管道工厂化预制施工方法与流程

本发明涉及一种管道的施工方法。更具体地说，本发明涉及一种管道工厂化预制施工方法。

背景技术：

在现代石油、石化、化工装置建设中，管道安装工程种类多、材质复杂、工作量大、施工工期长为众人所知，据统计：一般石化装置中，管道安装所需的工日数占全装置建设总工日的50％左右。随着施工技术的进步，大型吊车、高效自动焊、钢结构工厂化预制的广泛应用，以及设备制造技术及服务水平的提高，过去制约工期的设备安装、非标制作、钢结构安装问题已经得到较好的解决，而管道安装施工工期在建设周期中的影响程度越来越显现出来。长期以来，我国化工装置工艺管线制作工作仍然主要以现场大量人力制作为主。其对管件的所有处理工作，诸如划线、切割、坡口加工、组对、焊接等，都是大量人员在安装现场完成的。其工艺方法、工艺设备、产品质量以及生产效率，一直没有发生根本性的改变。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种管道工厂化预制施工方法，该方法加工预制不受天气及施工现场条件的影响，管道下料精度极高，工厂化的生产使得制作成本降低，能提高施工效率，减少现场的劳动力配置，降低施工成本，能保证施工质量和施工人员的安全。

本发明的还一个目的是提供一种可升降式管道预制托架，其能保证两段管道阻焊焊接时的同轴度在1mm以内，从而提高了焊接精度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种管道工厂化预制施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据现场的实际参数核对设计参数，无误后，将设计参数输入PDMS系统，由PDMS系统建立管道的三维预组装模型；

步骤二、根据建立的三维预组装模型、运输能力及现场的实际情况，确定管道预制的程度，通过计算机完成图纸优化，确定管道及管配件制作单元，绘制出加工图；

步骤三、根据加工图制定管道工厂化流水加工工艺，再根据确定的加工工艺，规划预制场地，布置预制设备；

步骤四、选择管道加工预制工厂；

步骤五、预制工厂根据加工图进行管道工厂化加工预制；

步骤六、将预制好的管道及管配件运输到施工现场进行安装；

其中，所述预制设备包括可升降式管道预制托架，可升降式管道预制托架包括：

箱体，其为内部中空的长方体形，且沿竖直方向设置；

固定板，其顶部沿水平方向设置，所述固定板设置在所述箱体内，且与所述箱体的内侧壁固定连接；

旋转轴，其沿竖直方向依次穿过所述箱体的顶部和所述固定板，并延伸至接触所述箱体的底部，所述旋转轴与所述箱体的顶部和所述固定板转动连接，所述旋转轴在动力的驱动下旋转；

伸缩杆，其沿竖直方向设置，所述伸缩杆的底部与所述旋转轴固定连接；

支架，其为长方体形，且沿水平方向设置，所述支架设置在所述伸缩杆的上方，所述支架的底部与所述伸缩杆固定连接，所述支架的顶部沿水平方向设置有X轴直线导轨；

第一滑块，其设置在所述X轴直线导轨上，所述第一滑块的顶部沿水平方向设置有垂直于所述X轴直线导轨的Y轴直线导轨；

第一滚珠丝杠，其穿过所述第一滑块，且在动力的驱动下带着所述第一滑块沿所述X轴直线导轨的延伸方向往复运动；

第二滑块，其设置在所述Y轴直线导轨上；

第二滚珠丝杠，其穿过所述第二滑块，且在动力的驱动下带着所述第二滑块沿所述Y轴直线导轨的延伸方向往复运动；

弯钩，其设置在所述第二滑块上，并与所述第二滑块可拆卸地连接，所述弯钩内设置有管道。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述弯钩为半圆环形。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述弯钩与所述第二滑块可拆卸地连接的具体方式为：

所述第二滑块上从顶部朝下设置有一凹槽，所述弯钩的底部固设有一连接块，所述连接块插入所述凹槽中；

所述可升降式管道预制托架还包括：

插杆，其沿水平方向穿过所述第一滑块和所述连接块。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述旋转轴在动力的驱动下旋转的具体方式为：

所述旋转轴的下部设置有一从动齿轮，所述从动齿轮位于所述固定板和所述箱体的顶部或底部之间，所述从动轮上设置有与所述从动轮相啮合的主动齿轮，所述主动齿轮与摇柄连接，所述摇柄穿过所述箱体。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述旋转轴上固设有一定位块，所述定位块与所述箱体的顶部接触。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述定位块为圆环形，所述定位块套设在所述旋转轴上。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述弯钩的中心线沿竖直方向设置，所述弯钩的内部设置有至少两对第一横杆，任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆均沿水平方向设置，且相对所述弯钩的中心线对称设置，任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆的一端分别与所述弯钩的内壁固定连接，任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间相隔一定距离，位于最下部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到所述弯钩的内圆的最低处的距离为位于最下部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的距离的一半，两相邻的两对第一横杆之间，位于上部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到位于下部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的距离为位于上部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的距离的一半，管道选择性地设置在任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间。

