CN114850628B - 一种s型结构双90°弯管对接的组合施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种S型结构双90°弯管对接的组合施工方法，包括操作平台、两件法兰固定工装、四通管固定工装的制作以及在操作平台上确定工装位置、在操作平台上安装工装、两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的组对和焊接等步骤。本发明方法根据S型结构双90°弯管的结构特点，利用特制的法兰固定工装和四通管固定工装精准定位，保证了两个法兰的平行度以及每个法兰的中心线与四通管的中心线之间的距离。本发明方法操作便捷、高效且精准度高，无需改变S型结构双90°弯管的原有结构，即可实现S型结构双90°弯管对接的组合施工。除了S型结构双90°弯管外，也可对类似结构不同规格的弯头与法兰等部件采用本发明方法进行高效施工。
Description
技术领域
本发明涉及特殊结构的法兰与弯头组对的技术领域，具体是一种S型结构双90°弯管对接的组合施工方法。
背景技术
S型结构双90°弯管是一种特殊的弯管，其结构示意图见图1，图1中A向视图见图2。如图1和图2所示，S型结构双90°弯管的组成包括两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13。在施工过程中，需要将两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13组对成为图1和图2所示的整体。组对成型后，两段90°弯管和两个法兰分别关于四通管的中心点呈中心对称，要求两个法兰12的平行度小于1mm，且两个法兰12的中心线到四通管13的中心线的距离相同且偏差小于1mm。组对时保证两个法兰12的平行度以及每个法兰12的中心线到四通管13的中心线的距离对下道工序的安装至关重要。但由于这S型结构双90°弯管的特殊结构，常规施工方法难以保证组对成型后的法兰的水平度及形位尺寸达到下道工序安装的要求，有必要开发针对这种S型结构双90°弯管与法兰及四通管对接的行之有效的施工方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种操作便捷、高效且精准度高的S型结构双90°弯管对接的组合施工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种S型结构双90°弯管对接的组合施工方法，包括以下步骤：
1)以给定的S型结构双90°弯管的图纸为基准，该S型结构双90°弯管由两段90°弯管、两个法兰和一个四通管对接而成，两段90°弯管和两个法兰分别关于四通管的中心点呈中心对称，将任一个法兰的中心线与四通管的中心线之间的距离记为L，将两个法兰的密封面之间的距离记为S1，将四通管的底端端面与任一个法兰的中心线之间的距离记为H1；
2)制作一操作平台，将该操作平台的上表面的平面度和水平度分别控制在1mm之内；
3)制作两件法兰固定工装，每件的法兰固定工装包括直立的固定板和两段支撑杆，两段支撑杆点焊固定在固定板的背面的两侧，固定板上开设有与待对接的法兰上的螺栓孔和法兰孔一一对应的多个安装孔，固定板的高度小于支撑杆的高度，且固定板的顶端端面与两段支撑杆的顶端端面平齐，将支撑杆的高度记为H2，将多个安装孔的中心所在圆的圆心与两段支撑杆的底端端面的距离记为H3，H3＞0.5H2；
4)制作一四通管固定工装，四通管固定工装包括一短管，短管的顶端加工有圆柱形凸台，圆柱形凸台的外径比待对接的四通管的底端管口的内径小，将短管的外径记为S2、高度记为H4，将圆柱形凸台的外径记为S3，S3＜S2；
5)在操作平台上确定工装位置
5-1)在操作平台上绘制两条竖向平行线，两条竖向平行线之间的距离为S1；
5-2)在操作平台上绘制两条横向平行线，两条横向平行线之间的距离为2L，两条横向平行线与两条竖向平行线相交并围成一个四边形；
5-3)绘制出围成的四边形的两条对角线，并标记出两条对角线的交点X，该交点X即为四通管固定工装的安装位置；
5-4)将两条竖向平行线分别向外侧平移S5距离，得到两条基准平行线，将两条基准平行线之间的距离记为S4；根据两个法兰的安装方位，标记两条基准平行线与两条横向平行线的四个交点中的两个交点X1和X2，两个交点X1和X2分别与两个法兰的安装方位相对应，交点X1及靠近交点X1的一条基准平行线即为一件法兰固定工装的安装位置，交点X2及靠近交点X2的另一条基准平行线即为另一件法兰固定工装的安装位置；
6)在操作平台上安装工装
