一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托的制作方法
【专利摘要】本实用新型介绍了一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，包括HDPIR保冷层、带支座的下金属管夹、上金属管夹、螺栓、限位装置、防潮层、金属保护层、橡胶板、限位内挡环、粘合剂和密封胶；具备低温管道限位保冷管托应有的传递载荷、限位和保冷功能。本实用新型无需增加工艺焊口，减少了施工工作量，保证了施工工期，降低了工程成本；避免了因固定焊口焊接操作和无损检测操作受空间限制无法正常实施而带来的焊缝质量隐患；避免了焊接固定焊口时在管道内部产生无法及时清理的焊渣的缺陷，保证了管道内部清洁，降低了装置运行的安全风险。
【专利说明】一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及管托领域，特别是一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托。
【背景技术】
[0002]管托是将管道载荷传递到管架结构上的元件，对降低管道应力，保证管道长周期平稳运行起着至关重要的作用。限位管托是根据整条管道的应力核算，在需要的特定位置设置的限制管道在工作条件下受热胀冷缩影响时只能在一定范围内移动的管托。低温管道限位保冷管托除了传递载荷和限位之外，还有保冷功能，避免低温管道因为冷能散失影响加工工艺条件，并防止误接触给人员带来冻伤。
[0003]低温管道限位保冷管托在空分装置、乙烯装置低温分离单元、LNG (液化天然气)接收站、LNG工厂中占有很大比例，是低温管道安装施工的关键工序。
[0004]传统的低温管道限位保冷管托的制作方法和安装步骤为:
[0005]1、在安装施工现场管架上敷设低温管道；
[0006]2、在限位保冷管托安装位置切割取下长度大于限位保冷管托约500毫米的一段低温管道；
[0007]3、将取下的低温管道运至保冷管托制造厂，在低温管道上焊接与其同材质的限位内挡环，之后将带有限位内挡环的低温管道放置在保冷管托制作模具内，在模具内注入高密度聚异氰脲酸酯(保冷材料，英文缩写HDPIR)液体原料，在一定条件下发泡，冷却并拆除模具后，HDPIR呈圆柱状凝固在焊接有限位内挡环的低温管道上，完成限位保冷管托的关键组件HDPIR保冷层的制作；
[0008]4、将在保冷管托制造厂制作完成的包含限位内挡环和HDPIR保冷层的低温管道、限位装置、带支座的下金属管夹、上金属管夹、螺栓、防潮层、金属保护层、橡胶板等低温管道限位保冷管托的全部零部件运至安装施工现场；
[0009]5、在管架上焊接限位装置底板；将带支座的下金属管夹放置在限位装置底板上；在下金属管夹内依次放置橡胶板、金属保护层和防潮层；将包含限位内挡环和HDPIR保冷层的低温管道放在防潮层上方，并使HDPIR保冷层两端卡在焊接在下金属管夹上的两个限位外挡板内部；在HDPIR保冷层上方依次放置防潮层、金属保护层和橡胶板；将上金属管夹放置在橡胶板上，并使HDPIR保冷层两端卡在焊接在上金属管夹上的两个限位外挡板内部；用螺栓将上金属管夹和下金属管夹连接紧固，完成低温管道限位保冷管托的现场安装；
[0010]6、将安装完限位保冷管托的低温管道与已经在管架上敷设的低温管道组对焊接两道工艺焊口(即通过组对焊接两道工艺焊口，恢复为到制造厂完成限位保冷管托HDPIR保冷层的制作而切割取下的低温管道)，恢复贯通低温管道工艺流程。
[0011]上述低温管道限位保冷管托通过焊接在管道上的限位内挡环、凝固在管道和限位内挡环上的HDPIR保冷层、卡在HDPIR保冷层两端的上金属管夹和下金属管夹的限位外挡板、下金属管夹支座以及焊接在管架上的限位装置，将管道在低温工作条件下受冷缩影响而产生的位移限制在设计要求的范围之内。起到了低温管道限位保冷管托应有的传递载荷、限位和保冷功能。