优选的是，所述的管道工厂化预制施工方法中，所述固定块为长方体形，所述固定块的横截面的尺寸与所述箱体的内部的横截面的尺寸相同。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明适用于单品种大批量、多品种大批量的模式；通过固化管道预制程序，管道预焊队的“流水线”作业对管道进行施工，整条生产线线结构紧凑、布局合理、过程连续；程序控制自动化程度高；综合成本低、生产效率高、质量稳定可靠。

本发明加工预制不受天气及施工现场条件的影响，管道下料精度极高，工厂化的生产使得制作成本降低，能提高施工效率，减少现场的劳动力配置，降低施工成本，能保证施工质量和施工人员的安全。

本发明的可升降式管道预制托架能保证两段管道阻焊焊接时的同轴度在1mm以内，从而提高了焊接精度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的可升降式管道预制托架的结构示意图；

图2为本发明所述的支架和第一滑块的结构示意图；

图3为本发明所述的第二滑块的结构示意图；

图4为本发明所述的弯钩的结构示意图；

图5为本发明所述的弯钩中放置较小尺寸的管道的结构示意图；

图6为本发明所述的弯钩中放置中等尺寸的管道的结构示意图；

图7为本发明所述的弯钩中放置较大尺寸的管道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种管道工厂化预制施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据现场的实际参数核对设计参数，无误后，将设计参数输入PDMS系统，由PDMS系统建立管道的三维预组装模型；

步骤二、根据建立的三维预组装模型、运输能力及现场的实际情况，确定管道预制的程度，通过计算机完成图纸优化，确定管道及管配件制作单元，绘制出加工图；

步骤三、根据加工图制定管道工厂化流水加工工艺，再根据确定的加工工艺，规划预制场地，布置预制设备，如砂轮切割机、带锯机、火焰切割机、坡口机、焊机、自动焊机；

步骤四、选择管道加工预制工厂；

步骤五、预制工厂根据加工图进行管道工厂化加工预制；

步骤六、将预制好的管道及管配件运输到施工现场进行安装；

其中，所述预制设备包括可升降式管道预制托架，如图1至图7所示，可升降式管道预制托架包括：

箱体100，其为内部中空的长方体形，且沿竖直方向设置；

固定板110，其顶部沿水平方向设置，所述固定板110设置在所述箱体100内，且与所述箱体100的内侧壁固定连接；

旋转轴120，其沿竖直方向依次穿过所述箱体100的顶部和所述固定板110，并延伸至接触所述箱体100的底部，所述旋转轴120与所述箱体100的顶部和所述固定板110转动连接，所述旋转轴120在动力的驱动下旋转，可在旋转轴120与所述箱体100的顶部和所述固定板110之间设置轴承，实现转动连接，或旋转轴120穿过所述箱体100的顶部和所述固定板110，并与所述箱体100的顶部和所述固定板110间摩擦较小，可转动，但不能水平移动；

伸缩杆130，其沿竖直方向设置，所述伸缩杆130的底部与所述旋转轴120固定连接；

支架140，其为长方体形，且沿水平方向设置，所述支架140设置在所述伸缩杆130的上方，所述支架140的底部与所述伸缩杆130固定连接，所述支架140的顶部沿水平方向设置有X轴直线导轨141；

第一滑块150，其设置在所述X轴直线导轨141上，所述第一滑块150的顶部沿水平方向设置有垂直于所述X轴直线导轨141的Y轴直线导轨151；

第一滚珠丝杠，其穿过所述第一滑块150，且在动力的驱动下带着所述第一滑块150沿所述X轴直线导轨141的延伸方向往复运动；动力可以是电机，电机与控制器连接，这样第一滑块150的移动更精确，动力也可以是人力。

第二滑块160，其设置在所述Y轴直线导轨151上；

第二滚珠丝杠，其穿过所述第二滑块160，且在动力的驱动下带着所述第二滑块160沿所述Y轴直线导轨151的延伸方向往复运动；动力可以是电机，电机与控制器连接，这样第二滑块160的移动更精确，动力也可以是人力。