6-1)将一件法兰固定工装竖直放置在步骤4-5)确定的安装位置上，并使该法兰固定工装的固定板的正面与一条基准平行线平齐，再将该法兰固定工装的两段支撑杆的底端焊接固定在操作平台上，然后在该法兰固定工装的两段支撑杆的外侧分别焊接圆钢进行加固，即完成一件法兰固定工装的安装，之后采用同样方法完成另一件法兰固定工装的安装；
6-2)切除短管的多余部分，将短管的高度由H4调整为H4*，H4*＝H3-H1；将短管竖直放置在步骤4-5)确定的安装位置上，并使短管的底端端面的圆心与交点X重合，再将短管的底端点焊固定在操作平台上，即完成四通管固定工装的安装；
7)两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的组对
7-1)两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的坡口为单面45°外坡口，组对前分别用不锈钢砂轮片打磨坡口，去除坡口表面的油污和毛刺；
7-2)在每个法兰上的螺栓孔与对应的固定板上的安装孔之间装入螺栓，并在每个法兰与对应的固定板之间加装一个厚度为S5的垫片，将两个法兰分别固定在对应的固定板上；
7-3)在其中一个垫片的中间位置开设一个通气孔；
7-4)将四通管的底端管口扣在短管顶端的圆柱形凸台上，完成四通管竖向位置的定位，使四通管的中心线与两个法兰的中心线之间的距离分别为L，将每段90°弯管分别与对应的法兰和四通管进行组对，组对的间隙为1.5mm，用塞尺进行检查；
8)两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的焊接
8-1)将两段90°弯管与两个法兰和一个四通管的四个对接缝分别标记为N1、N2、N3和N4，N1、N2、N3和N4沿S型结构双90°弯管依次标记，在四个对接缝N1、N2、N3和N4处分别用自粘胶带环向密封，并将四通管的管口分别用密封带封堵，使待焊接的两段90°弯管、两个法兰和一个四通管形成一个密闭空间；
8-2)经通气孔向形成的密闭空间内充氩气保护，依次完成对四个对接缝N1、N2、N3和N4处的氩弧焊打底焊接，再依次完成对四个对接缝N1、N2、N3和N4处的盖面焊接，即完成S型结构双90°弯管对接的组合施工。
作为优选，所述的短管的顶端加工的圆柱形凸台的高度为20～25mm，所述的圆柱形凸台的外径比待对接的四通管的底端管口的内径小1mm，S5的大小为2mm，所述的垫片为聚四氟乙烯垫片。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明S型结构双90°弯管对接的组合施工方法根据S型结构双90°弯管的结构特点，利用特制的法兰固定工装和四通管固定工装精准定位，保证了两个法兰的平行度以及每个法兰的中心线与四通管的中心线之间的距离。本发明组合施工方法操作便捷、高效且精准度高，无需改变S型结构双90°弯管的原有结构，即可实现S型结构双90°弯管对接的组合施工。除了S型结构双90°弯管外，也可对类似结构不同规格的弯头与法兰等部件采用本发明方法进行高效施工。
附图说明
图1为S型结构双90°弯管的俯视图；
图2为图1中A向视图；
图3为实施例中操作平台的结构图；
图4为实施例中法兰固定工装的背面视图；
图5为实施例中法兰固定工装的侧视图；
图6为实施例中四通管固定工装的结构图；
图7为实施例中法兰固定工装和四通管固定工装的定位图；
图8为图7中B向视图；
图9为实施例中弯管、法兰和四通管的组对示意图；
图10为图9中C向视图；
图11为实施例中标记的四个对接缝的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例的S型结构双90°弯管对接的组合施工方法，包括以下步骤：
1)以给定的S型结构双90°弯管的图纸为基准，如图1和图2所示，该S型结构双90°弯管由两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13对接而成，两段90°弯管11和两个法兰12分别关于四通管13的中心点呈中心对称，将任一个法兰12的中心线与四通管13的中心线之间的距离记为L，将两个法兰12的密封面之间的距离记为S1，将四通管13的底端端面与任一个法兰12的中心线之间的距离记为H1；
2)采用厚度6mm的不锈钢板制作一高度为800～1000mm的操作平台2，该高度便于工人操作，该操作平台2的上表面的外形尺寸为1000×1000mm，将该操作平台2的上表面的平面度和水平度分别控制在1mm之内，该操作平台2的结构图见图3；
