CN112361115A

CN112361115A - 一种b型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒

Info

Publication number: CN112361115A
Application number: CN202011057401.2A
Authority: CN
Inventors: 王高峰; 刘奎荣; 李亮; 赵新伟; 张鸿博; 冼国栋; 杨锋平; 余东亮; 蒋毅; 王志方; 孙宝龙; 刘雪光; 李开鸿; 白强
Original assignee: Beijing Longshine Oil Tubular Technology Co ltd; China Petroleum Pipeline Co ltd West Gas East Transportation Branch; Southwest Pipeline Branch Of Petrochina Co ltd; China National Petroleum Corp; Pipeline Research Institute of CNPC
Current assignee: Beijing Longshine Oil Tubular Technology Co ltd; China Petroleum Pipeline Co ltd West Gas East Transportation Branch; Southwest Pipeline Branch Of Petrochina Co ltd; China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute; Pipeline Research Institute of CNPC
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2021-02-12

Abstract

本发明提供一种B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，由两片相同的弧板组合在一起形成，每个弧板包括依次连接的大径端和小径端，大径端内径与B型套筒外径配合，小径端内径与待修复管道外径配合，两片弧板的圆心角角度均为180度。本发明使用时，异形套筒套装在B型套筒和待修复管道外，异形套筒侧边焊接，两端焊接，从而将B型套筒角焊缝缺陷包裹在异形套筒中，避免流体外漏。本发明为管道B型套筒角焊缝缺陷永久性修复方式，且承压能力与待修复管道相同，完全可以取代换管修复方式，避免换管作业造成的巨大经济损失。

Description

一种B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒

技术领域

本发明属于油气输送管道领域，尤其是一种B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒。

背景技术

油气管道在服役过程中会因外部环境的干扰、腐蚀、管材和施工质量等原因导致管道失效事故时有发生，从而引起火灾、爆炸，会造成巨大的经济损失、人员伤亡和环境污染等灾难性后果，这严重影响了社会经济的平稳运行，危及到人们的生命安全。

为了避免更多的管道事故发生，在管道日常的维护过程中发现缺陷应及时处理或修复，在众多的修复方法中，复合材料、A型套筒(如图1(a)所示)以及环氧钢套筒等修复方法仅能承受管道由于内压产生的环向载荷，对于轴向载荷或弯曲载荷作用甚微，且密封性较差，如果主体管道泄漏后，有可能会从套筒边缘处泄漏。而B型套筒修复方法(如图1(b)所示)不仅能承受环向载荷而且还可以承受轴向及弯曲载荷，由于端部为焊接方式，其密封性较好，因此，在国内外相关修复规范和标准中，B型套筒修复的缺陷种类最多，甚至可以修复泄露缺陷，且均为永久性修复。

B型套筒修复技术属于在役管道焊接领域，其面临的一个重要技术难点是B型套筒在役焊接过程中，管道处于不停输状态，管道内部有快速流动的带压气体或液体介质，焊缝区域的大量热量被带走，焊接时不易保证预热温度(100℃以上)和层间焊接温度(150℃)，致使产生裂纹的可能性大大的增加。同时焊缝冷却速度过快，将促使焊接接头形成对氢致裂纹敏感的淬硬组织，导致热影响区硬度值增大，易产生氢致裂纹，如附图2所示，这种缺陷多数出现在角焊缝表面及角焊缝焊趾(钢管侧)部位，角焊缝出现上述裂纹降低了焊接接头的承载能力，影响管道服役安全。目前，国内在B型套筒修复实际施工过程中，出现这种情况施工单位首先会对表面缺陷进行修磨处理，如果为浅表缺陷，则可通过修磨处理掉，若缺陷深度较深，修磨无法去除，施工单位会将该B型套筒割掉进行换管作业，但换管直接经济成本巨大，如一条外径为1219mm的管道缺陷若采用换管修复技术，单是天然气排放损失就在500～600万元以上，并且还会因换管停输不得不影响下游用户用气。

