手镯式阳极的安装工艺的制作方法
【专利摘要】一种手镯式阳极的安装工艺，采用以下安装步骤：一，确定手镯式阳极的安装位置，并做好标记；二，剥除管体上钎焊窗口部位的外涂层：三，钎焊固定铜焊钉：四，对钎焊窗口进行外涂层修复：五，对手镯式阳极进行装配和固定：六，将上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯附带的螺栓螺母对连接：七，连接导线和预安装的带螺纹的铜焊钉及配套的螺母，实现手镯式阳极和海管的电连接；八，对手镯式阳极进行外观检查，以确保安装过程中，手镯式阳极没有出现裂纹和其他破坏。本发明解决了安装过程中对海底管线管体涂层破坏的问题，使钎焊窗口部位能够得到快速可靠修复；而且，有效地克服了阳极通过托管架滚轮时刮擦脱落的风险；同时，使安装过程更加方便、高效。
【专利说明】手镯式阳极的安装工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及阳极的安装工艺，尤其涉及一种用于深水海底管线的手镯式阳极的安装工艺，属于海洋石油工程领域。
【背景技术】
[0002]牺牲阳极阴极保护是海底管线防腐蚀的重要手段之一，而安装在海管上的手镯式阳极，可以对海底管线提供持久有效的保护。手镯式阳极一般是随着海底管线的铺设，在铺管船作业线内安装，传统的海管手镯式阳极安装有两种工艺:一种是:将成对的阳极半瓦通过沿海底管线轴线伸出的阳极芯扁钢直接与海底管线的管体通过手工电弧焊焊接角焊缝的形式连接。由于此种安装工艺，首先需要剥除多处海底管线的涂层，后续修补工作量大；其次阳极芯扁钢与海底管线直接采用手工电弧焊焊接，容易对海底管线的母材造成损伤；另外，未提前考虑阳极经过托管架滚轮时的受力情况，当阳极所受摩擦阻力大于角焊缝强度时，阳极容易脱落。另一种工艺是:利用倒链将成对的阳极半瓦在海管表面捆紧，然后，将沿海底管线环向伸出的阳极芯扁钢通过手工电弧焊焊接角焊缝的形式固定，阳极与海底管线通过铝热焊安装的导线实现电连接。由于此种工艺，同样未考虑到阳极经过托管架滚轮时的受力情况，且倒链捆扎时，阳极半瓦在海底管线表面难以足够抱紧，因而，在海底管线铺设过程中，阳极很 容易受托管架滚轮等外物刮擦而滑脱，导致阳极失效。
[0003]随着海洋石油开发向深水迈进，深水海底管线铺设对手镯式阳极安装的质量和效率提出了更高的要求:要求在安装手镯式阳极时，应尽量减少对海底管线的管体涂层的破环，尽量避免阳极脱落失效的风险；同时，尽量缩短作业时间。因此，上述两种安装工艺均不满足深水海底管线铺设中，对手镯式阳极安装的要求，有必要对手镯式阳极安装的工艺进行改进。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种改进的手镯式阳极的安装工艺，其通过螺栓实现了阳极与海底管线母材之间的非熔化连接，不仅解决了安装过程中对海底管线管体涂层破坏的问题，使钎焊窗口部位能够得到快速可靠修复；而且，由于螺栓扭矩通过模拟计算阳极所受极限应力情况确定，有效地克服了阳极通过托管架滚轮时刮擦脱落的风险；同时，使安装过程更加方便、高效。
[0005]本发明的目的是由以下技术方案实现的:
[0006]一种手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:采用以下安装步骤:
[0007]第一步，确定手镯式阳极的安装位置，并做好标记；
[0008]第二步，剥除管体上钎焊窗口部位的外涂层:
[0009]第三步，钎焊固定铜焊钉:
[0010]第四步，对钎焊窗口进行外涂层的修复:
[0011]第五步，对手镯式阳极进行装配和固定:[0012]第六步，将上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯附带的螺栓螺母对连接:
[0013]第七步，连接导线和预安装的带螺纹的铜焊钉及配套的螺母，实现手镯式阳极和海管的电连接；
[0014]第八步，立即对手镯式阳极进行外观检查，以确保安装过程中，手镯式阳极没有出现裂纹和其他破坏。
[0015]所述第二步中，剥除的外涂层:一般不超过40mmX80mm。
[0016]所述第三步，钎焊固定铜焊钉的具体步骤是:
[0017]⑴将连接导线用的带螺纹的铜焊钉预先钎焊固定到已除去外涂层的海底管线的管体钎焊窗口上；
[0018]⑵检查铜焊钉与海底管线之间的导电率，电阻不应超过0.1 Ω，再进行Ikg锤击测试检查铜钎焊的强度；