3)制作两件法兰固定工装3，如图4和图5所示，每件的法兰固定工装3包括直立的固定板31和两段支撑杆32，固定板31采用不锈钢板，支撑杆32采用槽钢，两段支撑杆32点焊固定在固定板31的背面的两侧，固定板31上开设有与待对接的法兰12上的螺栓孔和法兰孔一一对应的多个安装孔33，固定板31的高度小于支撑杆32的高度，且固定板31的顶端端面与两段支撑杆32的顶端端面平齐，将支撑杆32的高度记为H2，将多个安装孔33的中心所在圆的圆心与两段支撑杆32的底端端面的距离记为H3，H3＞0.5H2；
4)制作一四通管固定工装4，如图6所示，四通管固定工装4包括一短管41，短管41以Ф89×6mm钢管为材料，短管41的顶端加工有高度为25mm的圆柱形凸台42，圆柱形凸台42的外径比待对接的四通管13的底端管口的内径小1mm，将短管41的外径记为S2、高度记为H4，将圆柱形凸台42的外径记为S3，S3＜S2；
5)在操作平台2上确定工装位置
5-1)如图7所示，在操作平台2上绘制两条竖向平行线51，两条竖向平行线51之间的距离为S1；
5-2)如图7所示，在操作平台2上绘制两条横向平行线52，两条横向平行线52之间的距离为2L，两条横向平行线52与两条竖向平行线51相交并围成一个四边形；
5-3)如图7所示，绘制出围成的四边形的两条对角线53，并标记出两条对角线53的交点X，该交点X即为四通管固定工装4的安装位置；
5-4)如图7所示，将两条竖向平行线51分别向外侧平移S5距离，本实施例中S5＝2mm，得到两条基准平行线54，将两条基准平行线54之间的距离记为S4；根据两个法兰12的安装方位，标记两条基准平行线54与两条横向平行线52的四个交点中的两个交点X1和X2，两个交点X1和X2分别与两个法兰12的安装方位相对应，交点X1及靠近交点X1的一条基准平行线54即为一件法兰固定工装3的安装位置，交点X2及靠近交点X2的另一条基准平行线54即为另一件法兰固定工装3的安装位置；
6)在操作平台2上安装工装
6-1)如图7和图8所示，将一件法兰固定工装3竖直放置在步骤4-5)确定的安装位置上，并使该法兰固定工装3的固定板31的正面与一条基准平行线54平齐，再将该法兰固定工装3的两段支撑杆32的底端焊接固定在操作平台2上，然后在该法兰固定工装3的两段支撑杆32的外侧分别焊接圆钢34进行加固，即完成一件法兰固定工装3的安装，之后采用同样方法完成另一件法兰固定工装3的安装；
6-2)切除短管41的多余部分，将短管41的高度由H4调整为H4*，H4*＝H3-H1；将短管41竖直放置在步骤4-5)确定的安装位置上，并使短管41的底端端面的圆心与交点X重合，再将短管41的底端点焊固定在操作平台2上，即完成四通管固定工装4的安装，如图8所示；
7)两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13的组对
7-1)两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13的坡口为单面45°外坡口，组对前分别用不锈钢砂轮片打磨坡口，去除坡口表面的油污和毛刺；
7-2)如图9和图10所示，在每个法兰12上的螺栓孔与对应的固定板31上的安装孔33之间装入螺栓35，并在每个法兰12与对应的固定板31之间加装一个厚度为S5的聚四氟乙烯垫片6，将两个法兰12分别固定在对应的固定板31上；
7-3)在其中一个聚四氟乙烯垫片6的中间位置开设一个通气孔61，如10所示；
7-4)如图9和图10所示，将四通管13的底端管口扣在短管41顶端的圆柱形凸台42上，完成四通管13竖向位置的定位，使四通管13的中心线与两个法兰12的中心线之间的距离分别为L，将每段90°弯管11分别与对应的法兰和四通管13进行组对，组对的间隙为1.5mm，用塞尺进行检查；
8)两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13的焊接
8-1)如图11所示，将两段90°弯管11与两个法兰12和一个四通管13的四个对接缝分别标记为N1、N2、N3和N4，N1、N2、N3和N4沿S型结构双90°弯管依次标记，在四个对接缝N1、N2、N3和N4处分别用自粘胶带环向密封，并将四通管13的管口分别用密封带14封堵，使待焊接的两段90°弯管11、两个法兰12和一个四通管13形成一个密闭空间，该密闭空间可保证后续氩弧焊打底焊接过程有足够的氩气保护，确保内侧焊缝不被氧化，保证焊接质量；
8-2)经氩气输送带62向通气孔61输送氩气，由通气孔61向形成的密闭空间内充氩气保护，依次完成对四个对接缝N1、N2、N3和N4处的氩弧焊打底焊接，再依次完成对四个对接缝N1、N2、N3和N4处的盖面焊接，即完成S型结构双90°弯管对接的组合施工。
Claims (2)
