CN104634623B - 一种管道环焊缝金属损失缺陷加工制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种管道环焊缝金属损失缺陷加工制作方法。它是先用高压水射流在标准管道上截取多段等长度的小管段，将该小管段两端切削成标准长度的V型坡口，将两个小管段焊接在一起形成多个带有标准环焊缝的小管段；将带有环焊缝的短管段分别在环焊缝的内外表面、焊缝的侧壁和中心位置标记出需要加工环焊缝缺陷的中心位置和缺陷长度，先在加工缺陷位置上切出小缺口，再沿预先加工的小缺口逐渐磨削标记处缺陷，直到满足设计要求深度，重复上述步骤加工好其他环焊缝缺陷的短管段，最后将各个短管段连接起来。本发明为内检测器性能指标验证和标定提供测试数据支持，改进管道内检测器对环焊缝金属损失缺陷的识别概率与尺寸量化精度。
Description
技术领域
本发明是一种管道环焊缝金属损失缺陷加工制作方法。涉及管道系统技术领域。
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，为管道事故的预防和维修、维护提供科学依据，对保证管道的安全运行具有重要作用。含缺陷管道牵拉试验是内检测器标定与性能指标验证的基本手段，而在特定管径和壁厚的管材上加工出符合检测器标定与验证需求的不同位置、类型和尺寸的缺陷是成功开展牵拉试验的关键。
目前工程上一般采用电化学腐蚀方法来加工不同尺寸的腐蚀缺陷，技术手段相对比较成熟。而对于环焊缝金属损失缺陷，由于其位置特殊，尺寸精度要求较高，国内外尚没有使用成熟、精度可靠的加工制作方法可供借鉴，因此限制了环焊缝金属损失缺陷牵拉试验的开展，导致无法有效验证各类内检测器对不同类型、不同尺寸的环焊缝金属损失缺陷的探测概率与识别精度，也无法建立环焊缝金属损失缺陷的尺寸判定模型，制约了管道环焊缝金属损失缺陷的检测。CN102950444A公开了一种管道螺旋焊缝金属缺陷加工制作方法，但该方法并不理想。因此，管道环焊缝金属损失缺陷的加工制作是工程上亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是发明一种适用于管道内检测牵拉试验的不同位置、类型和尺寸并为内检测器性能指标验证和标定提供测试数据支持、改进管道内检测器对环焊缝金属损失缺陷的识别概率与尺寸量化精度的管道环焊缝金属损失缺陷加工制作方法。
本发明的技术方案是：根据管道内检测牵拉试验设计，首先在标准管道上截取多段等长度的小管段，然后将各个小管段两端按照管道现场施工工艺要求打上V型坡口，按照管道现场焊接工艺要求完成环焊缝的焊接，焊接完成后将带有环焊缝的短管段按照设计要求分别在环焊缝的内外表面、焊缝的侧壁和中心等位置标记出需要加工环焊缝缺陷的中心位置和缺陷长度，然后先使用薄砂轮片在加工缺陷位置上先切出小缺口，再使用比待加工环焊缝缺陷稍薄的砂轮片沿预先加工的小缺口逐渐磨削标记处缺陷，磨削过程中不断使用卡尺测量深度，直到满足设计要求深度。
本发明的加工制作方法为：使用高压水射流切割工艺在标准管道上截取多段等长度的小管段，然后将各个等长度的小管节两端在车床上切削成标准长度的V型坡口，按照现场焊接工艺将两个小管段焊接在一起形成多个带有标准环焊缝的小管段。焊接完成后将带有环焊缝的短管段按照设计要求分别在环焊缝的内外表面、焊缝的侧壁和中心等位置标记出需要加工环焊缝缺陷的中心位置和缺陷长度，然后先使用薄砂轮片在加工缺陷位置上先切出小缺口，再使用比待加工环焊缝缺陷稍薄的砂轮片沿预先加工的小缺口逐渐磨削标记处缺陷，磨削过程中不断使用卡尺测量深度，直到满足设计要求深度，这样一个环焊缝缺陷就加工完成，重复上述步骤加工好其他环焊缝缺陷的短管段，最后将各个短管段按照焊接规范要求连接起来。至此，牵拉试验用的环焊缝金属损失类缺陷就加工制作完成了。
