圈包括两个相同结构且均为半圆形的上加强圈6和下加强圈7，上加强圈6和下加强圈7均为半圆形，上加强圈6和下加强圈7组成为整体套装在管线外壁上。参见图6，上加强圈6上焊接有上连接板1，下加强圈7上焊接有下连接板9，上连接板1和下连接板9固定在一起，具体的，上连接板1和下连接板9通过若干相配合的螺柱和螺母进行固定。
[0033]其中，参见图5，所述上加强圈6和下加强圈7的长度方向的两端均内坡口形状，并且坡口的角度10°?25°。
[0034]参见图6和图7，所述上加强圈6与上连接板1之间焊接有上加强筋5，下加强圈7与下连接板9之间焊接有下加强筋8。
[0035]所述上连接板1和下连接板9的材质为X80管线钢板。
[0036]所述加强圈的壁厚、外径和管线壁厚、外径相同，加强圈的长度2管线钢管外径，并且加强圈与管线无间隙配合；
[0037]本发明中螺柱为等长双头螺柱，并且通过螺母固定时加垫圈。
[0038]本发明中加强圈的尺寸:加强圈的壁厚、外径和管线3壁厚、外径相同，加强圈的长度2管线钢管外径。安装时加强圈直径不得产生正偏差，与管线3外壁为无间隙配合，安装给主管线钢管一定的预应力。
[0039]本发明中加强圈的焊接:加强圈切口处与紧固连接板焊接在一起，并焊接加强筋。切口端部的坡口和焊接工艺严格按照该管线要求的焊接工艺规程进行，焊后需同时进行超声波检测和磁粉检测。
[0040]本发明的制造过程为:首先利用切割机将管圈切割为上下两个加强圈，切割后对切口和长度方向左右两侧进行处理，加工坡口。将上下两个加强圈安放在管线钢管外表面，焊接紧固端连接板和加强筋。通过螺栓连接固定安放在主管线钢管的加强圈，形成钢套筒柔性止裂器。并且切口端部的坡口和焊接工艺严格按照该管线要求的焊接工艺规程进行，焊后需同时进行超声波检测和磁粉检测。
[0041]针对新建设的管线，该止裂器可以直接在管线现场进行加工制造。针对已经投产的管线，该止裂器的安装不需要对管线进行切割，安装简单，安装过程中输气服务不中断。止裂器的两端为坡口形状，止裂器的壁厚和对钢管的约束力逐渐增加，使载荷均匀分布在止裂器上，避免发生环切(ring off)，从而实现裂纹柔性止裂。
[0042]止裂器安装时，首先利用皮尺确定止裂器的安装位置，利用粉笔或油性笔确定位置。将加强圈安放在主管线的外表面，焊接紧固端连接板和加强筋，通过螺栓连接固定，形成钢套筒止裂器装置，对主管线钢管产生局部约束作用。采用螺栓紧固时应双侧对称进行。
[0043]对于加强圈的尺寸，根据PRCI的设计准则，加强圈材料推荐采用外径1422mm、同主管线钢管同钢级的管圈加工制造。加强圈的壁厚、外径和主管线壁厚、外径相同，加强圈的长度2主管线钢管外径。安装时加强圈直径不得产生正偏差，与主管线外壁为无间隙配合。
[0044]本发明中的加强圈长度方向形状设计为内坡口，坡口角度15°±5°。通过该设计加强圈的壁厚和对钢管的约束力逐渐增加，从而实现裂纹柔性止裂，避免主管线环切，钢管沿着径向开裂。
[0045]加强圈采用螺母紧固时应双侧对称进行。
[0046]如图1所示，对于外径为1422mm，壁厚为28.5mm的储气库用X80管线钢管(即主管线)，加强圈由外径为1422mm的直缝管沿双侧中心线对切制作，加强圈的壁厚为28.5mm，主体长度为1500mm，总长为1655mm，具体见图1。
[0047]针对新建设的管线，该止裂器可以直接在管线现场进行加工制造。针对已经投产的管线，该止裂器的安装不需要对管线进行切割，安装简单，安装过程中输气服务不中断。本发明主要适用于0.72及以下设计系数，采用外径1422mm、X80及以上高钢级管线钢管的管线和储气库。通过在管线上安装该止裂器，可有效阻止高钢级管线延性裂纹的长程扩展，实现延性断裂的柔性止裂。
【主权项】
1.一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，包括套装在管线外壁上的加强圈，加强圈包括两个相同结构且均为半圆形的上加强圈(6)和下加强圈(7)，上加强圈(6)上设置有上连接板(1)，下加强圈(7)上设置有下连接板(9)，上连接板(1)和下连接板(9)固定在一起，其中，所述上加强圈(6)和下加强圈(7)的长度方向的两端均为坡口形状。2.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述上加强圈(6)和下加强圈(7)长度方向两端的形状为内坡口。3.根据权利要求1或2所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述坡口的角度10°?25°。4.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述上加强圈(6)与上连接板(1)之间焊接有上加强筋(5)，下加强圈(7)与下连接板(9)之间焊接有下加强筋(8)。5.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述上连接板(1)和下连接板(9)通过若干相配合的螺柱和螺母进行固定。6.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述上连接板(1)和下连接板(9)的材质为X80管线钢板。7.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述加强圈的壁厚、外径和管线壁厚、外径相同。8.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述加强圈的长度2管线钢管外径。9.根据权利要求1所述的一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，其特征在于，所述加强圈与管线无间隙配合;上加强圈(6)与上连接板(1)焊接在一起，下加强圈(7)与下连接板(9)焊接在一起。
【专利摘要】一种大直径、高钢级管线钢套筒柔性止裂器，包括套装在管线外壁上的加强圈，加强圈包括两个相同结构且均为半圆形的上加强圈和下加强圈，上加强圈上设置有上连接板，下加强圈上设置有下连接板，上连接板和下连接板固定在一起，其中，所述上加强圈和下加强圈的长度方向的两端均为坡口形状。由于止裂器加强圈的两端为坡口形状，止裂器的壁厚和对钢管的约束力逐渐增加，使载荷均匀分布在止裂器上，避免发生环切，从而实现裂纹柔性止裂。其主要适用于0.72及以下设计系数，外径1422mm、X80及以上高钢级管线钢管的管线和储气库。通过在管线上安装该止裂器，能有效阻止高钢级管线延性裂纹的长程扩展，实现延性断裂的柔性止裂。
【IPC分类】F16L55/172
【公开号】CN105423063
【申请号】CN201511032565
【发明人】李鹤, 胡美娟, 池强, 霍春勇, 刘剑, 黄忠胜, 马秋荣, 张继明
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月31日