[0012]这种敷设完毕后又切割取下一段低温管道到制造厂制作限位保冷管托HDPIR保冷层的做法，会给现场安装施工带来以下困难:
[0013]1、增加了切割管道和打磨管道组对坡口的工作量，由于低温管道多为不锈钢材质，切割管道和打磨管道组对坡口的难道都较大。延长了施工工期，增加了工程成本。
[0014]2、为恢复贯通低温管道工艺流程，每个低温管道限位保冷管托都增加了两道工艺焊口的焊接工作量，延长了施工工期，增加了工程成本。
[0015]3、由于增加的工艺焊口都是固定焊口而不是可以转动焊接的活动焊口，焊接操作有一定难度。一些位置因附近有已近安装的管道、设备或钢结构而造成焊工操作空间有限时，焊接难度更大，而且焊缝无损检测的空间也可能受限，还可能因为无损检测射线机无法摆放而造成焊缝局部位置无法得到正常检测，从而增加了焊缝质量隐患。
[0016]4、由于增加的工艺焊口都是固定焊口，焊接时管道已经成为封闭状态，所以无法及时清除管道内部的焊渣，影响了管道内部清洁，从而增加了装置运行的安全风险。
[0017]综上所述，传统的低温管道限位保冷管托具有传递载荷、限位和保冷的功能。但由于要在敷设完毕的低温管道上又切割取下一段低温管道到制造厂制作限位保冷管托HDPIR保冷层，增加了两道工艺焊口，也延长了施工工期，增加了工程成本，增加了焊缝质量隐患和装置运行的安全风险。
【发明内容】
[0018]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，无需为到限位保冷管托制造厂制作限位保冷管托HDPIR保冷层而在敷设完毕的低温管道上又切割取下一段低温管道，所以无需增加工艺焊口，减少了施工工作量，保证了施工工期，降低了工程成本，降低了焊缝质量隐患和装置运行的安全风险。
[0019]为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0020]本实用新型的一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，包括HDPIR保冷层、带支座的下金属管夹、上金属管夹、螺栓、限位装置、金属保护层、橡胶板、限位内挡环、粘合剂和密封胶；
[0021]HDPIR保冷层是由两块相同规格尺寸的设置有组装台阶的半圆弧形的高密度聚异氰脲酸酯固体结构组成圆筒形的保冷层，安装在低温管道外侧起到保冷作用；每个半圆弧形的HDPIR保冷层的内侧设置有与限位内挡环圆环和限位内挡环筋板规格尺寸匹配的限位内挡环圆环槽和限位内挡环筋板槽，每个半圆弧形的HDPIR保冷层的外侧设置有与限位外挡板规格尺寸匹配的两个限位外挡板槽；
[0022]带支座的下金属管夹包括支座和下金属管夹；支座包括一块支座底板和四块支座立板；支座立板下部与支座底板焊接，上部与下金属管夹焊接；下金属管夹包括两端各带两个螺栓孔的半圆弧形金属板、两块限位外挡板和六块加强筋板；两块限位外挡板焊接在半圆弧形金属板上的圆弧内侧，规格尺寸与半圆弧形的HDPIR保冷层的两个限位外挡板槽相匹配；加强筋板焊接在螺栓孔两侧；
[0023]上金属管夹包括两端各带两个螺栓孔的半圆弧形金属板、两块限位外挡板和六块加强筋板；两块限位外挡板焊接在半圆弧形金属板上的圆弧内侧，规格尺寸与半圆弧形的HDPIR保冷层的两个限位外挡板槽相匹配；加强筋板焊接在螺栓孔两侧；
[0024]螺栓将带支座的下金属管夹和上金属管夹的连接紧固；
[0025]限位装置包括一块限位底板、四块限位挡板；限位挡板均焊接在限位底板上；四块限位挡板围成了一个长方形区域，长方形区域大于带支座的下金属管夹的支座底板，使得支座底板能够在限位装置内受限制地移动，起到限位作用；优选的，在限位装置的每块限位挡板的外侧设置两块限位筋板，限位筋板焊接在限位底板上；
[0026]防潮层设置在HDPIR保冷层外表面；金属保护层安装在防潮层外面，保护防潮层和HDPIR保冷层；