具体步骤为:
1)使用高压水射流切割工艺在标准管道上截取多段等长度的小管节（见图1）；
2)将各个等长度的小管节两端在车床上切削出标准的V型坡口（见图2）；
3)按照现场焊接工艺，将两个小管段焊接在一起，形成多个带有标准环焊缝的小管段；
4)在每个待加工环焊缝缺陷的小管段上按照牵拉试验方向标记出上下游和时钟方位的0点方位；
5)按照缺陷加工设计要求，从0点开始沿顺时针方向，按照设计的缺陷长度和缺陷之间的间隔，分别在管段环焊缝的内部或外部的焊缝中心或侧壁位置标记处待加工缺陷的中心及缺陷长度；
6)使用薄砂轮片在环焊缝上待加工缺陷中心位置上先切出小缺口；
7)使用比待加工环焊缝缺陷宽度稍薄的砂轮片沿预先切出小缺口逐渐磨削出缺陷；
8)磨削过程中不断用卡尺测量深度，用塞尺测量宽度，直到满足设计要求为止（见图3）；
9)磨削完成后用塞尺测量环焊缝金属损失缺陷的实际宽度，记录加工精度；
10)至此，一个环焊缝金属损失缺陷加工制作完成，重复以上步骤，进行其他环焊缝缺陷加工（见图4和图5）；
11)按照焊接规范要求将各个加工好环焊缝缺陷的短管段连接起来（见图6）。
本发明一种模拟环焊缝金属损失缺陷加工制作方法，牵拉试验需要预定尺寸与位置的特征焊缝缺陷，基于此需求，设计合理的环焊缝金属损失缺陷位置和尺寸控制措施至关重要。标定待加工缺陷的中心位置，选用比缺陷宽度稍薄的砂轮片不断磨削，并在磨削过程中不断测量深度和宽度，保证了加工缺陷的位置与精度，满足了预定位置和尺寸模拟焊缝缺陷加工制作的技术需求。
模拟环焊缝金属损失缺陷加工制作方法主要由六部分组成：截取小管节、加工V型坡口、小管段焊接、标记缺陷、预定尺寸的缺陷磨削成型、环焊缝缺陷短管段焊接连接。
本发明可以进行不同管径和壁厚的油气管道环焊缝金属损失缺陷加工制作，并且可以进行环焊缝不同位置、不同尺寸的金属损失缺陷加工制作。我国对于油气管道的检测与评价需求越来越高，采用本发明加工制作的环焊缝金属损失缺陷可用来进行牵拉试验，完成检测器标定和性能指标验证，提高管道完整性评价结果的精度与可靠性，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1管道截取位置图
图2 V型坡口示意图
图3环焊缝金属损失缺陷尺寸结构图
图4沿牵拉方向环焊缝金属损失缺陷在焊缝上的位置结构图
图5环焊缝金属损失缺陷在壁厚上的位置结构图
图6含环焊缝金属损失缺陷短管段焊接示意图
其中A—沿环焊缝长度 B—沿壁厚深度
C—垂直焊缝宽度 D—环焊缝上游
E—环焊缝中间 F—环焊缝下游
G—管子外径 H—缺陷位于管壁外表面
I—缺陷位于管壁内表面 J—管子壁厚
K-管段对接环焊缝 L-含缺陷管段
具体实施方式
实施例.以本例来说明本发明的具体实施方式并对本发明作进一步的说明。本例为Φ813mm×14mm管道环焊缝金属损失类缺陷加工制作，仅以加工100mm×3mm×6mm外表面环焊缝上游金属损失类缺陷为对象进行说明。
模拟焊缝缺陷加工制作方法主要由六部分组成：截取小管节、加工V型坡口、小管段焊接、标记缺陷、预定尺寸的缺陷磨削成型、环焊缝缺陷短管段焊接连接。
主要步骤：
1)如图1所示，使用高压水射流切割工艺在标准Φ813mm（如图4中G处）×14mm（如图5中J处）管道上截取多段等长度（300mm）的小管节；
