一種焊接鋼管焊縫余高控制裝置制造方法
【專利摘要】一種焊接鋼管焊縫余高控制裝置，包括測量車架和測量裝置本體；所述測量車架包括橫梁、長度可調(diào)節(jié)車軸、兩個前滾輪和兩個后滾輪，同一側(cè)的所述前滾輪與所述后滾輪之間由所述橫梁連接，兩個前滾輪之間以及兩個后滾輪之間均由所述長度可調(diào)節(jié)車軸連接；所述測量裝置本體包括左右對稱設(shè)置的橫尺和位于所述橫尺中間的測量尺，左右對稱設(shè)置的所述橫尺固定在所在兩側(cè)的所述橫梁上，所述測量尺在所述橫尺中間可以上下可滑動。使用本發(fā)明的該裝置可以通過縮小滾輪之間的間距來提高測量精度；計算更為方便、簡單，這樣可實現(xiàn)測量“零誤差”；可以實現(xiàn)焊縫余高的在線連續(xù)控制，控制整個焊縫的余高；使用靈活、易于操作。
【專利說明】一種焊接鋼管焊縫余高控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道設(shè)備加工與檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種焊接鋼管焊縫余高控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接鋼管焊縫余高焊接鋼管焊縫形狀中較為嚴格的控制指標，因為余高對焊縫質(zhì)量以及焊管服役的影響是至關(guān)重要的。對其焊接質(zhì)量的評價，首先是看內(nèi)、外焊縫的余高及其形狀控制得好不好，焊縫流線是否規(guī)整等。焊縫余高大且不是圓滑過渡(即轉(zhuǎn)角半徑小)，則焊縫焊趾部位的應(yīng)力集中系數(shù)大，對抗硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂(SSC)不利。此外，外焊縫的余高大，會給管子的防腐作業(yè)增加難度，成本增高；內(nèi)焊的余高較大，則對管道輸送介質(zhì)的摩擦阻力大，管輸耗能也就大。因此，在生產(chǎn)埋弧焊管時，必須控制內(nèi)、外焊縫的余高。
[0003]1、焊縫余高控制的重要性
[0004](I)余高對焊縫性能的影響
[0005]余高是引起焊接接頭應(yīng)力集中的主要因素，應(yīng)力集中又會造成服役條件下管道的疲勞破壞。因為焊縫余高過大會在焊趾處產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，如圖1所示，可以看出焊趾處應(yīng)力最大。余高愈大，應(yīng)力集中程度越嚴重，此時的焊接接頭強度反而會下降。若焊后削平余聞，或者焊IE止處局部機械加工，消除或者減小應(yīng)力集中，有時反而可以提聞焊接接頭的強度，尤其是對動載荷強度的影響更大。
[0006]埋弧焊管的焊縫均為對接接頭的焊縫，如果不控制好焊縫余高，則焊趾處的應(yīng)力就大，以致焊管在服役過程尤其是在腐蝕介質(zhì)中，如H2S水溶液、海水、海洋大氣等，易在焊趾處產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。
[0007](2)余高對焊管防腐的影響
[0008]3PE防腐是目前廣泛采用的鋼質(zhì)管道外防腐技術(shù)，但在螺旋焊縫焊管涂敷過程中，由于受到焊縫幾何形狀的影響，防腐層可能會出現(xiàn)薄厚不均的現(xiàn)象，這將影響防腐管道的壽命。在GB / T23257-2009標準中明確規(guī)定焊接處防腐層最小厚度不能小于管體防腐層厚度的70%。因為焊縫是焊接鋼管的凸出部位，而計算防腐層厚度的基點應(yīng)該是余高的頂點，為了達到焊縫防腐層所規(guī)定的厚度而增加整個管體防腐層的厚度，將會造成生產(chǎn)成本的提高。為了保證防腐質(zhì)量并降低防腐成本，首要的措施是降低余高。
[0009](3)外焊縫余高過大對水壓擴徑后管形的影響
[0010]直縫埋弧焊管在水壓擴徑時，是通過內(nèi)腔與鋼管擴徑尺寸一致的左、右兩部分外模將鋼管包住的，因此，焊縫的余高過大，在擴徑時焊縫承受的剪應(yīng)力就大，焊縫兩側(cè)就易出現(xiàn)“小直邊”現(xiàn)象。但經(jīng)驗證明，當外焊縫的余高控制在2_左右時，水壓擴徑時不會出現(xiàn)“小直邊”現(xiàn)象，管形不會受到影響。這是因為外焊縫的余高小，焊接接頭所承受的剪應(yīng)力也小。只要這種剪應(yīng)力在彈性變形范圍內(nèi)，卸載后產(chǎn)生回彈，管子就會恢復原狀。
[0011](4)內(nèi)焊縫余高過大增加輸送介質(zhì)的能源損失
