CN111215776A - P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，包括以下步骤：步骤一、管道坡口加工：将待焊接的两根管道加工坡口，其中一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第一内环部及第一外环部，所述第一外环部的端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第一V型坡口、与第一V型坡口底端连接的第二V型坡口、与第二V型坡口连接的第一Y型坡口，所述第一Y型坡口的底端与所述第一外环部的底端齐平，所述第一内环部的内端面设置第一反Y型坡口；步骤二、管道组对：将两个待焊接管道组对；步骤三、管道焊接。本发明通过采用坡口机和焊接机配合工作不仅可避免清理焊渣，而且焊接质量高，有效提高焊接的工作效率。

Description

P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法

技术领域

本发明涉及管道焊接技术领域领域。更具体地说，本发明涉及一种P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法。

背景技术

在化工装置建设施工阶段，化工管道的焊接工作是管道安装必不可少的重要步骤。随着科技的进步以及对焊接质量的高度重视，推广应用自动焊接技术是焊接技术发展的趋势，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大没应用范围正在迅速扩大。目前，管道施工已逐渐从手工焊接向全自动焊接方向发展，因此，管道全位置自动焊接装置的研制具有十分重要的意义。管道全位置自动焊接就是指在管道相对固定的情况下，焊接小车带动焊枪沿轨道围绕管壁运动，从而实现自动焊接。但是，P91管道属于高压厚壁管道，主要应用在高温高压的主蒸汽管道上，管道壁厚在30mm以上，采用传统的方式进行焊接，不仅焊接质量低，而且焊接效率低，影响施工进度。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其通过采用坡口机和焊接机配合工作不仅可避免清理焊渣，而且焊接质量高，有效提高焊接的工作效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、管道坡口加工：将待焊接的两根管道使用坡口机加工坡口，其中一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第一内环部及第一外环部，所述第一外环部的端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第一V型坡口、与第一V型坡口底端连接的第二V型坡口、与第二V型坡口连接的第一Y型坡口，所述第一Y型坡口的底端与所述第一外环部的底端齐平，所述第一内环部的内端面设置第一反Y型坡口，另一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第二外环部及第二内环部，所述第二外环部的内端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第三V型坡口、与第三V型坡口底端连接的第四V型坡口、与第四V型坡口连接的第二Y型坡口，所述第二Y型坡口的底端与第二外环部的底端齐平，所述第二内环部的端面设有第二反Y型坡口，其中，所述第一内环部与所述第二内环部相适配，所述第一外环部、第二外环部的厚度均略等于管道厚度的2/3，第二V型坡口与管道外侧壁的夹角、所述第一Y型坡口顶端与管道外侧壁的夹角、所述第一V型坡口与管道外侧壁的夹角角度依次减小；

步骤二、管道组对：将两个待焊接管道组对，所述第一外环部的底面与所述第二外环部的底面抵接，所述第一V型坡口与第三V型坡口组对、第二V型坡口与第四V型坡口组对、所述第一Y型坡口与所述第二Y型坡口组对形成外部组对坡口，并对所述第一Y型坡口与所述第二Y型坡口组对形成的外部组对坡口进行点焊固定，所述第一反Y型坡口与所述第二反Y型坡口组对形成内部组对坡口；

步骤三、管道焊接：采用焊接机分别对内部组对坡口和外部组对坡口进行焊接。

优选的是，所述第一V型坡口、所述第二V型坡口、所述第一Y型坡口的厚度相等，所述第三V型坡口、所述第四V型坡口、所述第二Y型坡口的厚度相等。

优选的是，所述第一V型坡口与管道的夹角为53°，所述第二V型坡口与管道的夹角为73°，所述第一Y型坡口顶端与管道的夹角为64°。

优选的是，所述第一反Y型坡口底端与管道的夹角为61°。

优选的是，所述第一外环部、所述第二外环部底部的长度均为60mm。

优选的是，在步骤一中管道坡口完成后，使用浸泡装置将设有坡口的管道管口置于质量分数为7％的氢氧化钠溶液中浸泡3h，所述浸泡装置包括：支架，其可升降，所述支架的底端设有移动轮；清洗罐，其为水平设于所述支架上的圆筒状结构，所述清洗罐的一端封闭，另一端设有管道穿口，所述清洗罐的侧壁高端设有进液口，侧壁低端设有出液口；外密封组件，其包括与所述管道穿口侧壁周向连接的环形防水布、弹性橡胶条，所述防水布的内环卷边形成穿绳腔，所述穿绳腔内穿设有固定绳，所述固定绳的两端滑动穿出所述穿绳腔，所述弹性橡胶条的两端可拆卸连接，所述弹性橡胶条上沿其长度方向设有凹槽，所述凹槽用于容纳所述防水布的内环，其中，所述弹性橡胶条有不同长度的规格；内封闭组件，其包括与所述清洗罐端部连接的定位柱，所述定位柱与所述清洗罐同轴设置，且所述定位柱的自由端朝向所述管道穿口设置，所述定位柱的自由端可拆卸连接有活塞，其中，所述活塞有多种不同直接的规格。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明通过采用坡口机和焊接机配合工作不仅可避免清理焊渣，而且焊接质量高，有效提高焊接的工作效率，相比于手动焊接，本发明可节约10％的时间，同时，本发明的焊接方法人力投入较少。

