大庆油田工程建设有限公司培训中心；中国石油管道公司中原输油气分公司
1前言
随着国内能源产业的需求逐日增大，输油、气等大口径长输管道的施工质量越来越受到基建行业的重视。由于在管道连头施工时，所处的环境、地形、地质、气候等因素是制约连头作业施工的重要因素，而管口的变形矫正、测量下料、管口处理、切割打磨、组对及焊接等要求又是影响连头施工质量的主要因素，因此，以往的连头作业施工所采用的方法存在诸多影响施工质量的缺陷，主要存在操作工序编排不合理、连头作业时间过长、人员操作强度过大及连头质量不高等缺点，从而影响到整条管道后期的安全平稳运行。为适应油田发展需要，也为了提高自身技术水平和生产能力，通过论证和研究，编制连头组对操作方法及质量保证措施，即降低了连头作业成本，又保证了管道连头组对作业质量和生产安全，通过工装的研制又解决了大口径连头作业存在的诸多难题，有效提升了大口径管道连头作业的整体施工效率和施工质量。
2特点
1）操作方法细腻、精准，工装利用率高。操作人员根据施工项目制作测量、划线、打磨及组对等若干工装。
2）操作效率高。通过合理的安排工序及工装的使用，大幅提高了施工进度近2小时。
2）操作安全有保障，降低劳动强度。通过合理编排工序及各种工装的使用，大幅降低了操作人员劳动强度，使得施工安全有了保障。
3）施工质量提升。管道连头质量全部达到施工规范要求。
4）施工效益好。通过合理的施工方法及工装的使用，大幅降低机械设备的使用量，降低施工单位的机械费用。
3适用范围
该组对方法适用于长输管道连头作业中的管道规格为φ711～1422mm范围内的直管段连头施工；同时相关工装可应用于以上管道规格范围内任意角度弯的连头作业施工。
4工艺操作原理
长输管道（大口径）连头作业或动火连头维抢修作业过程中，将以两个在同一平面不同心的固定管，通过中间加设直管段将其连接成为一体的作业方式，示例见图1-1所示。
大口径管道连接作业工序分为固定管测量划线、连接管划线-切割、组对-加热点焊及施焊四大部分。其中固定管操作及连接管操作可同步进行，组对、加热点焊同步进行，层间加热施焊为最后工序。固定管的操作顺序为测量等分、管口修正、间距测量；连接直管段的操作顺序依次为划基准线、管口（8或12）等分、划管道切割线、管道切割、尺寸复检、管口修磨；管道组对、加热点焊、层间加热施焊。
固定管操作过程中，采用间距测量杆实测固定管间距；使用管口打磨工装进行钝边、坡口加工；使用大直角尺测量水平、垂直位置尖长。
连接直管段操作过程中，先使用划线器划分基准线，根据测量尖长画出切割线，再根据固定管测量间距数据划直管段另一管口切割线，采用轨道式切割机按照所划切割线进行切割，切割后管口打磨、尺寸复检，最后使用移动升降式管道组对车进行组对、加热点焊。
组对操作过程中，使用移动升降式管道组对车将直管段运送到所连接部位，采用外对口器进行管道组对，使用对口器顶丝调整固定管及连接管错边量，调整组对间隙，点焊处加热并点焊（氩弧焊打底）。
5工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.2工艺操作要点
5.2.1施工准备
（1）根据设计要求及标准规范编制审批施工方案，施工前做好施工技术安全交底，对参与施工人员进行岗位安全教育。
（2）现场踏勘及清理场地，查清施工场地障碍，保证车辆通道畅通，作业区进行围挡隔离。
（3）对需要连接管段经建设单位验收合格。
（4）施工所用机具、设备、材料、安全器材均已按要求到达现场，设备运行良好，能够保证正常施工。
（5）施工所用工具准备齐备，所用量具已经校验合格，能够保证管道下料精准，确保施工质量。
（6）气割设备、焊接设备准备齐全，施焊用电接线符合用电要求，确保施工用电安全，并参照焊接作业指导书进行施焊。
5.2.2固定管操作要点
固定管与固定管的间距测量在连头作业中属于关键环节，测量的精准度为连接管段的精准操作提供基础数据。
（1）将直角尺、水平尺合并使用并放置在两固定管管顶，找出固定管管顶中线，见图5.2.2-1所示。
（2）使用钢板尺测量管口椭圆度，记录后与连接管管口椭圆度对比，以备组对时尽量使得两管口椭圆度相贴近。
（3）使用钢盘尺测量管口周长，记录后与连接管管口周长对比，根据对比值来确定需做内壁减薄的管口及减薄量。按照实测周长将管口进行8或12等分，每等分点在管口上做线标记，见图5.2.2-2所示。
（4）使用管口平整器将固定管口修磨平整，以保证下步间距测量的精准度，见图5.2.2-3、图5.2.2-4所示。
（5）使用靠尺、大直角尺结合测量水平方向、垂直方向尖长，以保证测量、计算后的数值精准反应到连接管段上，见图5.2.2-5所示。
（6）使用钢盘尺或间距测量伸缩杆实测两固定管8或12等分点对应的直线长度，实测水平方位对角长度、垂直方位对角长度。
（7）使用自制管道坡口修磨器，按照焊接作业指导书所规定的坡口角度进行修磨；用锉刀按照焊接作业指导书修磨管口钝边，见图5.2.2-6所示。
