劉春雷 袁常軒

國家管網(wǎng)集團北京管道維搶修分公司

摘要：大口徑管道動(dòng)火連頭組對屬于管道施工作業(yè)的難點(diǎn)。為保證作業(yè)質(zhì)量，總結了加強標準規范的學(xué)習、掌握快捷“垂直投影法”、熟練直管段測量下料和三通、彎頭測量下料等提升技能的方法；開(kāi)發(fā)應用了長(cháng)尺寸90度角尺、畫(huà)線(xiàn)圈、平口圈和火焰切割機微調桿等工具；做好設備機具布置、作業(yè)坑開(kāi)挖、場(chǎng)地環(huán)境以及加強崗位練兵和培訓，保證良好的作業(yè)環(huán)境及嚴格現場(chǎng)管理�？晒┩�行業(yè)參考借鑒。

關(guān)鍵詞：動(dòng)火連頭；管道測量；管道組對 ；質(zhì)量

在油氣管道新建、擴建、改建和進(jìn)行換管搶修作業(yè)時(shí)，動(dòng)火連頭作業(yè)都是必不可少的關(guān)鍵工序。大口徑管道現場(chǎng)施工受地形限制等因素，管線(xiàn)開(kāi)挖長(cháng)度較小，原管道斷開(kāi)后受各種應力影響經(jīng)常會(huì )發(fā)生彈性變形，給正常下料（同心同軸的工況）帶來(lái)一定的難度，導致管道組對間隙不均勻，出現局部過(guò)大或過(guò)小的現象，增加了焊接難度又延長(cháng)了作業(yè)時(shí)間。通過(guò)提升作業(yè)人員技能、改進(jìn)作業(yè)工具、完善作業(yè)環(huán)境和現場(chǎng)管理，提高管道動(dòng)火連頭組對的質(zhì)量。

1  技術(shù)技能要求

提高大口徑輸氣管道動(dòng)火連頭管道組對質(zhì)量，管道安裝工的技術(shù)技能最為基礎和關(guān)鍵。掌握了動(dòng)火連頭中管道測量、下料、切割、組對的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，才能舉一反三，靈活運用于施工作業(yè)。如圖 1，直管段連頭、三通連頭、彎頭連頭（含大角度大倍數彎管）應能夠正確測量出管件中心高、管口橢圓度、幾何角度偏差、擺頭偏差、正口偏差、大角度大倍數彎管中心轉彎點(diǎn)，運用三角函數計算出斜口角度、尖長(cháng)并能夠在下料時(shí)作出相應補償與調整。

圖 1 各形態(tài)管段連頭示意

（1）標準規范。根據換管作業(yè)通用要求“彎頭和彎管不應使用褶皺彎和蝦米彎，管子對接偏差不應大于3度”，對于動(dòng)火連頭中出現管線(xiàn)彈性變形發(fā)生位移時(shí)，根據測量的偏差數據和下料管道的長(cháng)度、直徑尺寸計算出連接管口偏轉角不大于3度，是可以做斜口連頭的。直管段長(cháng)度應不小于1倍的管道直徑，且不小于500 mm，可根據現場(chǎng)情況制定合適長(cháng)度，使管口偏轉角即連頭斜口角度在規范標準內。管道對接時(shí)，制管焊縫之間應錯開(kāi)100 mm以上，直縫管的直焊縫應位于易檢修的位置，而不應在底部，管道端口圓度超標時(shí)應進(jìn)行校圓，不等壁厚管道組對應提前完成壁厚減薄處理。

（2）“垂直投影法”。在實(shí)踐中，發(fā)現連頭管口會(huì )出現類(lèi)似疊加角的情況，管口縱向、橫向都存在偏轉角，只有對疊加角了解透徹，下料時(shí)才會(huì )精準。還要考慮到現場(chǎng)開(kāi)挖管線(xiàn)長(cháng)度及天氣溫度的變化，注意熱脹冷縮帶來(lái)的影響�！按怪蓖队胺ā笔遣粩嗝�索驗證總結出來(lái)的方法，重點(diǎn)在于組對件要與原管道相互垂直，各中心點(diǎn)位置對應，利用垂直投影的原理，將組對件管口正等分4點(diǎn)投到原管道上，做好標記，再劃出焊縫間隙及切割坡口角度的尖長(cháng)尺寸，確定切割點(diǎn)。在吊裝時(shí)，組對件與原管道的平行度應保持一致，畫(huà)線(xiàn)完成后，吊裝組對件的吊點(diǎn)位置保持不變，以免發(fā)生位置變化影響后期組對（圖 2）。

圖 2 垂直投影法應用現場(chǎng)