第二、本发明的坡口设置方法一方面可以减少内部组对坡口、外部组对坡口的体积，降低焊材消耗量，并且这种设置能够保证将厚壁管道焊透，提高厚壁管道焊接处的稳定性，另一方面本发明通过设置第一内环部、第一外环部、第二内环部、第二外环部实现将内焊接、外焊接处不在同一竖直平面，有利于提高焊接处的稳定性。

第三、设置第一V型坡口、第二V型坡口、第一Y型坡口、第一反Y型坡口、第三V型坡口、第四V型坡口、第二Y型坡口、第二反Y型坡口在满足自动焊接的前提下，还可有效减少坡口体积，提高焊接的稳定性。

第四、设置第一内环部、第一外环部、第二内环部、第二外环部一方面便于两个焊接管道的组对，相比于现有技术中管道管口的处理，本发明中第一内环部容纳第二内环部，组对更加便捷精准，另一方面实现外焊接(从管道外侧焊接)、内焊接(从管道内侧焊接)进行交叉设置，有利于提高焊接处的稳定性。

第五、本发明通过使用浸泡装置完成使用氢氧化钠溶液的浸泡处理，可有效提高清洗效率以及清洗效果，同时相比于现有技术使用氢氧化钠进行冲刷，本发明能够完成对管道管口的浸泡，清洗效率好，相比现有技术先将管道竖立，然后将下端在氢氧化钠溶液中浸泡，本发明可避免将管道竖立，不仅可提高安全性，而且操作较为简便；设置内封闭组件，实现对管道内部的封闭，减少氢氧化钠溶液通过管道流失，多个规格的活塞可使浸泡装置适用于多种内径的管道；设置外密封组件在满足管道管口进入所述清洗罐内的同时还能满足对清洗罐的封闭作用，达到使用氢氧化溶液浸泡的效果，不同长度规格的橡胶条可实现适用于不同外径的管道，且还可减少防水布与管道之间渗水。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个技术方案管道组对前的结构示意图；

图2为本发明其中一个技术方案管道组对后的结构示意图；

图3为本发明其中一个技术方案所述浸泡装置的结构示意图；

图4为本发明其中一个技术方案所述防水布的结构示意图；

图5为本发明其中一个技术方案所述弹性橡胶条的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～2所示，P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、管道坡口加工：将待焊接的两根管道使用坡口机加工坡口，其中一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第一内环部201及第一外环部101(第一外环部101凸出于所述第一内环部201)，所述第一外环部101的端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第一V型坡口102、与第一V型坡口102底端(底端即为靠近管道内侧壁的端部，顶端为与管道外侧壁齐平的端部)连接的第二V型坡口、与第二V型坡口底端(所述第二V型坡口的底端为靠近管道内侧壁的端部)连接的第一Y型坡口104，所述第一Y型坡口104的底端与所述第一外环部101的底端齐平，所述第一内环部201的内端面设置第一反Y型坡口202，另一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第二外环部301及第二内环部401(第二内环部401凸出于所述第二外环部301)，所述第二外环部301的内端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第三V型坡口302、与第三V型坡口302底端连接的第四V型坡口303、与第四V型坡口303连接的第二Y型坡口304，所述第二Y型坡口的底端与第二外环部301的底端齐平，所述第二内环部401的端面设有第二反Y型坡口402，其中，所述第一内环部201与所述第二内环部401相适配，所述第一外环部101、第二外环部301的厚度均略等于管道厚度的2/3，第二V型坡口与管道外侧壁的夹角、所述第一Y型坡口104顶端与管道外侧壁的夹角、所述第一V型坡口102与管道外侧壁的夹角角度依次减小；

步骤二、管道组对：将两个待焊接管道组对，所述第一外环部101的底面与所述第二外环部301的底面抵接，所述第一V型坡口102与第二Y型坡口组对、第二V型坡口与第四V型坡口303组对、所述第一Y型坡口104与所述第二Y型坡口304组对形成外部组对坡口，并对所述第一Y型坡口104与所述第二Y型坡口304组对形成的外部组对坡口进行点焊固定，所述第一反Y型坡口202与所述第二反Y型坡口402组对形成内部组对坡口；