[0027]橡胶板安装在金属保护层和金属管夹之间，起到隔离金属保护层和金属管夹的作用，还有缓冲管道运行时产生的震动的作用；
[0028]限位内挡环为金属结构，焊接在限位保冷管托安装位置的低温管道上；限位内挡环包括两个限位内挡环圆环和多块限位内挡环筋板；限位内挡环圆环和限位内挡环筋板与低温管道同材质，限位内挡环圆环和限位内挡环筋板的规格尺寸与HDPIR保冷层内侧设置的限位内挡环圆环槽和限位内挡环筋板槽相匹配；
[0029]粘合剂涂抹在半圆弧形的HDPIR保冷层内侧，用于HDPIR保冷层与低温管道以及限位内挡环的粘接；优选具有耐低温、粘接力强的特点的粘合剂；
[0030]密封胶涂抹在半圆弧形的HDPIR保冷层组装台阶处，用于两块半圆弧HDPIR保冷层组装时接缝处的密封；优选具有耐低温、密封性好的特点的密封胶。
[0031]本专利的一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，通过焊接在管道上的限位内挡环、限位内挡环槽安装限位内挡环同时限位外挡板槽安装限位外挡板的两块半圆弧形HDPIR保冷层、上金属管夹、带支座的下金属管夹以及焊接在管架上的限位装置，将管道在低温工作条件下受冷缩影响而产生的位移限制在设计要求的范围之内，起到了低温管道限位保冷管托应有的传递载荷、限位和保冷的功能，适用于_20°C至_196°C低温管道的保冷。
[0032]优选的:防潮层可以为膏状的弹性树脂材料。在HDPIR保冷层外表面涂抹约3毫米厚。这样能有效防止外界潮气、雨水进入。
[0033]具体的:金属保护层可以是与HDPIR保冷层宽度一致的厚度为0.5毫米的不锈钢钢板。
[0034]具体的:橡胶板的厚度可以为5毫米。
[0035]具体的:限位内挡环筋板一般为4-8块。
[0036]具体的:粘合剂和密封胶一般涂抹约2毫米厚。
[0037]具体的:金属管夹可以为碳钢材质。
[0038]本专利所述的HDPIR为高密度聚异氰脲酸酯。HDPIR是该保冷材料的英文缩写。具体的，HDPIR保冷层是在保冷管托制造厂中通过在模具内注入高密度聚异氰脲酸酯液体原料，然后发泡、冷却并拆除模具的方法制作而成。
[0039]本实用新型的一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，具体实施步骤为:
[0040]1、在保冷管托制造厂制作HDPIR保冷层、带支座的下金属管夹、上金属管夹和限位装置并运至安装施工现场。由保冷管托制造厂采购螺栓、防潮层、金属保护层、橡胶板、粘合剂、密封胶并运至安装施工现场。
[0041]2、由现场安装施工单位在限位保冷管托安装位置的低温管道上焊接限位内挡环。
[0042]3、将内侧涂有约2毫米厚粘合剂、组装台阶处涂有约2毫米厚密封胶的两块半圆弧形HDPIR保冷层安装在低温管道上，使限位内挡环插入HDPIR保冷层内侧的限位内挡环槽内。
[0043]4、在HDPIR保冷层外侧涂抹约3毫米厚防潮层。
[0044]5、在防潮层外侧安装0.5毫米厚的金属保护层。
[0045]6、在金属保护层外侧安装5毫米厚的橡胶板。
[0046]7、在管架上焊接限位装置。
[0047]8、将低温管道局部临时抬起约100毫米，在限位装置和橡胶板之间安装带支座的下金属管夹，使下金属管夹上的限位外挡板通过橡胶板、金属保护层和防潮层上的预留孔插入HDPIR保冷层外侧的限位外挡板槽，之后放下低温管道，将支座摆放在限位装置上。
[0048]9、安装上金属管夹，使上金属管夹上的限位外挡板通过橡胶板、金属保护层和防潮层上的预留孔插入HDPIR保冷层外侧的限位外挡板槽，之后将螺栓穿入螺栓孔后紧固，将上金属管夹和下金属管夹连接。完成低温管道限位保冷管托的安装。
[0049]这些技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。
