CN110270773B - 压缩机组无应力配管的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压缩机组无应力配管的施工方法，具体包括：将合拢段管道连接在压缩机组和过滤器管道之间，包括以下步骤：S1：确定合拢段管道的结构组成并将各组成部件的焊口进行编号；S2：计算各焊口的焊缝收缩量；S3：预制合拢段管道并调整合拢段管道的总长至预设长度；S4：根据压缩机组的位置搭设配管工作平台；S5：制作配管卡具；S6：将合拢段管道吊装至装配位置；S7：安装固定合拢段管道。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中压缩机组配管不能完全避免管道焊接和弹簧支吊架调节对管道造成附加应力的问题。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机组进出口管道安装领域，具体而言，涉及一种压缩机组无应力配管的施工方法。
背景技术
目前在大型压缩机组进出口管道安装、检修施工过程中，配管对压缩机组产生的附加应力应在规范允许范围内，否则将影响设备的正常运行。特别是连接到大型压缩机组壳体上的工艺气体管道尺寸相对较大、数量较多，若配管工作不当，压缩机组就容易受到不良安装应力的影响。因此压缩机组无应力配管施工应采取正确可靠的方法。
通常现有的配管方法是与压缩机组连接的管道安装工作从压缩机侧开始安装，其固定焊口远离压缩机的方法；或者与压缩机合拢的管道采用整体预制，利用弹簧支吊架调节的的方法。上述方法需要压缩机二次灌浆后才能开始配管工作，并且不能完全避免管道焊接和弹簧支吊架调节对管道应力的影响。
发明内容
本发明旨在提供一种压缩机组无应力配管的施工方法，以解决现有技术中压缩机组配管不能完全避免管道焊接和弹簧支吊架调节对管道造成附加应力的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种压缩机组无应力配管的施工方法，将合拢段管道连接在压缩机组和过滤器管道之间，包括以下步骤：S1：确定合拢段管道的结构组成并将各组成部件的焊口进行编号；S2：计算各焊口的焊缝收缩量；S3：预制合拢段管道并调整合拢段管道的总长至预设长度；S4：根据压缩机组的位置搭设配管工作平台；S5：制作配管卡具；S6：将合拢段管道调整至装配位置；S7：安装固定合拢段管道。
进一步地，焊缝收缩量的计算公式为y＝1.01×e0.0464x，其中，y为收缩近似值，x为组成部件的焊口的壁厚，e＝2.718282。
进一步地，合拢段管道包括依次设置的第一法兰、同心异径管、直管段、过滤器和第二法兰，第一法兰用于与压缩机组的第一配对法兰连接，第二法兰用于与过滤器管道的第二配对法兰连接，第一法兰的轴线与第二法兰的轴线成角度地设置。
进一步地，步骤S3具体包括：S31：直管段按照图纸尺寸下料，下料长度大于图纸长度；S32：焊接第一法兰和同心异径管之间的焊口，焊接同心异径管和直管段之间的焊口，焊接过滤器和第二法兰之间的焊口；S33：预装过滤器和第二法兰；S34：测量实际焊缝收缩量并确定实际第一法兰、同心异径管和直管段的总长；S35：切割掉直管段上多余的部分使合拢段管道满足预设长度。
进一步地，步骤S34具体包括：S341：实测压缩机组的第一配对法兰的端面至过滤器管道的第二配对法兰的中心的距离L1；S342：实测过滤器的中心到过滤器的上口的距离L2；S343：实测第一配对法兰与第一法兰之间的垫片厚度d；S344：计算第一法兰、同心异径管和直管段的应有总长L＝L1-L2-d-(焊缝组对间隙-焊缝收缩量)。
进一步地，步骤S6具体包括：S61：将焊接好的第一法兰、同心异径管和直管段提升至离压缩机组的第一配对法兰预设距离的位置；S62：将对中圆销对应地插入第一法兰和第一配对法兰的螺栓孔中；S63：测量并通过配管卡具微调第一法兰和第一配对法兰之间的间隙、同心度和平行度使第一法兰和第一配对法兰的相对位置达到预设要求。
进一步地，第一法兰和第一配对法兰之间的间隙等于第一配对法兰与第一法兰之间的垫片厚度减去焊缝收缩量，平行度小于或者等于0.1mm，同心度小于或者等于0.2mm。
进一步地，步骤S7具体包括：S71：再次确定直管段和过滤器之间的对口间隙，在符合要求的情况下焊接直管段和过滤器；S72：连接第一法兰和第一配对法兰以及第二法兰和第二配对法兰。