1.一种S型结构双90°弯管对接的组合施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以给定的S型结构双90°弯管的图纸为基准，该S型结构双90°弯管由两段90°弯管、两个法兰和一个四通管对接而成，两段90°弯管和两个法兰分别关于四通管的中心点呈中心对称，将任一个法兰的中心线与四通管的中心线之间的距离记为L，将两个法兰的密封面之间的距离记为S1，将四通管的底端端面与任一个法兰的中心线之间的距离记为H1；
2)制作一操作平台，将该操作平台的上表面的平面度和水平度分别控制在1mm之内；
3)制作两件法兰固定工装，每件的法兰固定工装包括直立的固定板和两段支撑杆，两段支撑杆点焊固定在固定板的背面的两侧，固定板上开设有与待对接的法兰上的螺栓孔和法兰孔一一对应的多个安装孔，固定板的高度小于支撑杆的高度，且固定板的顶端端面与两段支撑杆的顶端端面平齐，将支撑杆的高度记为H2，将多个安装孔的中心所在圆的圆心与两段支撑杆的底端端面的距离记为H3，H3＞0.5H2；
4)制作一四通管固定工装，四通管固定工装包括一短管，短管的顶端加工有圆柱形凸台，圆柱形凸台的外径比待对接的四通管的底端管口的内径小，将短管的外径记为S2、高度记为H4，将圆柱形凸台的外径记为S3，S3＜S2；
5)在操作平台上确定工装位置
5-1)在操作平台上绘制两条竖向平行线，两条竖向平行线之间的距离为S1；
5-2)在操作平台上绘制两条横向平行线，两条横向平行线之间的距离为2L，两条横向平行线与两条竖向平行线相交并围成一个四边形；
5-3)绘制出围成的四边形的两条对角线，并标记出两条对角线的交点X，该交点X即为四通管固定工装的安装位置；
5-4)将两条竖向平行线分别向外侧平移S5距离，得到两条基准平行线，将两条基准平行线之间的距离记为S4；根据两个法兰的安装方位，标记两条基准平行线与两条横向平行线的四个交点中的两个交点X1和X2，两个交点X1和X2分别与两个法兰的安装方位相对应，交点X1及靠近交点X1的一条基准平行线即为一件法兰固定工装的安装位置，交点X2及靠近交点X2的另一条基准平行线即为另一件法兰固定工装的安装位置；
6)在操作平台上安装工装
6-1)将一件法兰固定工装竖直放置在步骤4-5)确定的安装位置上，并使该法兰固定工装的固定板的正面与一条基准平行线平齐，再将该法兰固定工装的两段支撑杆的底端焊接固定在操作平台上，然后在该法兰固定工装的两段支撑杆的外侧分别焊接圆钢进行加固，即完成一件法兰固定工装的安装，之后采用同样方法完成另一件法兰固定工装的安装；
6-2)切除短管的多余部分，将短管的高度由H4调整为H4*，H4*＝H3-H1；将短管竖直放置在步骤4-5)确定的安装位置上，并使短管的底端端面的圆心与交点X重合，再将短管的底端点焊固定在操作平台上，即完成四通管固定工装的安装；
7)两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的组对
7-1)两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的坡口为单面45°外坡口，组对前分别用不锈钢砂轮片打磨坡口，去除坡口表面的油污和毛刺；
7-2)在每个法兰上的螺栓孔与对应的固定板上的安装孔之间装入螺栓，并在每个法兰与对应的固定板之间加装一个厚度为S5的垫片，将两个法兰分别固定在对应的固定板上；
7-3)在其中一个垫片的中间位置开设一个通气孔；
7-4)将四通管的底端管口扣在短管顶端的圆柱形凸台上，完成四通管竖向位置的定位，使四通管的中心线与两个法兰的中心线之间的距离分别为L，将每段90°弯管分别与对应的法兰和四通管进行组对，组对的间隙为1.5mm，用塞尺进行检查；
8)两段90°弯管、两个法兰和一个四通管的焊接
8-1)将两段90°弯管与两个法兰和一个四通管的四个对接缝分别标记为N1、N2、N3和N4，N1、N2、N3和N4沿S型结构双90°弯管依次标记，在四个对接缝N1、N2、N3和N4处分别用自粘胶带环向密封，并将四通管的管口分别用密封带封堵，使待焊接的两段90°弯管、两个法兰和一个四通管形成一个密闭空间；
8-2)经通气孔向形成的密闭空间内充氩气保护，依次完成对四个对接缝N1、N2、N3和N4处的氩弧焊打底焊接，再依次完成对四个对接缝N1、N2、N3和N4处的盖面焊接，即完成S型结构双90°弯管对接的组合施工。
2.根据权利要求1所述的一种S型结构双90°弯管对接的组合施工方法，其特征在于，所述的短管的顶端加工的圆柱形凸台的高度为20～25mm，所述的圆柱形凸台的外径比待对接的四通管的底端管口的内径小1mm，S5的大小为2mm，所述的垫片为聚四氟乙烯垫片。
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