专利名称：增加随后弯曲的管压力容器的对接焊缝疲劳寿命的夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及最小化管焊缝和有利于管焊缝的管夹具的弯曲应变的方法。更具体地，本发明涉及用于在经受弯曲力的管段中定位在对接焊缝上以防止焊缝区域过度应变的
管夹具。
背景技术：
本发明涉及在由诸如钢管的长度非常长(通常在Ikm以上和30km以下)的管道构成的压力容器中经受压力的天然气(CNG)或其它流体或气体的储存。对于实际管理来说，这样长度的管道通过简单的卷绕工艺盘绕在钢卷轴上。结果被称为“Coselle ”。许多Coselles 可以被安装在船舶的船舱中。Coselle 运输船在第一港口中装载气体，并且在第二港口中排放。Coselle 运输船每年可以进行约60个循环。与气体的装载和卸载相关联的加压和减压在Coselles 的钢材中引起较大的应力变化，这可能导致疲劳开裂。长度较长的管道必须通过将长度较短的管道焊接在一起而构造。焊缝和焊缝附近的管材对疲劳问题比管道母材更敏感。在其中6〃 的管道被缠绕在直径约9米的轮毂上的原型Coselle 测试过程中已变得显而易见的是，在包含在管道中的周边连接焊缝(即，对接焊缝)的热影响区(HAZ)接口处的管道外壁中经受高于平均的应变。高度局部化的应变(大约6%，而不是大约1.8%的平均值)缩短了焊缝的疲劳寿命并且是Coselle 的最终疲劳寿命受限制的原因。因此，需要在比疲劳寿命延长时本来允许的压力更低的工作压力下操作，这减小了气体容积并增加了气体运输的总成本。除了异常的应变之外，焊缝性质也可能受到管道在弯曲过程期间椭圆化的负面影响。在椭圆的高曲率和低曲率的四个点处，在加压过程期间应力增加，这将降低疲劳寿命，尤其是对于对接焊缝来说。
发明内容
在经济上重要的是，通过防止均由盘绕过程引起的热影响区的过度应变和椭圆化两者而确保Coselle 管压力容器中的对接焊缝的长疲劳寿命。这通过本发明的夹具设备来实现。为过度应变问题选择的解决方案是严格限制管道的弯曲并且防止对接焊缝区域中的椭圆化，同时很大程度上防止管道外部的应变。这可以通过将诸如夹具的弯曲限制构件围绕对接焊缝施加到管道而实现。下面描述成功开发和测试过的夹具。然而，可以衍生出弯曲限制构件或夹具的其它实施例以实现所需结果。当在对接焊缝附近弯曲管道时一个重要的担忧是邻近焊缝的热影响区(例如在弯曲管的外部或“受拉伸”部分的热影响区中)的应变。本发明的夹具做到两点。首先，该夹具大大地减少了管道的弯曲。其次，该夹具还防止管道的上半部遭受应变。在一个实施例中，后者借助于在夹具内部的刻痕来实现。当由于螺栓的紧固而被按压到管道上时，刻痕的狭窄隆起产生高摩擦力，该摩擦力防止管道的外部显著移动，从而几乎消除了焊缝区域的应变。一个示例性夹具具有300mm的长度。优选地，夹具具有管道外径1.75倍的长度，但也可以使用更大或更小的夹具。该夹具用作由两个半圆形平直钢半圆柱体构成的加固箍，这两个半圆柱体在管道的两侧上螺栓连接到一起。该夹具由位于管道弯曲部外部的第一半圆柱体构成，并且由位于管道弯曲部内部的第二半圆柱体构成。两个夹具半圆柱体的内部曲率半径优选地等于管道的外半径。夹具的厚度使得夹具不被弯曲力塑性弯曲。夹具的刚度在焊缝区域中限制管道的弯曲，并且利用其下文所述特殊特征而确保管道外壁中的局部轴向应变在卷绕期间和之后保持较低。同时，夹具确保椭圆化被最小化。在优选实施例中，夹具的外半部包含在其内部的刻痕，以确保与管道外表面的结合。夹具用来限制管道外部中的应变的主要机制是在管道表面上的颗粒间静摩擦，这就是提供刻痕的原因。刻痕(优选地类似于螺纹)的节距使得隆起将轻微地咬合到管道中，因此总的接触面积使得在弯曲过程期间管道不会被按压损坏。就本应用的目的而言，当申请人提到“螺纹”或“螺纹连接”时，是指“具有螺钉或螺栓的螺旋隆起的特性”。夹具的内半部不具有刻痕，并且事实上在管道内部的滑动是不期望的。如背景技术中所讨论的，通过在直径大约9m的轮毂上盘绕6〃的管道而引起局部应变。