，将管线先粗对中；
(2)将表架固定在被转动管线的外圆周上，调整数显百分表测量杆竖直向下，并使测量头接触被固定管线的任意一点位置作为初始测量位置点；
(3)将数显百分表调零，利用液压拖滚装置，使被转动管线绕被转动管线圆心所在轴线顺时针缓慢转动360°，记下数显百分表读数绝对值变化的两个最大值；
(4)计算被转动管线在Z方向和X方向调整距离，计算公式如下：
被转动管线在Z方向调整距离：LZ＝|O1O2|cosβ
被转动管线在X方向调整距离：LX＝-|O1O2|sinβ
式中O1O2为被固定管线和被转动管线两截面圆圆心的连线长度，β为被固定管线和被转动管线截面圆圆心的连线与被转动管线截面圆和初始测量位置点连线的夹角；“-”号表示与X坐标正方向相反；
(5)根据被转动管线在Z方向调整距离与被转动管线在X方向调整距离调整被转动管线竖直方向和水平方向的距离，并多次重复操作步骤(2)至步骤(5)直至被固定管线和被转动管线完成了对中。
采用本发明方法的有益效果是：管线对中找正法直观明确、表架简单、计算调整方便，对中精度较高。
附图说明
图1为采用本发明的管线组对焊接对中定位方法进行管线焊接对中定位施工图；
图2为采用本发明方法测量过程示意图。
图3为被固定管线1和被转动管线2检测是否完成了对中的方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
如附图所示的本发明管线组对焊接对中定位方法，它包括以下步骤：
(1)通过液压拖滚装置的调整，将管线先粗对中。如图1所示将表架4固定在被转动管线2外圆周上，数显百分表测杆穿过表架并固定在表架上，数显百分表3的测量头与被固定管线1外断面接触。两焊接管线放置在液压滚动装置5和液压拖动装置6上，液压滚动装置5和液压拖动装置6合称为液压托滚装置上。图1中7为焊缝。
(2)将表架固定在被转动管线2的外圆周上，调整数显百分表测量杆竖直向下，并使测量头接触被固定管线1的任意一点位置S作为初始测量位置点；
(3)如图2所示，将数显百分表调零，利用液压拖滚装置，使被转动管线2绕被转动管线圆心O2所在轴线顺时针（从A向看）缓慢转动360°，记下数显百分表读数绝对值变化的两个最大值，即由S处至T处以及由T处至S处两个过程中的最大值|CD|、|EF|。
(4)计算被转动管线2在Z方向和X方向调整距离，计算公式如下：
被转动管线2在Z方向调整距离：LZ＝|O1O2|cosβ
被转动管线2在X方向调整距离：LX＝-|O1O||sinβ
式中O1O2为被固定管线1和被转动管线2两截面圆圆心的连线长度，β为被固定管线1和被转动管线2截面圆圆心的连线与被转动管线2截面圆和初始测量位置点连线的夹角；“-”号表示与图中X坐标正方向相反。
被转动管线2在Z方向调整距离公式和被转动管线2在Z方向调整距离公式推导如下：施工中，两管线的相对位置有以下几种情况：O2在O1右上方、右下方、正右方，O2在O1左上方、左下方、正左方。以如图2所示的A向看去管线焊缝截面O2在O1的右下方为例，其他情况推导过程类似。
从图2可知，由于数显百分表在S位置调零，百分表随管线2绕O2所在轴线顺时针缓慢转动，转动过程中数显表读数的绝对值由S处至T处变化规律为：0→增大→C处增为最大→减小→0；数显表读数的绝对值由T处至S处变化规律为：0→增大→E处增为最大→减小→0；分别记下两个过程中的最大值|CD|、|EF|。
设两管线外径圆半径分别为R1，R2,则由几何关系知
R2+|MD|+|O1O2|-R1＝|CD|  (1)
R2+|MD|+|EF|-R1＝|O1O2|  (2)
将记录下的数值|CD|、|EF|代入（1），（2）求得|O1O2|、|MD|。
在ΔO1O2S中，|SO2|＝R2+|MD|,|SO1|＝R1,故三角形三边|SO2|、|O1O2|、|SO1|均为已知数值。根据余弦定理求取O1O2与竖直线O2S夹角β
β = arccps | O 1 O 2 | 2 + | SO 2 | 2 - | SO 1 | 2 2 | O 1 O 2 | | SO 2 | - - - ( 3 )
故管线2在Z方向调整距离