2)如图2所示，将各个等长度的小管节（300mm）两端在车床上切削成标准长度的V型坡口；
3)按照现场焊接工艺，将两个小管段焊接在一起，形成多个带有标准环焊缝的小管段（600mm）；
4)在每个待加工环焊缝缺陷的小管段上按照牵拉试验方向标记出上下游和时钟方位的0点方位；
5)按照缺陷加工设计要求，从0点开始沿顺时针方向，按照设计的缺陷长度（100mm）和缺陷之间的间隔（150mm），分别在管段环焊缝的内部或外部的焊缝中心或侧壁位置标记处待加工缺陷的中心及缺陷长度；
6)在金属板的环焊缝上游相应位置（如图4中D处，E、F分别对应中间和下游）使用薄砂轮片（Φ100mm×1.2mm）在环焊缝上外表面（如图5中H处，I处对应内表面）待加工缺陷中心位置上先切出小缺口；
7)使用薄砂轮片（Φ100mm×2.8mm）磨削加工出预定长度（100mm，如图3中A处）、宽度（3mm，如图3中B处）和深度（6mm，如图3中C处）的金属损失缺陷；
8)100mm×3mm×6mm（A×B×C）环焊缝金属损失缺陷加工制作完成，重复以上步骤，进行其他环焊缝缺陷加工；
9)按照焊接规范要求将各个加工好环焊缝缺陷的短管段（如图6中L处）通过对接环焊缝（如图6中K处）连接起来。
本例经多次试验，加工制作方法简单，可在预定的位置准确加工制造出预定尺寸的环焊缝金属损失缺陷，解决了焊缝缺陷加工制作的难题，提高了管道完整性检测与评价水平，具有广泛的工程应用前景。
Claims (2)
1.一种管道环焊缝金属损失缺陷加工制作方法，其特征是首先使用高压水射流切割工艺在标准管道上截取多段等长度的小管节，然后将各个等长度的小管节两端在车床上切削成标准长度的V型坡口，按照现场焊接工艺将两个小管节焊接在一起形成多个带有标准环焊缝的短管段；焊接完成后将带有环焊缝的短管段按照设计要求分别在环焊缝的内外表面、焊缝的侧壁和中心位置标记出需要加工环焊缝缺陷的中心位置和缺陷长度，然后先使用薄砂轮片在加工缺陷位置上先切出小缺口，再使用比待加工环焊缝缺陷稍薄的砂轮片沿预先加工的小缺口逐渐磨削标记处缺陷，磨削过程中不断使用卡尺测量深度，直到满足设计要求深度，这样一个环焊缝缺陷就加工完成，重复上述步骤加工好其他环焊缝缺陷的短管段，最后将各个短管段按照焊接规范要求连接起来。
2.根据权利要求1所述的一种管道环焊缝金属损失缺陷加工制作方法，其特征是具体步骤为:
1)使用高压水射流切割工艺在标准管道上截取多段等长度的小管节；
2)将各个等长度的小管节两端在车床上切削出标准的V型坡口；
3)按照现场焊接工艺，将两个小管节焊接在一起，形成多个带有标准环焊缝的短管段；
4)在每个待加工环焊缝缺陷的短管段上按照牵拉试验方向标记出上下游和时钟方位的0点方位；
5)按照缺陷加工设计要求，从0点开始沿顺时针方向，按照设计的缺陷长度和缺陷之间的间隔，分别在管段环焊缝的内部或外部的焊缝中心或侧壁位置标记出待加工缺陷的中心及缺陷长度；
6)使用薄砂轮片在环焊缝上待加工缺陷中心位置上先切出小缺口；
7)使用比待加工环焊缝缺陷宽度稍薄的砂轮片沿预先切出小缺口逐渐磨削出缺陷；
8)磨削过程中不断用卡尺测量深度，用塞尺测量宽度，直到满足设计要求为止；
9)磨削完成后用塞尺测量环焊缝金属损失缺陷的实际宽度，记录加工精度；
10)至此，一个环焊缝金属损失缺陷加工制作完成，重复以上步骤，进行其他环焊缝缺陷加工；
11)按照焊接规范要求将各个加工好环焊缝缺陷的短管段连接起来。
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