[0019]⑶用尼龙模具保护好铜焊钉的裸露部分，避免后续施工中，涂料污染螺柱内壁的螺纹面，同时，防止电火花漏点检测时螺柱放电。
[0020]所述第四步中，对外涂层修复的具体方式是:使用快干型双组分无溶剂涂料修补剥除了管体涂层的钎焊窗口区域。
[0021]所述第五步中，手镯式阳极装配和固定的具体方式是:在铺管船作业线上指定站点，将由上、下两个相对的阳 极半瓦及阳极芯构成的手镯式阳极成对装配到海底管线管体上已标记的位置；并在手镯式阳极和海底管线的管体外涂层间添加防滑橡胶片；然后，将手镯式阳极的两块阳极半瓦紧紧捆扎固定到海底管线的管体外涂层表面。
[0022]所述上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯两端采用焊接方式各安装有一加强扁钢。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024](I)本发明由于采用铜钎焊方式实现了阳极的与海底管线之间的快速电连接，工艺简单，操作方便；
[0025](2)本发明由于通过螺栓实现了阳极与海底管线母材之间的非熔化焊连接，海底管线涂层破坏面积小；并采用快干型无溶剂涂料修补快捷方便，涂料能够在5分钟内快速干燥，满足了阳极安装后，海底管线快速下水的需要。
[0026](3)本发明由于通过螺栓实现了阳极与海底管线母材之间的非熔化焊连接，避免了损伤海底管线母材的熔化焊接工作，施工简便高效；螺栓扭矩确定过程中已考虑到阳极极限受力情况，避免了阳极通过托管架滚轮时脱落失效的风险，安全可靠。
[0027](4)在保证质量的前提下，能够有效地提高施工效率，满足深水海管手镯式阳极安装的技术要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明安装示意图。
[0029]图2为图1中的A-A剖面示意图。
[0030]图3为图1中加强扁钢及螺栓螺母对示意图。
[0031]图4为图1中带螺纹的铜焊钉及导线连接示意图。
[0032]图5为图1中带螺纹的端子导线安装示意图。[0033]图中主要标号说明:
[0034]1.管体、2.外涂层、3.手镯式阳极、4.阳极芯、5.螺栓螺母对、6.加强扁钢、7.铜焊钉部位、8.导线、9.防滑橡胶片、10.铜焊钉、11.螺母、12.螺纹端子。
【具体实施方式】
[0035]本发明对手镯式阳极3采用以下安装步骤:
[0036]第一步，如图1所示，确定手镯式阳极3的安装位置:
[0037]根据设计要求，确定手镯式阳极3在海底管线管体I上的安装位置，并做好标记；
[0038]第二步，剥除管体I上钎焊窗口部位的外涂层2:
[0039]手镯式阳极3安装位置确定后，剥除将要进行钎焊铜焊钉部位7处管体I的外涂层2，即:管体I的钎焊窗口的外涂层2，一般不超过40mmX 80mm，并使用针枪、纸砂轮片等工具将钎焊窗口打磨干净；在对钎焊窗口部位的外涂层2进行剥除时，应使用一个样板，以保证外涂层2剥除的位置正确，尺寸合适。
[0040]第三步，钎焊固定铜焊钉10:
[0041]具体步骤如下:
[0042]⑴将连接导线8用的带螺纹的铜焊钉10预先钎焊固定到已除去外涂层2的海底管线的管体I钎焊窗口上；
[0043]⑵检查铜焊钉10与海底管线之间的导电率，电阻不应超过0.1 Ω，再进行Ikg锤击测试检查铜钎焊的强度；
[0044]⑶随后，用尼龙模具保护好铜焊钉10的裸露部分，避免后续施工中，涂料污染螺柱内壁的螺纹面，同时，防止电火花漏点检测时螺柱放电。
[0045]第四步，对钎焊窗口进行外涂层2的修复:
[0046]使用快干型双组分无溶剂涂料修补剥除了管体I涂层的钎焊窗口区域。修补前，先使用热风枪预热待修补区域，以便涂料填充后快速干燥。涂料干燥后，再对修补的外涂层2厚度及电火花漏点检测。
[0047]第五步，手镯式阳极3的装配和固定:
[0048]在铺管船作业线上指定站点，将由上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯4构成的手镯式阳极3成对装配到海底管线管体I上已标记的位置，装配时，并在手镯式阳极3和海底管线的管体I外涂层2间添加防滑橡胶片9，然后，用倒链或其他类似的棘轮捆扎工具将手镯式阳极3的两块阳极半瓦紧紧捆扎固定到海底管线的管体I外涂层2表面。