据发现，不使用夹具时的局部应变在焊缝区域中为大约6%，管道平均为1.8%。使用本发明的夹具，发现局 部应变为大约0.5%。在管道焊缝附近，管道几乎完全被刚性夹具包围。因此，管道的椭圆化几乎被完全防止。然而，当围绕卷轴卷绕管道时，夹具的存在会在夹具的两端处引起管道的严重椭圆化，甚至扭结。为了解决这个问题，对夹具内半部进行了两个形状修改。首先，将夹具内半部的两端以具体方式磨掉，以便于使力在夹具两端处集中在管道上。除去的金属(即空隙)的优选形状为半径等于管道半径的半圆形，但可以使用逼近该半圆形的形状。其次，通过磨掉夹具内半部的一定厚度，使得夹具在其外边缘处比在其中心处明显更薄(优选大约一半的厚度)，可以进一步减少夹具附近的椭圆化。目的是为了进一步最小化当夹具首先碰到下面的管道时管道上的横向力超出通过除去的半圆形而提供的缓解。虽然夹具的两个半部的曲率半径等于管道外部的曲率半径，但夹具的这两个半部不构成完整的360°回转。当螺栓被完全拧紧时，夹具的两个半部优选地彼此不接触，从而将夹具半部的全部力都施加在管道上。当管道的弯曲完成时，如下将夹具移除:管道的向内力通过非常轻微的反转卷轴轮毂而减小。然后拆卸夹具。移除夹具的外半部，然后将夹具的内半部围绕管道旋转并拿掉。为了方便旋转，夹具的底部半部优选地具有在旋转意义上适度均匀或减小的厚度轮廓。在使用中，夹具半部被一系列螺栓非常牢固地紧固在管道上。刻痕和螺栓孔中的紧固螺纹随着使用而磨掉，使得夹具在多次使用之后将不得不更换。夹具的两个半部都在环绕方向上从半部的内部中心除去金属的小槽，以容纳对接焊缝的焊珠。这省却了对焊缝的研磨。夹具优选地由具有几乎等于管道的钢的杨氏模量的杨氏模量的钢制成。夹具中使用的钢的屈服应力优选地为至少管道的屈服应力并且最多高出40%。本发明的第一实施例为刚性和重型的(重约200磅)。该实施例彻底地保护了焊缝，并且甚至经过1，000, 000次循环也未发现对焊缝造成疲劳损坏。然而，第一实施例是难以操纵的。第二实施例为更轻便的版本(约40磅)。以上详细描述的夹具为装置的优选实施例，该装置用于在围绕盘管(图13)弯曲的同时最小化管道外边缘中的应变并最小化对接焊缝区域中的椭圆化。也可以使用其它实施例。例如，可以不通过螺栓而是通过外部液压力来提供夹持力。夹具的半部可通过焊接或用线材捆绑而保持在一起。备选地，夹具半部可以在被应用和焊接之前被显著加热。夹持力将由于夹具冷却时金属收缩而产生。备选地，可以在液压机的辅助下或没有液压机的辅助下通过扣紧机构而将两个夹具半部拉紧在一起。
可以开发形成摩擦的替代装置以免除对螺纹的需要，例如金属间粘合剂、低温金属合金焊料、以及诸如碳化硅等比钢更硬的物质的一层尖锐颗粒。另外，可以将在对接焊缝上居中的钢带轴向焊接在管道上。可以用结合到管道的结实材料卷绕对接焊缝和相邻区域。该材料可以是钢丝、E-玻璃、凯夫拉尔或可以永久地结合到管道的其它材料，这将减小引发的卷绕应变和/或减小椭圆化。在另一个实施例中，可以在焊接操作之前将内径与主管道的外径相同的管段滑动到主管道上。然后可以将该管段在对接焊缝上保持居中。该管段类似夹具，但可以在主管道弯曲之后保持处于合适位置。备选地，小管段或其它钢结构可以被插入主管道内部并受约束，以便在对接焊缝上保持居中。小管段在焊接和弯曲之后保持处于合适位置。
图1是本发明的管道焊缝夹具的分解透视图，该夹具包括内部夹具段和外部夹具段；
图2是显示安装在管道内的图1的管道焊缝夹具的局部剖视 图3是图1的内部管夹具段的透视 图4是图1的内部管夹具段的外表面的示意 图5是图1的内部管夹具段的内表面的示意 图6是图1的外部管夹具段的透视 图7是图1的内部管夹具段的外表面的示意 图8是图1的内部管夹具段的内表面的示意 图9是在邻近环形焊缝的端部上形成刻痕的修改的管道的正视 图10是具有附连到管段的邻近环形焊缝的端部的小颗粒的修改的管道的正视 图1lA是固定到管段的修改的管夹具的正视图，其中修改的管夹具具有附连在夹具内表面的钻孔内的尼尔森柱；
图1lB是图1lA的夹具的放大视图，示出了在夹具构件中的孔内的尼尔森柱；