（8）检测修磨后的管口钝边、坡口角度。
固定管操作完成。
5.2.3连接管段操作要点
连接管段的精准测量、计算、划线下料、切割及打磨等工作属于大口径管道连头作业重点环节，诸多工序的精准度决定了管道连头质量的优劣。
（1）该管段管顶中线的确定、管口椭圆度测量以及管口周长测量等工作与固定管管口的操作方法等同，且同步进行。
（2）使用基准线划线器在连接管段上划出基准线，以此线作为基准，根据计算数据，划出连接管段切割线，见图5.2.3-1、图5.2.3-2、图5.2.3-3所示。
（3）根据第一道管口切割线，再依据固定管口测量的等分点间距数据，返划出第二道管口切割线，见图5.2.3-4、图5.2.3-5所示。
图5.2.3-4 第一道切割线 图5.2.3-5 第二道切割线
（4）根据切割线，使用轨道火焰切割器依次进行连接管段切割。安装导轨，先试割，经测量其坡口角度符合标准要求再进行管口切割，见图5.2.3-6所示。
（5）连接管段第一道管口切割后，使用自制管道钝边修平器将切割后的管口进行钝边处理。同理，待第二道管口切割后也将进行钝边修整。两管口修磨平整后，进行连接管段直线距离、对角线数据检测，见图5.2.3-7、5.2.3-8、5.2.3-9所示。
（6）连接管段整体尺寸若出现偏差，则记录数据并进行打磨；若没出现尺寸偏差，则进行两管口坡口角度、内（外）壁处理。
连接管段操作完成。
该连接管段的测量、下料切割及打磨等方法区别于以往人工的比量下料方法和管口找平方法。本工法在此操作过程中使用工装较多，采用划线器所划出的基准线；采用测量计算下料方法依据固定管的轴线偏离率按照一定的计算公式计算后，按照数据管口等分点依次划出切割点并用钢板尺进行圈线，轨道火焰切割器切割后，采用管道钝边修整器、管道坡口加工器进行管口修正，这种打磨方法省时省力，精准度高，提高工效。
5.2.4连接管段组对、点焊操作要点
将连接管段吊装至固定管段连接处是检验下料精准度的验收环节。连接管段安装在两固定管间是否符合连头规范要求，从对口间隙就能得到验证。
（1）组对点焊前，必须由专人对固定管口、连接管管口进行钝边、坡口角度、管口内外壁及椭圆度检测，全部符合要求后方可进行连接管段的移位吊装。见图5.2.4-1所示。
（2）连接管段吊装。吊装前，确认连接管段螺纹与固定管段是否错开，且符合标准规范要求。确认连接管段等分点（8等分或12等分）与固定管段管口等分点偏差不大，以备组对时便于进行微调即可，见图5.2.4-2所示。动火连头作业时，可采用吊装设备或者移动式多规格管道顶升管架车进行组对；若在演练或竞赛过程中，宜采用龙门式吊管架进行操作，见5.2.4-3所示。
图5.2.4-2 管螺纹及等分点调整 图5.2.4-3 连接管吊装
（3）组对、点焊操作。组对前，安装外对口器（链条式或顶丝式）。微调连接管段，确保其管口等分点与固定管等分点重合。用外对口器矫正两管错边量，使其两管口外壁错边量≤1mm；使用间隙插板调整组对间隙，确保两管口组对间隙在3.0～5.0mm之间。管口组对符合规范要求后，进行点焊。点焊时，必须对预点焊部位进行加热处理，温度以大于80℃为宜。点焊长度宜在20mm～30mm，见5.2.4-4所示。
6质量控制
（1）固定管质量控制
（2）连接管质量控制
（3）组对点焊质量控制
（4）组对控制要素
7安全措施
7.1操作人员应穿戴齐全劳动保护用品进入现场操作。
7.2固定管打磨时，应采用打磨护罩，以防打磨飞溅或火花引发事故。
7.3施工时设专人检查倒链、吊耳、支撑等连接处有无异常情况，发现异常情况立即停止施工。
7.4吊装作业时，应由专业吊装人员进行指挥吊装。
7.5使用电动工具时，应严格按照电动工具操作规程进行操作。
7.6 使用打锤敲击时，应正确站姿，精准抡锤，按照规范进行操作。
7.7 使用气割时，必须保证两瓶间距5m的安全操作距离，且动火点离两瓶10m以上距离。
7.8 操作人员在打磨时，必须佩戴护目镜。
7.9 作业完工后，及时清理施工作业现场，做到完工料净场地清。
8环保措施
8.1切割费料及时回收至指定场所。
8.2打磨过程中产生的烟尘，用清洁水及时做好降尘措施。
9应用实例
该施工方法在集团公司举办的大口径管道维抢修竞赛及管道维抢修工程的φ1016×21mm燃气管道动火连头演练作业中得到了应用。在竞赛中，应用本组对方法后，操作效率极大提升，缩短了60min操作时间，组对精准度完全达到标准化施工要求并取得金奖。在管道维抢修工程动火连头演练作业施工中采用本方法后，得到了业主的高度评价，组对质量完全达到规范标准要求，无损检测一级片达到100%，受到业主的一致好评。
论文作者:林士军,张永启
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
标签：作业论文; 管口论文; 管道论文; 操作论文; 点焊论文; 测量论文; 所示论文; 《基层建设》2018年第33期论文;