[0050]通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果:
[0051 ] 1、通过在安装施工现场已经敷设完毕的低温管道上焊接限位内挡环，在限位保冷管托制造厂制作两块内侧设置限位内挡环槽、外侧设置限位外挡板槽的半圆弧形HDPIR保冷层，在安装施工现场组装限位保冷管托，实现了无需为到限位保冷管托制造厂制作限位保冷管托HDPIR保冷层而在敷设完毕的低温管道上又切割取下一段低温管道，所以无需增加工艺焊口。
[0052]2、无工艺焊口的低温管道限位保冷管托通过焊接在管道上的限位内挡环、限位内挡环槽安装限位内挡环同时限位外挡板槽安装限位外挡板的两块半圆弧形HDPIR保冷层、上金属管夹、带支座的下金属管夹以及焊接在管架上的限位装置，将管道在低温工作条件下受冷缩影响而产生的位移限制在设计要求的范围之内；起到了低温管道限位保冷管托应有的传递载荷、限位和保冷功能(适用于_20°C至_196°C低温管道的保冷)。
[0053]3、因无需为安装低温管道限位保冷管托而增加工艺焊口，与传统的低温管道限位保冷管托制作方法和安装步骤相比，减少了切割管道、打磨管道组对坡口和恢复贯通低温管道工艺流程的焊接工作量，保证了施工工期，降低了工程成本。
[0054]4、因无需为安装低温管道限位保冷管托而增加工艺焊口，与传统的低温管道限位保冷管托制作方法和安装步骤相比，避免了因固定焊口焊接操作和无损检测操作受空间限制无法正常实施而带来的焊缝质量隐患。
[0055]5、因无需为安装低温管道限位保冷管托而增加工艺焊口，与传统的低温管道限位保冷管托制作方法和安装步骤相比，避免了焊接固定焊口时在管道内部产生无法及时清理的焊渣的缺陷，保证了管道内部清洁，降低了装置运行的安全风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0056]图1是本实用新型的一种低温管道限位保冷管托的结构示意图(不含限位内挡环)。
[0057]图2是图1中A的局部放大图。
[0058]图3是限位内挡环结构示意图。
[0059]图4是带支座的下金属管夹结构示意图。
[0060]图5是上金属管夹结构示意图。
[0061]图6是HDPIR保冷层外侧视图。
[0062]图7是HDPIR保冷层内侧视图。
[0063]图8是限位装置结构示意图。
[0064]图1至图8中，1-HDPIR保冷层，2-带支座的下金属管夹，3-上金属管夹，4-螺栓，5-限位装置，6-防潮层，7-金属保护层，8-橡胶板，9-限位内挡环圆环，10-限位内挡环筋板，11-支座底板，12-支座立板,13-半圆弧形金属板,14-螺栓孔,15-限位外挡板,16-加强筋板，17-限位外挡板槽，18-组装台阶，19-限位内挡环圆环槽，20-限位内挡环筋板槽，21-限位底板，22-限位挡板，23-限位筋板。
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。
[0066]实施例1
[0067]如图1至图8所示，本专利的一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，所述的低温管道限位保冷管托包括HDPIR保冷层1、带支座的下金属管夹2、上金属管夹3、螺栓4、限位装置5、防潮层6、金属保护层7、橡胶板8、限位内挡环圆环9、限位内挡环筋板10、粘合剂和密封胶。
[0068]HDPIR保冷层I是在保冷管托制造厂中通过在模具内注入高密度聚异氰脲酸酯液体原料，在一定条件下发泡，冷却并拆除模具的方法制作而成；HDPIR保冷层I是由两块相同规格尺寸的设置有组装台阶18的半圆弧形的高密度聚异氰脲酸酯固体结构组成圆筒形的保冷层，安装在低温管道外侧起到保冷作用；每个半圆弧形的HDPIR保冷层I的内侧设置有与限位内挡环圆环9、限位内挡环筋板10规格尺寸匹配的限位内挡环圆环槽19、限位内挡环筋板槽20，每个半圆弧形的HDPIR保冷层I的外侧设置有与限位外挡板规格尺寸匹配的两个限位外挡板槽17。