图12A是具有加强带或翅片的修改的管道的正视图，该加强带或翅片在环形焊缝附近附连到管道外部；
图12B是图12A的修改的管道的平面图；以及 图13是卷绕在芯部上的图2的管道的透视图。
具体实施例方式现在参看图1和图2，示出了整体上用10表示的管夹具。管夹具10用于附连到管道12(图2、图13)。管道12由经由对接焊缝端对端地接合在一起的多个管段组成，例如，第一管段14和第二管段16经由对接焊缝18接合在一起。管夹具10被提供用于保护对接焊缝18和其热影响区不受到过度的应变和椭圆化的影响，过度的应变和椭圆化均由用于形成例如如图13所示的Coselle 的管道12的盘绕过程引起。管夹具10包括内部夹具段20 (图1、图3至图5)。内部夹具段20具有半圆柱体形状，并且具有第一端部22和第二端部24。内部夹具段20附加地具有内表面26、上纵向配合表面28和下纵向配合表面30。第一端部22限定第一应力消除区32。第二端部24限定第二应力消除区34(图3至图5)。内部夹具段20优选地限定径向凹槽36以用于在将内部夹具段20定位在管道12上时接纳对接焊缝18。内部夹具段20的内表面26优选地为基本上平滑的，以允许管道12的外表面相对于内部夹具段20的内表面26滑动。在一个实施例中，第一应力消除区32限定第一半圆，并且第二应力消除区34限定第二半圆。由第一应力消除区32限定的第一半圆和由第二应力消除区34限定的第二半圆优选地各自具有约等于管道12的半径的半径。还可以设想逼近半圆形的形状以用作应力消除区。在一个实施例中，如图4中最清楚地看到的，靠近第一端部22和第二端部24的内部夹具段20的厚度小于在内部夹具段20的中心处的内部夹具段20的厚度。管夹具10附加地包括具有半圆柱体形状的外部夹具段40 (图1、图2、图6至图8)。外部夹具段40具有第一端部42和第二端部44。外部夹具段40附加地限定上纵向配合表面46和下纵向配合表面48。外部夹具段40附加地具有内表面50。优选地，内表面50限定摩擦元件52。摩擦元件52用于抓持管道12的外表面。外部夹具段40附加地优选地限定径向凹槽54(图6、8)以用于在将外部夹具段40定位在管道12上时接纳对接焊缝18。在一个优选的实施例中，摩擦元件52由内表面50上的刻痕构成。更优选地，刻痕由螺纹构成。示例性螺纹具有0.77〃的深度和0.166"的峰到峰测量值。摩擦元件52也可通过使用金属粘合剂、低温金属合金焊料或位于内表面50上的一层硬颗粒形成。优选地，内部夹具段20的第一纵向表面28和第二纵向表面30限定多个孔口 60。另外，在一个优选实施 例中，夕卜部夹具段40的第一纵向表面46和第二纵向表面48限定多个孔口 62。多个螺栓64 (图1、图2)被提供用于定位在由内部夹具段20的第一纵向表面28和第二纵向表面30限定的多个孔口 60中。螺栓64附加地定位在由外部夹具段40的第一纵向表面46和第二纵向表面48限定的多个孔口 62内。螺栓64将内部夹具段20固定到外部夹具段40。在一个优选实施例中，螺栓64具有头部64a和具有较小直径的杆部64b。优选地，内部夹具段20限定孔口 60，孔口 60带螺纹以用于接纳螺栓64的带螺纹杆部64b。外部夹具段40优选地限定孔口 62，孔口 62具有平滑的壁并且限定螺栓头部接合表面62a。因此，当螺栓64定位在孔60、62内时，螺栓头部接合表面62a被朝形成于孔60中的螺纹拉动，从而将内部夹具段20的第一纵向表面28朝外部夹具段40的第一纵向表面46拉动。在一个优选的实施例中，内部夹具段20和外部夹具段40的厚度使得当管道12在管夹具10被固定到管道12之后弯曲时管夹具10 ( S卩，内部夹具段20和外部夹具段40)不被由盘绕过程引起的弯曲力而发生塑性变形。在一个优选的实施例中，内部夹具段20和外部夹具段40的曲率半径基本上等于管道12的曲率半径 。优选地，内部夹具段20和外部夹具段40尺寸设计成使得当内部夹具段20和外部夹具段40围绕管道12被完全紧固时，内部夹具段20的第一纵向表面28和外部夹具段40的第一纵向表面46彼此不接触。