[0012]輸送用埋弧焊管內(nèi)表面若未做涂層防腐處理時，其內(nèi)焊縫的余高大，則對輸送介質(zhì)的摩擦阻力也大，由此將使輸送管線的能耗增加。
[0013]由于余高是影響鋼管質(zhì)量及防腐質(zhì)量、成本的重要因素。在焊管制造標準對余高都有嚴格的要求，在標準API5L和GB / T9711中規(guī)定余高應(yīng)分別小于等于3.18mm和3mm，在西氣東輸管線建設(shè)中，凡是進行外防腐的管線，在鋼管制造時，均要求余高控制在2.5mm以內(nèi)。目前有個別廠家將余高控制在1.8mm左右。由此看來，對余高的控制愈來愈嚴格是焊管技術(shù)發(fā)展的一種趨勢，所以對其做出較為準確的控制是很有必要的。
[0014]2、焊縫余高測量控制
[0015]GB / T3375—1994《焊接術(shù)語》中對焊縫余高的定義為:超出母材表面連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度。該標準還給出了理想狀況下平板對接接頭焊縫余高的示意圖，如圖2所示[2]。
[0016]《焊接術(shù)語》中的“母材表面連線”不能單純理解為直線，對于圓筒形焊接鋼管或壓力容器母材表面連線應(yīng)該為沿鋼管圓周的弧線(縱向直焊縫鋼管)或者空間曲線(螺旋縫焊管)。圓筒形焊接鋼管焊縫余高示意圖如圖3所示:
[0017]目前，國內(nèi)對焊接鋼管焊縫余高的測量使用焊接檢驗尺由人工來進行，即檢驗人員在鋼管固定部位(如鋼管兩端、鋼管中間部位)進行分段測量，即測量只能是“局部”、“靜態(tài)”測量。
[0018]焊檢尺是為平板對接焊縫設(shè)計的，用其測量焊管焊縫余高時，即使焊縫余高為零，測量尺也有一小的讀數(shù)，如圖4所示，從而導致測量誤差，尤其是對小直徑焊管或大跨距焊檢尺，誤差更大。
[0019]使用焊接檢驗尺測量焊接鋼管外焊縫余高的通用方法有兩種，其示意圖如圖5所示:
[0020]由圖4和圖5可以看出，用方法a測量直縫焊管余高時，測量值和焊縫余高實際值是不相符的，即測量值大于焊縫真實高度，焊縫的真實余高應(yīng)為:h=h_A其中△為誤差值，A=b，h'為測量值，由圖5可得:
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【權(quán)利要求】
1.一種焊接鋼管焊縫余高控制裝置，其特征在于:包括測量車架和測量裝置本體； 所述測量車架包括橫梁、長度可調(diào)節(jié)車軸、兩個前滾輪和兩個后滾輪，同一側(cè)的所述前滾輪與所述后滾輪之間由所述橫梁連接，兩個前滾輪之間以及兩個后滾輪之間均由所述長度可調(diào)節(jié)車軸連接； 所述測量裝置本體包括左右對稱設(shè)置的橫尺和位于所述橫尺中間的測量尺，左右對稱設(shè)置的所述橫尺固定在所在兩側(cè)的所述橫梁上，所述測量尺在所述橫尺中間上下可滑動設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接鋼管焊縫余高控制裝置，其特征在于:還包括卡爪和卡爪緊固螺栓，左右兩個所述橫梁上各設(shè)置一個所述卡爪，所述卡爪通過所述卡爪緊固螺栓固定在左右兩個所述橫尺上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接鋼管焊縫余高控制裝置，其特征在于:所述長度可調(diào)節(jié)車軸為調(diào)節(jié)螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接鋼管焊縫余高控制裝置，其特征在于:兩個所述前滾輪之間以及兩個所述后滾輪之間均設(shè)置有復位彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接鋼管焊縫余高控制裝置，其特征在于:所述測量尺上還設(shè)有固定所述測量尺與所述橫尺之間垂直位置的測量尺緊固螺栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接鋼管焊縫余高控制裝置，其特征在于:還包括檢測所述焊縫余高最大值的報警系統(tǒng)，所述報警系統(tǒng)包括聲報警裝置和/或光報警裝置。
【文檔編號】G01B5/02GK103624383SQ201310664714
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】楊紅兵, 王高峰, 李記科, 劉迎來, 王耀光, 聶向暉, 宮少濤 申請人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司