[0069]带支座的下金属管夹2包括支座和下金属管夹；支座包括一块支座底板11和四块支座立板12，支座立板11下部与支座底板12焊接，上部与下金属管夹焊接；下金属管夹包括两端各带两个螺栓孔14的半圆弧形金属板13、两块限位外挡板15和六块加强筋板16，两块限位外挡板15焊接在半圆弧形金属板13上的圆弧内侧，规格尺寸与半圆弧形的HDPIR保冷层I的两个限位外挡板槽17相匹配，加强筋板16焊接在螺栓孔14两侧。
[0070]上金属管夹3包括两端各带两个螺栓孔14的半圆弧形金属板13、两块限位外挡板15和六块加强筋板16 ;两块限位外挡板15焊接在半圆弧形金属板13上的圆弧内侧，规格尺寸与半圆弧形的HDPIR保冷层I的两个限位外挡板槽17相匹配；加强筋板16焊接在螺栓孔14两侧。
[0071]螺栓4为带支座的下金属管夹2和上金属管夹3的连接紧固件。
[0072]限位装置5包括一块限位底板21、四块限位挡板22和八块限位筋板23 ;限位挡板22和限位筋板23均焊接在限位底板21上。四块限位挡板22围成了一个非封闭型长方形，长方形内部的尺寸大于带支座的下金属管夹2的支座底板11的尺寸，使得支座底板11能够在限位装置5内受限制地移动，起到限位作用。
[0073]防潮层6为膏状的弹性树脂材料，在HDPIR保冷层I外表面涂抹约3毫米厚，能有效防止外界潮气、雨水进入。
[0074]金属保护层7是与HDPIR保冷层I宽度一致的厚度为0.5毫米的不锈钢钢板，安装在防潮层6外面，保护防潮层6和HDPIR保冷层I。
[0075]橡胶板8厚度为5毫米，安装在金属保护层7和带支座的下金属管夹2以及上金属管夹3之间，起到隔离不锈钢金属保护层7和碳钢的带支座的下金属管夹2以及上金属管夹3的作用，还有缓冲管道运行时产生的震动的作用。
[0076]限位内挡环圆环9、限位内挡环筋板10是在低温管道安装施工现场，焊接在限位保冷管托安装位置的低温管道上的金属结构；按照管道应力核算所得数据设计，包括两个限位内挡环圆环9和4至8块限位内挡环筋板10 ;限位内挡环圆环9和限位内挡环筋板10与低温管道同材质，限位内挡环圆环9、限位内挡环筋板10的规格尺寸与HDPIR保冷层I上设置的限位内挡环圆环槽19、限位内挡环筋板槽20相匹配。
[0077]粘合剂具有耐低温、粘接力强的特点，在半圆弧形的HDPIR保冷层I内侧涂抹约2毫米厚，用于HDPIR保冷层I与低温管道以及限位内挡环圆环9、限位内挡环筋板10的粘接。
[0078]密封胶具有耐低温、密封性好的特点，在半圆弧形的HDPIR保冷层I的组装台阶18处涂抹约2毫米厚，用于两块半圆弧HDPIR保冷层I组装时接缝处的密封。
[0079]无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，将管道在低温工作条件下受冷缩影响而产生的位移限制在设计要求的范围之内，起到了低温管道限位保冷管托应有的传递载荷、限位和保冷的功能。
[0080]在某LNG工厂低温管道安装施工中，使用本实用新型的无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，与传统的低温管道限位保冷管托制作方法和安装步骤相比，减少切割管道和打磨管道组对坡口 396道，减少焊接和无损检测工艺焊口 396道。节约工程成本约70万元，提前施工工期15天，同时降低了工程质量隐患和工厂运行的安全风险。
【权利要求】