类似地，优选的是，内部夹具段20的第二纵向表面30和外部夹具段40的第二纵向表面48彼此不接触，使得当螺栓64被紧固时内部夹具段20和外部夹具段40的全部压缩力被施加到管道10上。还可以设想到将管道12压缩在管夹具10内的其它方法，包括利用液压力将内部夹具段20和外部夹具段40挤压在一起。内部夹具段20和外部夹具段40也可利用紧固的线材挤压在一起。此外，内部夹具段20和外部夹具段40可通过内部夹具段20和外部夹具段40的金属冷却而挤压在一起。现在参看图9，示出了本发明的一个实施例，其中在对接焊缝18的两侧上通过粘合工具或其它合适的方法(例如，通过砂磨使管道12的外部粗糙化等)而在管道12的外部上形成刻痕90。该过程是如上所述对夹具10刻痕的相反过程，但具有类似的效果。夹具10的外部夹具段40可由此具有平滑的内部。参看图10，将具有非常硬的剂(比钢、金刚砂、氧化铝、碳化硅硬)的尖锐的小颗粒100插入(例如，在粘滞液体中涂刷到或喷淋到在管道12的外半部上或外部夹具段40的内表面26上的静止的液态粘性粘合剂上)外部夹具段40的平滑内表面26和管道12的外半部之间。然后紧固夹具10，使得颗粒100将渗透外部夹具段40和管道12的表面，从而产生所需的摩擦力。参看图1lA和图11B，示出了附加的备选管道弯曲限制装置。在上夹具中钻有例如直径15mm的许多小孔110。尼尔森柱112 (例如，IOmm直径X IOmm高)被附连(例如点焊)到管道12上。在管道12的弯曲完成之后，移除夹具10并且可以将柱112打磨掉。参看图12A和图12B，示出了备选的管道弯曲限制装置。至少一个带或翅片120被焊接在管道12的外部上、弯曲部的外部上。不需要夹具。翅片120可以为例如20〃长、4〃高和0.4〃厚。翅片120优选地具有在中部的小的圆形切口 122 (图9B)以容纳对接焊缝18的焊珠。在管道12被弯曲的同时，翅片120将防止管道12的外部变形。一旦管道12处于Coselle上，就应将翅片120切掉并且将表面打磨光。还可以设想，可以使管段在对接焊缝18上保持居中。另外可以设想，可以使管段在管道12内部在对接焊缝18下方保持居中。当管道12的弯曲完成之后，将夹具10移除如下:管道12的向内力通过非常轻微的反转卷轴轮毂66(图13)而减小。然后拆卸夹具10。移除外部夹具段40，然后将夹具10的内部夹具段20围绕管道12旋转并拿掉。为了方便旋转，夹具10的底部半部优选地具有在旋转意义上适度均匀或减小的厚度轮廓。在使用中，夹具段20、40通过一系列螺栓64非常牢固地紧固到管道12上。也可以使用其它夹具机构。诸如刻痕、小颗粒或柱和在螺孔60中的紧固的螺纹的摩擦元件52随着使用而磨掉，使得夹具10在多次使用之后将不得不更换。夹具10的两个段20、40具有在环绕方向上从夹具段20的内表面26和夹具段40的内表面50移除金属的小的通槽或径向凹槽36，以容纳焊缝18的焊珠。这省却了对焊缝18的焊珠的研磨。夹具10优选地由具有几乎等于管道12的钢的杨氏模量的杨氏模量的钢制成。夹具10中使用的钢的屈服应力应至少为管道12的屈服应力，并且最多高出40%。因此，本发明很适合实现目的并获得以上所提及的目标和优点以及其中所固有的目标和优点。虽然已经出于本公开的目的而描述了目前优选的实施例，但许多改变和修改对于本领域的普通技术人员将显而易见。这样的改变和修改被涵盖在由说明书限定的本发明的精神内。 ·
权利要求
1.一种用于附连到经受弯曲的管道的管夹具，所述管夹具包括: 内部夹具段，其具有半圆柱体形状、第一端部和第二端部； 所述第一端部限定第一应力消除区，并且所述第二端部限定第二应力消除区； 外部夹具段，其具有半圆柱体形状和内表面； 夹具机构，其用于将所述内部夹具段固定到所述外部夹具段。
2.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段和所述外部夹具段的曲率半径基本上等于所述管道的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段和所述外部夹具段中的至少一个限定径向凹槽，所述径向凹槽用于在将所述内部夹具段和所述外部夹具段定位在所述管道上时接纳对接焊缝的焊珠。