发明内容

本发明的目的在于提供一种B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，修复B型套筒角焊缝缺陷，避免因角焊缝缺陷割掉B型套筒采用换管修复技术从而产生巨大的经济损失。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，由两片相同的弧板组合在一起形成，每个弧板包括依次连接的大径端和小径端，大径端内径与B型套筒外径配合，小径端内径与待修复管道外径配合，两片弧板的圆心角角度均为180度。

优选的，弧板小径端内径由公式(1)确定；

d_s＝D_p+2G (1)

其中：

d_s为弧板小径端内径，mm；

D_p为待修复管道外径，mm；

G为异形套筒与B型套筒之间间隙，mm，取值范围为0-5，mm。

优选的，弧板大径端内径由公式(2)确定：

D_s＝D_o+2G (2)

其中：

D_s为弧板大径端内径，mm；

D_o为B型套筒外径，mm；

G为异形套筒与B型套筒之间间隙，mm，取值范围为0-5，mm。

优选的，弧板壁厚大于公式(3)计算得到的弧板计算壁厚；

其中：

t_s为弧板计算壁厚，mm；

D_s为弧板大径端内径，mm；

S_s为弧板材料最小屈服强度，MPa；

t_p为待修复管道壁厚，mm；

D_p为待修复管道外径，mm；

S_p为待修复管道材料最小屈服强度，MPa。

优选的，弧板的侧边呈坡口设置。

优选的，每个弧板自一端至另一端依次包括大径端、变径段和小径端。

进一步的，弧板长度满足公式(4)；

L≥16t (4)

其中：

L为弧板长度，mm；

t为弧板壁厚，mm。

进一步的，异形套筒角焊缝与B型套筒角焊缝之间的距离不小于8t，其中：t为弧板壁厚，mm。

优选的，弧板呈台阶孔设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明使用时，异形套筒套装在B型套筒和待修复管道外，异形套筒侧边焊接，两端焊接，从而将B型套筒角焊缝缺陷包裹在异形套筒中，避免流体外漏。本发明为管道B型套筒角焊缝缺陷永久性修复方式，且承压能力与待修复管道相同，完全可以取代换管修复方式。本发明可修复B型套筒无法去除的角焊缝缺陷，从而避免因无法去除B型套筒角焊缝缺陷而采用换管修复技术，采用本发明所产生的费用约为换管修复技术费用的1/10，可为管道企业带来巨大的经济效益，避免换管作业造成的巨大经济损失。

附图说明

图1为管道套筒的结构示意图，其中，(a)为A型套筒，(b)为B型套筒；

图2为B型套筒角焊缝焊趾裂纹示意图；

图3为本发明的单片弧板的示意图；

图4为本发明的两片弧板组合后示意图；

图5为本发明实施例1的异形套筒修复B型套筒角焊缝焊趾裂纹示意图；

其中：1-待修复管道；2-B型套筒；3-异形套筒角焊缝；4-异形套筒；5-异形套筒侧焊缝。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，由两片弧板相对组合在一起形成。每个弧板包括依次连接的大径端和小径端，大径端内径与B型套筒2外径配合，小径端内径与待修复管道1外径配合。弧板的侧边呈坡口设置。

弧板材料类型与待修复管道材料类型(例如碳钢、低合金钢等)相同，该材料可以为管材也可以为板材。两片弧板的壁厚、大径端内径和小径端内径、长度等几何尺寸相同。

异形套筒成型加工工艺应保证成品性能满足相关标准要求；加工成型后的成品弧板具体尺寸应满足如下规则：

(1)弧板小径端内径由公式(1)确定；

d_s＝D_p+2G (1)

其中：

d_s——弧板小径端内径，mm；

D_p——待修复管道外径，mm；

G——异形套筒与B型套筒之间间隙，取值范围为0-5，mm；

(2)弧板大径端内径由公式(2)确定：

D_s＝D_o+2G (2)