进一步地，在执行步骤S71时从多点同时对称交错焊接。
进一步地，配管卡具包括对夹式抱卡、多个连接部和多个顶丝，对夹式抱卡能够夹设在合拢段管道上，多个连接部均匀布置在对夹式抱卡的周向外侧，多个顶丝一一对应地设置在多个连接部上，顶丝可沿合拢段管道的径向或轴向移动。
应用本发明的技术方案，预先计算了焊缝收缩量控制装配时管道与压缩机接口的连接尺寸，使装配后的合拢段管道各部分之间对位准确，有效地降低整个合拢段管道各连接处的附加应力，大大提高施工进度和保证了施工质量，同时达到了无应力配管的要求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的压缩机组无应力配管的施工方法的安装的压缩机组的实施例的结构示意图；
图2示出了图1的压缩机组的合拢段管道的结构示意图；
图3示出了根据本发明的配管卡具的俯视结构示意图；
图4示出了图3的配管卡具的主视结构示意图；以及
图5示出了图1的3#焊口的局部放大结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：10、合拢段管道；11、第一法兰；12、同心异径管；13、直管段；14、过滤器；15、第二法兰；20、第一配对法兰；30、第二配对法兰；40、弹簧支架；90、卡具；91、抱卡；92、连接部；93、顶丝。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例的压缩机组无应力配管的施工方法包括如下步骤：
1)确定合拢段管道10的结构组成。首先根据管道单线图纸，如图1和图2，确定合拢段管道10包括与压缩机高压缸二段入口的第一配对法兰20相配合的第一法兰11(DN700)、同心异径管12、直管段13、过滤器14和与过滤器配对法兰30相配合的第二法兰15(DN750)。并将合拢段管道10各组成部分之间的焊口进行编号，例如：第一法兰11与同心异径管12的焊口为1#，同心异径管12与直管段13的焊口为2#，直管段13与过滤器14的焊口为3#，过滤器14与第二法兰15的焊口为4#。
2)计算焊缝收缩量。本实施例的合拢段管道10的管道壁厚为12.7mm，焊接时采用单V型坡口，则根据对接焊缝收缩量的计算公式：
y＝1.01×e0.0464x，其中y＝收缩近似值，x＝管道壁厚，e＝2.718282
1～4#焊缝单道焊缝的收缩量y＝1.01×e0.0464x＝1.01×2.7182820.0464×12.7＝1.82mm≈2mm
3)下料及预制。将直管段13按照图纸尺寸加长20mm下料，预留出焊接收缩的长度，避免管路焊接收缩造成合拢段管道长度不足的情况。然后首先在地面组对1#、2#焊口并完成焊接，焊接完成后实测两道焊缝收缩量共3.6mm，评价每道焊缝收缩量为1.8mm，基本与计算基本吻合。
实测压缩机高压缸二段入口第一配对法兰20到第二配对法兰30中心的距离L1＝6566mm；
实测过滤器14的中心到过滤器14的上端面的距离L2＝495mm；
实测第一配对法兰20与第一法兰11之间垫片厚度为4.5mm；
则可以最终确定第一法兰11、同心异径管12、直管段13的组合件的长度L＝L1-L2-垫片厚度-(焊缝组对间隙-焊缝收缩量)＝6566-495-4.5-(3-2)＝6065.5mm；用半自动火焰切割机加工切掉直管段13多余的部分。注意在切割时应考虑半自动火焰坡口机切割时的切割宽度，再在下料管段中加上这个宽度，切下后为实际需要的尺寸。在打磨坡口时就可轻易控制好尺寸要求。
于此同时，可以对过滤器14与第二法兰15进行组合安装。实测第二配对法兰30的端面到直管段13的中心距离S1＝1474.5mm。焊接过滤器14与第二法兰15，并测量其尺寸S＝S1-垫片厚度-(焊缝组对间隙-焊缝收缩量)＝1469mm。焊接时应先点焊4#焊口，检查间隙及尺寸后完成4#焊口的焊接。焊接前3#焊口应有约2mm的错边量，待4#焊口焊接完成后错边即可消除。
4)配管工作平台的搭设。如图1所示，本实施例的第一法兰11、同心异径管12和直管段13沿竖直方向布置，安装时下方无支撑，为了方便安装第一法兰11、同心异径管12和直管段13组合件，利用脚手架及跳板搭设操作平台及设置吊点，以将第一法兰11、同心异径管12和直管段13组合件提升至靠近第一配对法兰20的位置，便于装配操作。由于压缩机壳体下方进出口管道较多且密集，平台搭设时要注意避开其他管道位置且不能利用压缩机设备作为吊点。