4.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段的内表面为基本上平滑的，以允许所述管道的外表面相对于所述内部夹具段的所述内表面滑动。
5.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述第一应力消除区为具有大约半圆形形状的第一空隙；并且 所述第二应力消除区为具有大约半圆形形状的第二空隙。
6.根据权利要求5所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段的所述第一端部中的所述第一空隙和所述内部夹具段的所述第二端部中的所述第二空隙的半径约等于所述内部夹具段和所述外部夹具段附接到其上的所述管道的半径。
7.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段具有厚度；并且 靠近所述内部夹具段的所述第一端部并且靠近所述内部夹具段的所述第二端部的所述厚度小于所述内部夹具段在所述内部夹具段的中心处的厚度。
8.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述外部夹具段的所述内表面限定摩擦元件和摩擦元件接合表面中的一个，所述摩擦元件用于抓持所述外部夹具段位于其上的所述管道的外表面。
9.根据权利要求8所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件为在所述外部夹具段的内表面上的刻痕。
10.根据权利要求9所述的管夹具，其中: 其中所述刻痕由螺纹构成。
11.根据权利要求8所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件为定位在所述外部夹具段的内表面上的多个硬颗粒。
12.根据权利要求8所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件包括多个由所述外部夹具段限定的孔以用于接纳附连到所述管道的多个柱。
13.根据权利要求1所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段限定第一纵向表面和第二纵向表面； 所述外部夹具段限定第一纵向表面和第二纵向表面；所述内部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面限定多个孔口； 所述外部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面限定多个孔口 ；并且所述夹具机构包括多个螺栓，所述多个螺栓用于定位在所述内部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面的所述多个孔口中并且用于定位在所述外部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面的所述多个孔口中以便将所述内部夹具段固定到所述外部夹具段。
14.根据权利要求13所述的管夹具，其中: 所述螺栓具有大直径部分和带螺纹的较小直径部分。
15.根据权利要求13所述的管夹具，其中: 由所述内部夹具段的内表面和所述外部夹具段的内表面限定的周长小于由所述夹具段位于其上的所述管道的外表面限定的周长，从而确保当所述夹具段被固定到所述管道时在所述第一纵向表面和所述第二纵向表面之间存在间隙。
16.一种用于接合到经受弯曲的管道的管夹具，所述管夹具包括: 内部夹具段，其具有半圆柱体形状、第一端部和第二端部； 所述内部夹具段的内表面为基本上平滑的，以允许所述管道的外表面相对于所述内部夹具段的所述内表面滑动； 外部夹具段，其具有半圆柱体形状、第一端部和第二端部； 所述外部夹具段限定摩擦元件和摩擦元件接合表面中的一个，以用于抓持所述外部夹具段接合到其上的所述管道的所述外表面； 夹具机构，其用于将所述内部夹具段固定到所述外部夹具段。