弯钩170，其设置在所述第二滑块160上，并与所述第二滑块160可拆卸地连接，所述弯钩170内设置有管道。

管道制作过程中，常常涉及到管道的组焊，在两段管道组焊焊接前，需要将两段管道放置在同一水平位置，且同轴度需要控制在1mm以内。

可升降式管道预制托架在使用时，将管道放置在弯钩170内，之后通过动力驱动旋转轴120旋转，可改变管道的水平位置，在动力的驱动下第一滚珠丝杠能带着第一滑块150沿X轴直线导轨141的延伸方向往复运动，在动力的驱动下第二滚珠丝杠能带着第二滑块160沿Y轴直线导轨151的延伸方向往复运动，通过伸缩杆130的伸缩，能改变管道的高度，即通过可升降式管道预制托架能调整管道的空间位置，从而使两段管道组焊焊接前，同轴度控制在1mm以内。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述弯钩170为半圆环形。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述弯钩170与所述第二滑块160可拆卸地连接的具体方式为：

所述第二滑块160上从顶部朝下设置有一凹槽，所述弯钩170的底部固设有一连接块171，所述连接块171插入所述凹槽中；

所述可升降式管道预制托架还包括：

插杆180，其沿水平方向穿过所述第一滑块150和所述连接块171。这样取出插杆180，即可取出连接块171，从而刚换不同尺寸的弯钩170。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述旋转轴120在动力的驱动下旋转的具体方式为：

所述旋转轴120的下部设置有一从动齿轮190，所述从动齿轮190位于所述固定板110和所述箱体100的顶部或底部之间，所述从动轮上设置有与所述从动轮相啮合的主动齿轮200，所述主动齿轮200与摇柄连接，所述摇柄穿过所述箱体100。

通过摇动手柄，手柄带着主动齿轮200转动，因主动齿轮200与从动轮相啮合，从而使从动轮转动，以带着旋转轴120旋转。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述旋转轴120上固设有一定位块210，所述定位块与所述箱体100的顶部接触。这样旋转轴120无法向上移动，使旋转轴120只能转动。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述定位块为圆环形，所述定位块套设在所述旋转轴120上。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述弯钩170的中心线沿竖直方向设置，所述弯钩170的内部设置有至少两对第一横杆，任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆均沿水平方向设置，且相对所述弯钩170的中心线对称设置，任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆的一端分别与所述弯钩170的内壁固定连接，任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间相隔一定距离，位于最下部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到所述弯钩170的内圆的最低处的距离为位于最下部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的距离的一半，两相邻的两对第一横杆之间，位于上部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到位于下部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的距离为位于上部的一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间的距离的一半，管道选择性地设置在任意一对所述第一横杆中的两根第一横杆的另一端之间。

在弯钩170内设置有多对第一横杆，使弯钩170内可以放置不同尺寸的管道，且放置后管道能固定在弯钩170内，防止焊接时管道在水平方向移动，导致焊接精度降低。

如图4所示，第一横杆有三对，即从上到下依次为第一对第一横杆172，第二对第一横杆173和第三对第一横杆174。如图5所示，第三对第一横杆174间用于放置较小尺寸的圆形管道。如图6所示，第二对第一横杆173间用于放置中等尺寸的圆形管道。如图7所示，第一对第一横杆172间用于放置较大尺寸的圆形管道。

如图5所示，第三对第一横杆174中的两根第一横杆的一端分别与所述弯钩170的内壁固定连接，第三对第一横杆174中的两根第一横杆的另一端之间相隔一定距离，第三对第一横杆174中的两根横杆的另一端之间的连线的中点到所述弯钩170的内圆的最低处的距离为第三对第一横杆174中的两根第一横杆的另一端之间的距离的一半，第三对第一横杆174中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到所述弯钩170的内圆的最低处的距离即为放置在第三对第一横杆174间较小尺寸的圆形管道的半径。

如图4和6所示，第二对第一横杆173中的两根第一横杆的一端分别与所述弯钩170的内壁固定连接，第二对第一横杆173中的两根第一横杆的另一端之间相隔一定距离，第二对第一横杆173中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到第三对第一横杆174中的两根第一横杆的另一端之间的距离为第二对第一横杆173中的两根第一横杆的另一端之间的距离的一半，第二对第一横杆173中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到第三对第一横杆174中的两根第一横杆的另一端之间的距离即为放置在第二对第一横杆173间中等尺寸的圆形管道的半径。

同理，如图4和7所示，第一对第一横杆172中的两根第一横杆的另一端之间的连线的中点到第二对第一横杆173中的两根第一横杆的另一端之间的距离即为放置在第一对第一横杆172间较大尺寸的圆形管道的半径。

所述的管道工厂化预制施工方法中，所述固定块为长方体形，所述固定块的横截面的尺寸与所述箱体100的内部的横截面的尺寸相同。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。