5)、配管专用卡具的制作。如图3和图4所示，为保证卡具90不在管道母材上施焊，首先根据管口直径制作相应尺寸的对夹式抱卡91，两个抱卡91相对设置并可以通过紧固件连接以固定在第一法兰11上。每个抱卡91的四周均匀焊接数个连接部92，连接部92中沿焊口横向及径向设置有顶丝93，通过调整各顶丝93可以将第一法兰11与第一配对法兰20对正，使第一法兰11的轴线调节至与第一配对法兰20重合的位置上，同时可以调节第一法兰11与第一配对法兰20的距离和平行程度，便于后续安装固定。
6)、安装第一法兰11、同心异径管12和直管段13组合件。在工作平台上挂好4个2吨倒链，使用倒链把第一法兰11、同心异径管12和直管段13组合件提升至离压缩机高压缸二段入口的第一配对法兰5mm的位置上，找正第一配对法兰20和第一法兰11的螺栓孔中心，对称插入对中圆销，对中圆销只作对中导向用，初步固定第一配对法兰20和第一法兰11的相对位置，限制相互错位，不承受立管段重量。对中圆销的直径比法兰螺栓孔直径少0.5mm即可。然后用塞尺测量第一配对法兰20与第一法兰间的间隙、同心度和平行度，利用配管专用卡具90对法兰间隙和平行度进行调整，使其达到法兰间隙2.5mm，平行度≤0.1mm，同心度≤0.2mm的要求。
同理，第二法兰15与第二配对法兰30之间插入对中圆销进行导向限位。
7)固定第一法兰11、同心异径管12和直管段13组合件。复测第一配对法兰20与第一法兰11间的间隙及平行度及3#焊口对口间隙。符合要求后由2名焊工同时对称交错对3#焊口进行点焊。然后安装好弹簧支架40。
应注意的是，本实施例的3#焊口坡口角度及组对间隙如图5所示，图中阴影部分分别示出了直管段13和过滤器14的管壁，“60°”中的数字示意性地示出了直管段13和过滤器14之间的V型坡口的尺寸及焊接工艺。3#焊口的焊接将直接影响到第一配对法兰与第一法兰11间的平行度和同心度。为保证平行度和同心度，焊接作业应由2名焊工同时对称交错进行，焊接保持焊接电流和速度基本一致。注意：氩弧焊打底焊接完成后松开倒链，使得直管段13在焊接过程中能自由收缩。焊接过程中监测第一配对法兰20与第一法兰11间的平行度、同心度。焊接工艺参数如下见表1：
表1
合拢段管道10焊接完成后可以进行管道与压缩机的最终连接。管道与离心式压缩机连接时，应对机壳和联轴节的位移变化进行监测。机壳处的位移量不得超过0.05mm；联轴器的径向位移的允许量不得超过0.03mm。
在连接螺栓紧固过程中，指派专人负责监视百分表，直到紧固完毕，确保压缩机所受附加应力在规定范围内。
本收缩量的技术方案可以使压缩机组本体安装和压缩机进出口管道安装工作同时进行，大幅度缩短了施工周期，同时，本方案预先计算了焊缝收缩量控制装配时管道与压缩机接口的连接尺寸，使装配后的合拢段管道各部分之间对位准确，有效地降低整个合拢段管道各连接处的附加应力，大大提高施工进度和保证了施工质量，同时达到了无应力配管的要求。
采用上述方法操作后，按照无应力配管的相关规范要求进行了检查和确认，顺利通过验收。目前设备运行良好，无由于配管不良引起的故障发生。本发明施工方法得到了很好的运用，为压缩机组长周期稳定运行提供了保障。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
预先计算了焊缝收缩量控制装配时管道与压缩机接口的连接尺寸，使装配后的合拢段管道各部分之间对位准确，有效地降低整个合拢段管道各连接处的附加应力，大大提高施工进度和保证了施工质量，同时达到了无应力配管的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种压缩机组无应力配管的施工方法，将合拢段管道(10)连接在压缩机组和过滤器管道之间，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定合拢段管道(10)的结构组成并将各组成部件的焊口进行编号；
S2：计算各焊口的焊缝收缩量；
S3：预制所述合拢段管道(10)并调整所述合拢段管道(10)的总长至预设长度；
S4：根据压缩机组的位置搭设配管工作平台；
S5：制作配管卡具；