[0049]第六步，将上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯4附带的螺栓螺母对5连接:并使用经校准的扭矩扳手将上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯4附带的螺栓螺栓螺母对5拧至通过阳极下水过程极限受力分析所确定的扭矩，使两块阳极半瓦在海管涂层表面足够抱紧，达到紧固、防滑脱的技术要求。
[0050]第七步，连接导线8和预安装的带螺纹的铜焊钉10及配套的螺母11:将手镯式阳极3上附带的导线通过其末端的螺纹端子12旋进带螺纹的铜焊钉10中，然后，拧与紧铜焊10钉配套的螺母11，实现手镯式阳极3和海管的电连接。
[0051]第八步，外观检验:手镯式阳极3机械连接和电连接完成后，立即对手镯式阳极3进行外观检查，以确保安装过程中，手镯式阳极3没有出现裂纹和其他破坏。
[0052]上述上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯4两端采用焊接方式各安装有一加强扁钢6。
[0053]本发明中使用铜钎焊焊机及耗材、快干型双组份涂料为根据技术要求选用的市售产品
[0054]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
【权利要求】
1.一种手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:采用以下安装步骤: 第一步，确定手镯式阳极的安装位置，并做好标记； 第二步，剥除管体上钎焊窗口部位的外涂层: 第三步，钎焊固定铜焊钉: 第四步，对钎焊窗口进行外涂层的修复: 第五步，对手镯式阳极进行装配和固定: 第六步，将上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯附带的螺栓螺母对连接: 第七步，连接导线和预安装的带螺纹的铜焊钉及配套的螺母，实现手镯式阳极和海管的电连接； 第八步，立即对手镯式阳极进行外观检查，以确保安装过程中，手镯式阳极没有出现裂纹和其他破坏。
2.根据权利要求1所述的手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:所述第二步中，剥除的外涂层:一般不超过40mm X 80mm。
3.根据权利要求1所述的手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:所述第三步，钎焊固定铜焊钉的具体步骤是: (1)将连接导线用的带螺纹的铜焊钉预先钎焊固定到已除去外涂层的海底管线的管体钎焊窗口上； ⑵检查铜焊钉与海底管线之间的导电率，电阻不应超过0.1 Ω，再进行Ikg锤击测试检查铜钎焊的强度； ⑶用尼龙模具保护好铜焊钉的裸露部分，避免后续施工中，涂料污染螺柱内壁的螺纹面，同时，防止电火花漏点检测时螺柱放电。
4.根据权利要求1所述的手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:所述第四步中，对外涂层修复的具体方式是:使用快干型双组分无溶剂涂料修补剥除了管体涂层的钎焊窗口区域。
5.根据权利要求1所述的手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:所述第五步中，手镯式阳极装配和固定的具体方式是:在铺管船作业线上指定站点，将由上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯构成的手镯式阳极成对装配到海底管线管体上已标记的位置；并在手镯式阳极和海底管线的管体外涂层间添加防滑橡胶片；然后，将手镯式阳极的两块阳极半瓦紧紧捆扎固定到海底管线的管体外涂层表面。
6.根据权利要求1或5所述的手镯式阳极的安装工艺，其特征在于:所述上、下两个相对的阳极半瓦及阳极芯两端采用焊接方式各安装有一加强扁钢。
【文档编号】C23F13/10GK103938215SQ201410105528
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】鲁振兴, 刘永贞, 王志业, 王旭东, 孙有辉, 梁杰, 邢厚宽, 曹军, 马亚光, 田顺啟, 艾荣 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司