其中：

D_s——弧板大径端内径，mm；

D_o——B型套筒外径，mm；

G——异形套筒与B型套筒之间间隙，取值范围为0-5，mm；

(3)弧板壁厚应大于公式(3)计算的弧板计算壁厚；

其中：

t_s——弧板计算壁厚，mm；

D_s——弧板大径端内径，mm；

S_s——弧板材料最小屈服强度，MPa；

t_p——待修复管道壁厚，mm；

D_p——待修复管道外径，mm；

S_p——待修复管道材料最小屈服强度，MPa。

(4)弧板长度L满足公式(4)；弧板大径端长度L₁不应小于8t，变径段至弧板小径端端部长度L₂不应小于8t；

L≥16t (4)

其中：

L——弧板长度，mm；

t——弧板壁厚，mm。

异形套筒角焊缝与B型套筒角焊缝之间的距离l₁、l₂、l₃不应小于8t。

(5)弧板侧边坡口角度α由焊接工艺确定，最大为30°；

实施例1

如图3和4所示，本实施例中，所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，由两片圆心角角度相同的弧板相对组合在一起形成，即各弧板的圆心角角度均为180度。每个弧板自一端至另一端依次包括大径端、变径段和小径端，大径端内径与B型套筒外径配合，小径端内径与待修复管道外径配合。

本实施例使用方法为：在修复B型套筒角焊缝缺陷时，两弧板组合套装在B型套筒2和待修复管道1外；首先完成异形套筒侧焊缝5的焊接，即两弧板相接侧边焊接在一起；然后进行异形套筒角焊缝3焊接，即各弧板大径端端部与B型套筒2筒体搭接角焊，各弧板小径端端部与待修复管道1管体搭接角焊，焊完异形套筒一端角焊缝后再焊接另一端角焊缝，如图5所示。

实施例2

本实施例中，所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，由两片圆心角角度相同的弧板相对组合在一起形成，即各弧板的圆心角角度均为180度。每个弧板自一端至另一端依次包括大径端和小径端，大径端内径与B型套筒外径配合，小径端内径与待修复管道外径配合。即本实施例中，异形套筒内部呈台阶孔设置。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims

1.一种B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，由两片相同的弧板组合在一起形成，每个弧板包括依次连接的大径端和小径端，大径端内径与B型套筒外径配合，小径端内径与待修复管道外径配合，两片弧板的圆心角角度均为180度。

2.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，弧板小径端内径由公式(1)确定；

d_s＝D_p+2G (1)

其中：

d_s为弧板小径端内径，mm；

D_p为待修复管道外径，mm；

G为异形套筒与B型套筒之间间隙，mm，取值范围为0-5，mm。

3.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，弧板大径端内径由公式(2)确定：

D_s＝D_o+2G (2)

其中：

D_s为弧板大径端内径，mm；

D_o为B型套筒外径，mm；

G为异形套筒与B型套筒之间间隙，mm，取值范围为0-5，mm。

4.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，弧板壁厚大于公式(3)计算得到的弧板计算壁厚；

其中：

t_s为弧板计算壁厚，mm；

D_s为弧板大径端内径，mm；

S_s为弧板材料最小屈服强度，MPa；

t_p为待修复管道壁厚，mm；

D_p为待修复管道外径，mm；

S_p为待修复管道材料最小屈服强度，MPa。

5.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，弧板的侧边呈坡口设置。

6.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，大径端和小径端之间通过变径段连接。

7.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，弧板长度满足公式(4)；

L≥16t (4)

其中：

L为弧板长度，mm；

t为弧板壁厚，mm。

8.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，异形套筒角焊缝与B型套筒角焊缝之间的距离不小于8t，其中：t为弧板壁厚，mm。

9.根据权利要求1所述的B型套筒角焊缝缺陷修复用异形套筒，其特征在于，弧板呈台阶孔设置。