固定管线来回弯的测量计算连接方法
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作者:王伟 齐林 饶雪飞
摘 要：为了实现两端固定管线的连接，通过相应的公式、定理以及测量计算，求得中间来回弯管的弯头和直管段，并进行准确下料和组对。完成来回弯管与两端固定管线的连接（碰死口），使两端管线封闭。经现场实际操作，采用固定管口来回弯的测量、计算、制作方法后，弯头、直管段下料十分精准，不受场地限制，效率高、速度快。
关键词：固定管线 来回弯管 测量计算 下料组对 精准 速度快
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（b）-0023-02
在中长距离的管道施工或维抢修作业过程中，进行管道的封闭连接（俗称碰死口或称连头）是必不可少的环节[1]，即：将两段已组对焊接成的管道连接在一起。因此，管线的测量、计算、下料、对口在管线的施工作业及管线的换管、维修作业中非常重要，只有熟练地掌握这些方法，在管线的正常施工作业或维抢修作业中就会得心应手[2]，既能提高质量，又能提高速度。本文主要是针对两侧平行的固定管线存在高低差以及左右偏移的情况下，将两侧管线进行连头（碰死口）组对。
1 固定管线来回弯管的测量、计算、制作步骤
本文所实现的是两侧平行的固定管线存在高低差以及左右偏移的情况下，将两侧管线进行连头（碰死口）组对，这里指的就是制作中间来回弯管整体组对到两侧管线[3-4]。
1.1 工具准备
水平尺、钢板尺（长1m）、卷尺（5m）、滑石笔、手锤、一字螺丝刀、拉线杆、险坠、不锈钢方管丁字尺（自制）、紫铜圈带、细线绳、角磨机、锉刀、撬棍（长0.4m）、直角尺、计算器
1.2 测量、计算、下料及步骤
第一步，测量两侧管线管口的间距L、两管线中心线之间的上下高低差a、两管口之间左右（水平）的偏移量b[5]。第二步，通过管线偏移量b和两管口上下高低差a计算两侧管线中心线间距H。根据勾股定理H2=a2+b2，即：，计算出长度H。第三步，画出两侧管线的四条中线，即上中线1，下中线3，左中线2，右中线4。方法：用水平和直角尺先画出管线上部中线，并实量（或计算）管线圆周长度，平均分成4等分，画出另外三条中线[6]。第四步，计算并画出偏移后的新四条中线，通过计算偏移角度∠β，算出偏移弧长，依次在管线上量出弧长11′，即得：1′、2′、3′、4′中线。下一步对口就是以1′、2′、3′、4′中线为准进行找对，并对两侧的管口进行修口（用平圈找平）。第五步，计算中线偏移圆心角度。tgβ= b/a，查反三角函数表或通过计算器算得∠β。第六步，偏移弧长11′=∠βлD/360（D为管线直径）。
1.3 弯头的测量方法及修口
用丁字尺搭在弯头的两端和中间，并用水平将弯头找平。用上述方法同样画出弯头的4条中线。也是上部中线为1′，即：1′、2′、3′、4′四条中线。同时实测弯头的曲率半径R（或者通过R与D的倍数关系确定弯头的曲率半径R），即在弯头上部中线处固定线绳的一点，并顺着丁字尺的垂直段拉直线绳，同样移动丁字尺到另一个部位，并固定一条线绳拉直，两线绳的交点即为弯头曲率半径的圆心，实测圆心到弯头中线间的间距就是弯头的实际曲率半径（或者通过弯头直径的倍数计算弯头的曲率半径也可，不过有一定的误差）。修弯头口，用线绳或直尺过一侧弯头口的两条中线并沿曲率半径方向，并用拐尺一边与线绳成一条直线，并移动拐尺靠近另一侧弯头口，找出弯头口偏差，并进行修复。计算弯头弧心角、弯头里弧、中弧、外弧长度以及中间直管段长度，并下料。
取C为AB段的中点，作垂线为CD线与OD成直角，同时将其它线也连接起来。计算弯头弧心角。先计算CD长度，即：CD= R-H +1/2H。再计算角∠COD，即：tg∠COD=CD/OD，查反三角函数表或通过计算器算得∠COD。
按照计算将弯头划线，并下出两个同样角度的弯头，同时将中间直管段下料。将两个下料后的弯头和直管段对口焊接，并进行整体组对，将组对后的弯头和直管段整体吊装，再与两侧固定管线对口焊接，注意所有中线要对齐，此时固定管口来回弯管的测量、下料、对口完成。
2 注意事项
根据测量的尺寸，在管材上合理布置下料切线，下料应准确。管子切割质量应符合切口表面平整，无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。管子切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，且不超过3mm。管壁厚度≥3.5mm或板厚度≥4mm，应开坡口，坡口10～20mm处应打磨出金属光泽，要保證坡口两侧表面无氧化皮、熔渣及影响焊接质量的杂质。管口应按要求进行打磨、俢口，氩弧焊焊接时应打磨内口。管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm，组对时不得强行组对。对口间隙应符合要求。管线和来回弯组对连接采用整体吊装，中线对正。碰死口采用外对口器，根焊完成50%以上方可拆除对口器。连头碰死口采用沟上预制，沟下组装，吊装预制件时，吊具必须固定牢靠，以免发生人员伤亡等恶性事故。
3 结语
经现场管线连接（碰死口）的实际操作，通过相应的公式、定理以及测量计算的便捷方法，完成的来回弯管与两端固定管线的连接（碰死口），使两端管线封闭，此方法使得弯头、直管段下料十分精准，来回弯管的组对快，来回弯管与两端管线对口连接不受场地限制，效率高、速度快。
参考文献
[1] 胡方.海洋工程中膨胀弯的测量计算与安装[J].技术与市场，2016，23（6）：161-162.
[2] 王海涛，苏志军，李琛，等.一种新的三维地下管线衔接模型算法研究[J].测绘工程，2017，26（10）：59-62.
[3] 戚蒿，李一凡，邓冠华.LBL声学定位技术在深水膨胀弯测量中的应用[J].船海工程，2017，46（5）：164-166.
[4] 秦微.平面内管道来回弯的计算与放样[J].化工管理， 2015（20）：72-73.
[5] 李秀锋，冯现洪，赵党.含在线管汇的深水海底管道热膨胀计算[J].海洋工程装备与技术，2015，2（1）：28-31.
[6] 孟晓宁，王宝华.图形处理中GPU固定渲染管线的研究[J].集成电路应用，2018（2）：90-94.
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