1.一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:包括HDPIR保冷层、带支座的下金属管夹、上金属管夹、螺栓、限位装置、防潮层、金属保护层、橡胶板、限位内挡环、粘合剂和密封胶； HDPIR保冷层是由两块相同规格尺寸的设置有组装台阶的半圆弧形的高密度聚异氰脲酸酯固体结构组成圆筒形的保冷层，安装在低温管道外侧起到保冷作用；每个半圆弧形的HDPIR保冷层的内侧设置有与限位内挡环圆环和限位内挡环筋板规格尺寸匹配的限位内挡环圆环槽和限位内挡环筋板槽，每个半圆弧形的HDPIR保冷层的外侧设置有与限位外挡板规格尺寸匹配的两个限位外挡板槽； 带支座的下金属管夹包括支座和下金属管夹；支座包括一块支座底板和四块支座立板；支座立板下部与支座底板焊接，上部与下金属管夹焊接；下金属管夹包括两端各带两个螺栓孔的半圆弧形金属板、两块限位外挡板和六块加强筋板；两块限位外挡板焊接在半圆弧形金属板上的圆弧内侧，规格尺寸与半圆弧形的HDPIR保冷层的两个限位外挡板槽相匹配；加强筋板焊接在螺栓孔两侧； 上金属管夹包括两端各带两个螺栓孔的半圆弧形金属板、两块限位外挡板和六块加强筋板；两块限位外挡板焊接在半圆弧形金属板上的圆弧内侧，规格尺寸与半圆弧形的HDPIR保冷层的两个限位外挡板槽相匹配；加强筋板焊接在螺栓孔两侧； 螺栓将带支座的下金属管夹和上金属管夹的连接紧固； 限位装置包括一块限位底板、四块限位挡板；限位挡板均焊接在限位底板上；四块限位挡板围成了一个长方形区域，长方形区域大于带支座的下金属管夹的支座底板，使得支座底板能够在限位装置内受限制地移动，起到限位作用； 防潮层设置在HDPIR保冷层外表面；金属保护层安装在防潮层外面，保护防潮层和HDPIR保冷层； 橡胶板安装在金属保护层和金属管夹之间，起到隔离金属保护层和金属管夹的作用，还有缓冲管道运行时产生的震动的作用； 限位内挡环为金属结构，焊接在限位保冷管托安装位置的低温管道上；限位内挡环包括两个限位内挡环圆环和多块限位内挡环筋板；限位内挡环圆环和限位内挡环筋板与低温管道同材质，限位内挡环圆环和限位内挡环筋板的规格尺寸与HDPIR保冷层内侧设置的限位内挡环圆环槽和限位内挡环筋板槽相匹配； 粘合剂涂抹在半圆弧形的HDPIR保冷层内侧，用于HDPIR保冷层与低温管道以及限位内挡环的粘接； 密封胶涂抹在半圆弧形的HDPIR保冷层组装台阶处，用于两块半圆弧HDPIR保冷层组装时接缝处的密封。
2.根据权利要求1所述一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:在限位装置的每块限位挡板的外侧设置两块限位筋板，限位筋板焊接在限位底板上。
3.根据权利要求1所述一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:所述的防潮层为膏状的弹性树脂材料。
4.根据权利要求1、2或3任一项所述一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:所述的金属保护层是与HDPIR保冷层宽度一致的厚度为0.5毫米的不锈钢钢板。
5.根据权利要求1、2或3任一项所述一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:所述的橡胶板的厚度为5毫米。
6.根据权利要求1、2或3任一项所述一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:所述的限位内挡环筋板为4-8块。
7.根据权利要求1、2或3任一项所述一种无工艺焊口的低温管道限位保冷管托，其特征是:所述的HDPIR为高密度聚异氰脲酸酯。
【文档编号】F16L3/10GK203927077SQ201420339047
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】王云峰, 赵燚, 曹阳, 杨翊, 任兰友, 郑岑岭, 朱江海, 郭跃斌, 杨东峰, 洪宾院, 霍继生, 何军祥 申请人:中国石油天然气第一建设公司