LZ＝|O1O2|cosβ  (4)
故管线2在X方向调整距离
LX＝-|O1O2|sinβ  (5)
根据LZ与LX调整管线2竖直方向和水平方向的调整距离，并多次重复操作，使O2与O1尽可能重合，即两焊接管线轴线尽可能重合。
(5)根据被转动管线2在Z方向调整距离LZ与被转动管线2在X方向调整距离LX调整被转动管线2竖直方向和水平方向的距离，并多次重复操作步骤(2)至步骤(5)直至被固定管线1和被转动管线完成了对中。检测是否完成了对中的方法可以为：在被固定管线1外断面圆水平及竖直四个端点X1、X2、Z1、Z2处做标记，并缓慢转动被转动管线2，记录下百分表在四个位置的读数值，检查读数使得水平面的两个端点的读数值之和与竖直的两个端点的读数值之和即Z1+Z2＝X1+X2+Δ相等,其中，误差Δ为0～±2mm。即认为两管线完成了对中。
实施例1
(1)通过液压拖滚装置的调整，将管线先粗对中；
(2)将表架固定在被转动管线2的外圆周上，调整数显百分表测量杆竖直向下，并使测量头接触被固定管线1的任意一点位置S作为初始测量位置点；
(3)将数显百分表调零，利用液压拖滚装置，使被转动管线2绕被转动管线圆心O2所在轴线顺时针缓慢转动360°，记下数显百分表读数绝对值变化的两个最大值，即由S处至T处以及由T处至S处两个过程中的最大值|CD|、|EF|。
(4)计算被转动管线2在Z方向和X方向调整距离，计算公式如下：
被转动管线2在Z方向调整距离：LZ＝|O1O2|cosβ
被转动管线2在X方向调整距离LX＝-|O1O2|sinβ
式中O1O2为被固定管线1和被转动管线2截面圆圆心的连线长度，β为被固定管线1和被转动管线2截面圆圆心的连线与被转动管线2截面圆和初始测量位置点连线的夹角；
(5)根据被转动管线2在Z方向调整距离LZ与被转动管线2在X方向调整距离LX调整被转动管线2竖直方向和水平方向的距离，并多并多次重复操作步骤(2)至步骤(5)直至被固定管线1和被转动管线完成了对中。检测是否完成了对中的方法为：在被固定管线1外断面圆水平及竖直四个端点X1、X2、Z1、Z2处做标记，并缓慢转动被转动管线2，记录下百分表在四个位置的读数值，检查读数使得水平面的两个端点的读数值之和与竖直的两个端点的读数值之和即Z1+Z2＝X1+X2+Δ相等,其中，误差Δ为0～±2mm。即认为两管线完成了对中。
采用本方法：管线对中找正法直观明确、表架简单、计算调整方便，对中精度较高。

Claims (2)

1.管线组对焊接对中定位方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)通过液压拖滚装置的调整，将管线先粗对中；
(2)将表架固定在被转动管线的外圆周上，调整数显百分表测量杆竖直向下，并使测量头接触被固定管线的任意一点位置作为初始测量位置点；
(3)将数显百分表调零，利用液压拖滚装置，使被转动管线绕被转动管线圆心所在轴线顺时针缓慢转动360°，记下数显百分表读数绝对值变化的两个最大值；
(4)计算被转动管线在Z方向和X方向调整距离，计算公式如下：
被转动管线在Z方向调整距离：LZ＝|O1O2|cosβ
被转动管线在X方向调整距离：LX＝-|O1O|sinβ
式中O1O2为被固定管线和被转动管线两截面圆圆心的连线长度，β为被固定管线和被转动管线截面圆圆心的连线与被转动管线截面圆和初始测量位置点连线的夹角；“-”号表示与X坐标正方向相反；
(5)根据被转动管线在Z方向调整距离与被转动管线在X方向调整距离调整被转动管线竖直方向和水平方向的距离，并多次重复操作步骤(2)至步骤(5)直至被固定管线和被转动管线完成了对中。
2.根据权利要求1所述的管线组对焊接对中定位方法，其特征在于：检测是否完成了对中的方法为：在被固定管线外端面圆水平及竖直四个端点处做标记，并缓慢转动被转动管线，记录下百分表在四个位置的读数值，检查读数使得水平面的两个端点的读数值之和与竖直的两个端点的读数值之和的误差为0～±2mm。
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