S6：将所述合拢段管道(10)吊装至装配位置；
S7：安装固定所述合拢段管道(10)；
所述合拢段管道包括依次设置的第一法兰、同心异径管、直管段、过滤器和第二法兰，所述第一法兰用于与所述压缩机组的第一配对法兰(20)连接，所述第二法兰用于与所述过滤器管道的第二配对法兰(30)连接，所述第一法兰的轴线与所述第二法兰的轴线成角度地设置；
所述步骤S3具体包括：
S31：所述直管段(13)按照图纸尺寸下料，下料长度大于图纸长度；
S32：焊接所述第一法兰(11)和所述同心异径管(12)之间的焊口，焊接所述同心异径管(12)和所述直管段(13)之间的焊口，焊接所述过滤器(14)和所述第二法兰(15)之间的焊口；
S33：预装所述过滤器和所述第二法兰；
S34：测量实际焊缝收缩量并确定实际所述第一法兰(11)、所述同心异径管(12)和所述直管段(13)的总长；
S35：切割掉所述直管段(13)上多余的部分使所述合拢段管道(10)满足预设长度。
2.根据权利要求1所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，所述焊缝收缩量的计算公式为y＝1.01×e0.0464x，其中，y为收缩近似值，x为所述组成部件的焊口的壁厚，e＝2.718282。
3.根据权利要求1所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，所述步骤S34具体包括：
S341：实测所述压缩机组的第一配对法兰(20)的端面至所述过滤器管道的第二配对法兰(30)的中心的距离L1；
S342：实测所述过滤器(14)的中心到所述过滤器(14)的上口的距离L2；
S343：实测所述第一配对法兰(20)与所述第一法兰(11)之间的垫片厚度d；
S344：计算所述第一法兰(11)、所述同心异径管(12)和所述直管段(13)的应有总长L＝L1-L2-d-(焊缝组对间隙-焊缝收缩量)。
4.根据权利要求1所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：
S61：将焊接好的所述第一法兰(11)、所述同心异径管(12)和所述直管段(13)提升至离所述压缩机组的第一配对法兰(20)预设距离的位置；
S62：将对中圆销对应地插入所述第一法兰(11)和所述第一配对法兰(20)的螺栓孔中；
S63：测量并通过所述配管卡具微调所述第一法兰(11)和所述第一配对法兰(20)之间的间隙、同心度和平行度使所述第一法兰(11)和所述第一配对法兰(20)的相对位置达到预设要求。
5.根据权利要求4所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，所述第一法兰(11)和所述第一配对法兰(20)之间的间隙等于所述第一配对法兰(20)与所述第一法兰(11)之间的垫片厚度减去焊缝收缩量，所述平行度小于或者等于0.1mm，同心度小于或者等于0.2mm。
6.根据权利要求4所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括：
S71：再次确定所述直管段(13)和所述过滤器(14)之间的对口间隙，在符合要求的情况下焊接所述直管段(13)和所述过滤器(14)；
S72：连接所述第一法兰(11)和所述第一配对法兰(20)以及所述第二法兰(15)和所述第二配对法兰(30)。
7.根据权利要求6所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，在执行步骤S71时应从多点同时对称交错焊接。
8.根据权利要求1所述的压缩机组无应力配管的施工方法，其特征在于，所述配管卡具(90)包括对夹式抱卡(91)、多个连接部(92)和多个顶丝(93)，所述对夹式抱卡(91)能够夹设在所述合拢段管道(10)上，多个所述连接部(92)均匀布置在所述对夹式抱卡(91)的周向外侧，多个所述顶丝(93)一一对应地设置在多个所述连接部(92)上，所述顶丝(93)可沿所述合拢段管道(10)的径向或轴向移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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