步骤三、管道焊接：采用焊接机分别对内部组对坡口和外部组对坡口进行焊接。

在这种技术方案中，组对完成中两个管道的内侧壁齐平，两个管道的外侧壁齐平，实施过程中，先将两个待焊接的管道管口分别加工成第一内环部201、第一外环部101、第二外环部301及第二内环部401，然后加工第一V型坡口102、第二V型坡口、第一Y型坡口104、第一反Y型坡口202、第三V型坡口302、第四V型坡口303、第二Y型坡口304、第二反Y型坡口402，再将两个待焊接管道进行组对并焊接。采用该技术方案，本发明通过采用坡口机和焊接机配合工作不仅可避免清理焊渣，而且焊接质量高，有效提高焊接的工作效率，相比于手动焊接，本发明可节约10％的时间，同时，本发明的焊接方法人力投入较少；本发明的坡口设置方法一方面可以减少内部组对坡口、外部组对坡口的体积，降低焊材消耗量，并且这种设置能够保证将厚壁管道焊透，提高厚壁管道焊接处的稳定性，另一方面本发明通过设置第一内环部201、第一外环部101、第二内环部401、第三外环部实现将内焊接、外焊接处不在同一竖直平面，有利于提高焊接处的稳定性；设置第一V型坡口102、第二V型坡口、第一Y型坡口104、第一反Y型坡口202、第三V型坡口302、第四V型坡口303、第二Y型坡口304、第二反Y型坡口402在满足自动焊接的前提下，还可有效减少坡口体积，提高焊接的稳定性；设置第一内环部201、第一外环部101、第二内环部401、第二外环部301一方面便于两个焊接管道的组对，相比于现有技术中管道管口的处理，本发明中第一内环部201容纳第二内环部401，组对更加便捷精准，另一方面实现外焊接(从管道外侧焊接)、内焊接(从管道内侧焊接)进行交叉设置，有利于提高焊接处的稳定性。

在另一种技术方案中，所述第一V型坡口102、所述第二V型坡口、所述第一Y型坡口104的厚度相等，所述第三V型坡口302、所述第四V型坡口303、所述第二Y型坡口304的厚度相等。采用该技术方案，提高焊接处的稳定性。

在另一种技术方案中，所述第一V型坡口102与管道的夹角(图1中的a)为53°，所述第二V型坡口与管道的夹角(图1中的b)为73°，所述第一Y型坡口104顶端与管道的夹角(图1中的c)为64°。采用该技术方案，提高焊接的稳定性。