（3）直管段測量下料。以直管段連頭（不同心不同軸）為例， 先利用水平尺、鋼板尺或鋼盤(pán)尺將動(dòng)火連頭的原管管口及下料新管管口處畫(huà)出正四等分中心線(xiàn)，檢驗兩舊管口是否為正口，且平面度在范圍內，如有超標可以進(jìn)行修磨。在兩舊管口12點(diǎn)（縱向）中心線(xiàn)處拉一條細線(xiàn)，用大直角尺沿12點(diǎn)至6點(diǎn)垂直方向比對舊管口與細線(xiàn)的夾角（圖 3），大直角尺一端以細線(xiàn)為參照與其平行，同時(shí)另一端貼住管口上下任意一點(diǎn)，此時(shí)發(fā)現有一點(diǎn)會(huì )與大直角尺一端有間隙，這個(gè)間隙就是下料管的縱向斜口尺寸。同理，可以測得兩舊管口9點(diǎn)至3點(diǎn)（橫向）斜口數值。取得縱向橫向的斜口值后，在新管上下料時(shí)，先利用圈帶畫(huà)出正口線(xiàn)，再利用大直角尺校正，正口線(xiàn)必須準確，它是畫(huà)疊加角的基礎線(xiàn)，確定好下料管的組對管口位置和縱向橫向中心線(xiàn)后，在下料管12點(diǎn)、6點(diǎn)中心線(xiàn)處，按上下斜口方向以正口線(xiàn)為基點(diǎn)返出測得的縱向斜口值的1/2值。同理，再畫(huà)出橫向斜口點(diǎn)，利用劃線(xiàn)圈將四點(diǎn)連起。此線(xiàn)切割完成后，用平口圈進(jìn)行修口至范圍內，接下來(lái)就是按測量的短節各中心點(diǎn)實(shí)長(cháng)減去兩個(gè)焊縫間隙和一個(gè)坡口尖長(cháng)，各點(diǎn)長(cháng)度應對號入座，準確無(wú)誤。切割完畢后，必須進(jìn)行復尺修口，組對時(shí)調整好兩組對口間隙。由于尺寸偏差造成一處較大的集中錯邊時(shí)，應沿管口圓周將其均勻分布。在整個(gè)過(guò)程中測量下料、切割復尺是重點(diǎn)，測量下料時(shí)一定要兩人復尺，核驗測量數據。在切割時(shí)，要確定好是切線(xiàn)里還是切線(xiàn)外，因為用石筆畫(huà)線(xiàn)比較粗，用劃針畫(huà)線(xiàn)較細但是要有良好的照明和眼力。正式切割前，必須調試割嘴，保證切割角度符合焊接工藝規程，割嘴風(fēng)線(xiàn)要通透有力，切割后管口應平滑無(wú)豁牙。

圖 3 直管段測量下料現場(chǎng)

（4）三通、彎頭測量下料。掌握了疊加角的畫(huà)法，三通連頭、彎頭連頭也是大同小異。只要管口偏轉角不大于3度，可以用斜口補償法下料，每個(gè)環(huán)節都要嚴把關(guān)，不可出現過(guò)大的累積誤差（圖 4）。在實(shí)際施工中，對于高難度的連頭，需要團隊共同確認方案后去執行，如何測量下料是關(guān)鍵步驟，這就需要管道安裝工有很好的溝通能力、良好的表達能力及過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)技術(shù)。

圖 4 三通焊接作業(yè)現場(chǎng)

2  工器具的開(kāi)發(fā)應用

工欲善其事，必先利其器。對于大口徑輸氣管道動(dòng)火連頭管道組對作業(yè)，北京管道公司自主研制的工器具經(jīng)實(shí)際運用，證明可以有效提高測量下料切組對質(zhì)量。

2.1  長(cháng)尺寸90度角尺

利用輕型方鋼焊制而成，角尺一端長(cháng)1.4 m另一端長(cháng)0.6 m，可滿(mǎn)足Φ1016 mm、Φ1219 mm管口測量使用。該尺不易變形、輕便耐用，90度角精確可�？烧{，在大口徑管道動(dòng)火連頭測量中起著(zhù)關(guān)鍵作用。

2.2  畫(huà)線(xiàn)圈

這是一種可以套在管道上畫(huà)線(xiàn)的鋼圈，規格比管道直徑大15 mm，有4條均勻分布的螺絲可固定在管道上，機加工的端面平直光滑，利于在管道上順暢畫(huà)線(xiàn)。畫(huà)線(xiàn)圈主要用于畫(huà)斜口線(xiàn)，根據三點(diǎn)一線(xiàn)的原理，在管道上也可以三點(diǎn)一圈，下料時(shí)畫(huà)第四點(diǎn)的目的在于驗證前三點(diǎn)是否正確。如三點(diǎn)不成圈，肯定有出錯的環(huán)節，要及時(shí)核對尺寸（圖 5）。

圖 5 畫(huà)線(xiàn)圈作業(yè)現場(chǎng)

2.3  平口圈

和畫(huà)線(xiàn)圈類(lèi)似，內徑尺寸比管道內徑小10 mm，外徑尺寸比管道外徑大10 mm，機加工的平面精度較高，采用高硬度鋼板制作，可以靠在切割后的管口上，檢驗管口是否平直，直觀(guān)耐用不易變形。

2.4  火焰切割機微調桿

在以往切割管道斜口時(shí)，火焰切割機進(jìn)給手輪經(jīng)�？�澀遲鈍，切割的斜口里出外進(jìn)，修磨量很大，容易造成較大誤差。改裝后的微調桿，靈活輕便，進(jìn)給量適中，無(wú)振動(dòng)。經(jīng)實(shí)踐證明，切割斜口效果良好，尺寸控制精確。

3  作業(yè)環(huán)境及現場(chǎng)管理

作業(yè)環(huán)境主要包括現場(chǎng)施工條件、自然氣象條件等�，F場(chǎng)施工條件，有設備機具布置、作業(yè)坑開(kāi)挖、場(chǎng)地環(huán)境等。自然氣象條件有大雨大風(fēng)、高溫嚴寒、夜間作業(yè)等，這些都會(huì )對管工技術(shù)水平的發(fā)揮產(chǎn)生直接影響。特別是針對大雨大風(fēng)、夜間照明等問(wèn)題，施工前應提前做好各種有效預防措施，防患于未然。管理層制定合理的管工練兵計劃、專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓、創(chuàng )新改造研發(fā)和績(jì)效考核等制度，也是提高管道組對質(zhì)量的重要保障。

作者簡(jiǎn)介：劉春雷，1978年生，高級管工，主要從事天然氣管網(wǎng)建設與維搶修等工作。聯(lián)系方式：18635693530，424644632@qq.com。