在另一种技术方案中，所述第一反Y型坡口202底端与管道的夹角(图1中的d)为61°。采用该技术方案，提高焊接处的稳定性。

在另一种技术方案中，所述第一外环部101、所述第二外环部301底部的长度均为60mm。采用该技术方案，提高焊接处的稳定性。

在另一种技术方案中，如图3-5所示，在步骤一中管道坡口完成后，使用浸泡装置将设有坡口的管道管口置于质量分数为7％的氢氧化钠溶液中浸泡3h，所述浸泡装置包括：支架101，其可升降，所述支架101的底端设有移动轮；清洗罐201，其为水平设于所述支架101上的圆筒状结构，所述清洗罐201的一端封闭，另一端设有管道穿口，所述清洗罐201的侧壁高端设有进液口202，侧壁低端设有出液口203；外密封组件，其包括与所述管道穿口侧壁周向连接的环形防水布205、弹性橡胶条206，所述防水布205的内环卷边形成穿绳腔，所述穿绳腔内穿设有固定绳(所述固定绳滑动穿出所述穿线腔的具体实现方式可为：所述穿绳腔的侧壁设有两个穿线孔，所述固定绳绳的两端分别一一对应穿过两个穿线孔)，所述固定绳的两端滑动穿出所述穿绳腔，所述弹性橡胶条206的两端可拆卸连接(可拆卸连接的其中一种实现方式可为：所述弹性橡胶条206的端部搭扣连接)，所述弹性橡胶条206上沿其长度方向设有凹槽701，所述凹槽701用于容纳所述防水布205的内环，其中，所述弹性橡胶条206有不同长度的规格以适用于多种外直直径的管道；内封闭组件，其包括与所述清洗罐201端部连接的定位柱207，所述定位柱207与所述清洗罐201同轴设置，且所述定位柱207的自由端朝向所述管道穿口设置，所述定位柱207的自由端可拆卸连接有活塞208(可拆卸连接的其中一种实现方式具体为：所述活塞208的中心凹陷形成槽体，所述槽体的内径略小于所述定位柱207的直径，所述槽体的底部贯穿设有第一螺纹孔，所述定位柱207的端部设有第二螺纹孔，第一螺纹孔、第二螺纹孔通过螺杆连接，以实现所述活塞208与所述定位柱207的可拆卸连接)，其中，所述活塞208有多种不同直接的规格，以适用于多种内径的管道，在上述技术方案中，若从凹槽701中漏水，可采用防水胶带进行封闭。采用该技术方案，本发明通过使用浸泡装置完成使用氢氧化钠溶液的浸泡处理，可有效提高清洗效率以及清洗效果，同时相比于现有技术使用氢氧化钠进行冲刷，本发明能够完成对管道管口的浸泡，清洗效率好，相比现有技术先将管道竖立，然后将下端在氢氧化钠溶液中浸泡，本发明可避免将管道竖立，不仅可提高安全性，而且操作较为简便；设置内封闭组件，实现对管道内部的封闭，减少氢氧化钠溶液通过管道流失，多个规格的活塞208可使浸泡装置适用于多种内径的管道；设置外密封组件在满足管道管口进入所述清洗罐201内的同时还能满足对清洗罐201的封闭作用，达到使用氢氧化溶液浸泡的效果，不同长度规格的橡胶条可实现适用于不同外径的管道，且还可减少防水布205与管道之间渗水。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、管道坡口加工：将待焊接的两根管道使用坡口机加工坡口，其中一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第一内环部及第一外环部，所述第一外环部的端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第一V型坡口、与第一V型坡口底端连接的第二V型坡口、与第二V型坡口连接的第一Y型坡口，所述第一Y型坡口的底端与所述第一外环部的底端齐平，所述第一内环部的内端面设置第一反Y型坡口，另一根管道管口的处理方法为：将该管道的管口加工形成向内收缩的第二外环部及第二内环部，所述第二外环部的内端面沿朝向所述管道中轴线的方向依次设置第三V型坡口、与第三V型坡口底端连接的第四V型坡口、与第四V型坡口连接的第二Y型坡口，所述第二Y型坡口的底端与第二外环部的底端齐平，所述第二内环部的端面设有第二反Y型坡口，其中，所述第一内环部与所述第二内环部相适配，所述第一外环部、第二外环部的厚度均略等于管道厚度的2/3，第二V型坡口与管道外侧壁的夹角、所述第一Y型坡口顶端与管道外侧壁的夹角、所述第一V型坡口与管道外侧壁的夹角角度依次减小；

步骤二、管道组对：将两个待焊接管道组对，所述第一外环部的底面与所述第二外环部的底面抵接，所述第一V型坡口与第三V型坡口组对、第二V型坡口与第四V型坡口组对、所述第一Y型坡口与所述第二Y型坡口组对形成外部组对坡口，并对所述第一Y型坡口与所述第二Y型坡口组对形成的外部组对坡口进行点焊固定，所述第一反Y型坡口与所述第二反Y型坡口组对形成内部组对坡口；

步骤三、管道焊接：采用焊接机分别对内部组对坡口和外部组对坡口进行焊接。

2.如权利要求1所述的P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其特征在于，所述第一V型坡口、所述第二V型坡口、所述第一Y型坡口的厚度相等，所述第三V型坡口、所述第四V型坡口、所述第二Y型坡口的厚度相等。

3.如权利要求1所述的P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其特征在于，所述第一V型坡口与管道的夹角为53°，所述第二V型坡口与管道的夹角为73°，所述第一Y型坡口顶端与管道的夹角为64°。

4.如权利要求1所述的P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其特征在于，所述第一反Y型坡口底端与管道的夹角为61°。

5.如权利要求1所述的P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其特征在于，所述第一外环部、所述第二外环部底部的长度均为60mm。

6.如权利要求1所述的P91高压厚壁管道全位置自动焊接方法，其特征在于，在步骤一中管道坡口完成后，使用浸泡装置将设有坡口的管道管口置于质量分数为7％的氢氧化钠溶液中浸泡3h，所述浸泡装置包括：支架，其可升降，所述支架的底端设有移动轮；清洗罐，其为水平设于所述支架上的圆筒状结构，所述清洗罐的一端封闭，另一端设有管道穿口，所述清洗罐的侧壁高端设有进液口，侧壁低端设有出液口；外密封组件，其包括与所述管道穿口侧壁周向连接的环形防水布、弹性橡胶条，所述防水布的内环卷边形成穿绳腔，所述穿绳腔内穿设有固定绳，所述固定绳的两端滑动穿出所述穿绳腔，所述弹性橡胶条的两端可拆卸连接，所述弹性橡胶条上沿其长度方向设有凹槽，所述凹槽用于容纳所述防水布的内环，其中，所述弹性橡胶条有不同长度的规格；内封闭组件，其包括与所述清洗罐端部连接的定位柱，所述定位柱与所述清洗罐同轴设置，且所述定位柱的自由端朝向所述管道穿口设置，所述定位柱的自由端可拆卸连接有活塞，其中，所述活塞有多种不同直接的规格。

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