17.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件在所述外部夹具段上。
18.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述摩擦接合表面在所述外部夹具段上。
19.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段和所述外部夹具段中的至少一个限定径向凹槽，所述径向凹槽用于在将所述夹具段定位在所述管道上时接纳对接焊缝的焊珠。
20.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段的所述第一端部限定第一应力消除区，并且所述第二端部限定第二应力消除区。
21.根据权利要求20所述的管夹具，其中: 所述第一应力消除区为具有大约半圆形形状的第一空隙；并且 所述第二应力消除区为具有大约半圆形形状的第二空隙。
22.根据权利要求21所述的管 夹具，其中: 所述内部夹具段的所述第一端部中的所述第一空隙和所述内部夹具段的所述第二端部中的所述第二空隙的半径约等于所述内部夹具段和所述外部夹具段附接到其上的所述管道的半径。
23.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述内部夹具段具有厚度；并且靠近所述内部夹具段的所述第一端部并且靠近所述内部夹具段的所述第二端部的所述厚度小于所述内部夹具段在所述内部夹具段的中心处的厚度。
24.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件为在所述外部夹具段的内表面上的刻痕。
25.根据权利要求24所述的管夹具，其中: 其中所述刻痕由螺纹构成。
26.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件为定位在所述外部夹具段的内表面上的多个硬颗粒。
27.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 所述摩擦元件包括多个由所述外部夹具段限定的孔以用于接纳附连到所述管道的多个柱。
28.根据权利要求16所述的管夹具，其中: 其中所述内部夹具段限定第一纵向表面和第二纵向表面； 其中所述外部夹具段限 定第一纵向表面和第二纵向表面； 其中所述内部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面限定多个孔口；其中所述外部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面限定多个孔口 ；并且所述夹具机构包括多个螺栓，所述多个螺栓用于定位在所述内部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面的所述多个孔口中并且用于定位在所述外部夹具段的所述第一纵向表面和所述第二纵向表面的所述多个孔口中以便将所述内部夹具段固定到所述外部夹具段。
29.根据权利要求28所述的管夹具，其中: 由所述内部夹具段和所述外部夹具段的内表面限定的周长小于由所述夹具段位于其上的所述管道的所述外表面限定的周长， 从而确保当所述夹具段被固定到所述管道时在所述第一纵向表面和所述第二纵向表面之间存在间隙。
30.一种最小化经受弯曲的管道的对接焊缝的疲劳的方法，包括下列步骤: 将弯曲限制构件靠近所述管道中的对接焊缝附连到所述管道的外表面； 弯曲所述管道； 移除所述弯曲限制构件。
31.根据权利要求30所述的方法，其中: 所述弯曲限制构件为在所述管道的弯曲部的外部上附连到所述管道的翅片。
32.—种最小化经受弯曲的管道的对接焊缝和相邻区域的弯曲应变的方法，包括下列步骤: 将弯曲限制构件靠近所述管道中的所述对接焊缝附连到所述管道的外表面，其中所述弯曲限制构件为具有内部夹具段和外部夹具段的夹具构件； 将所述外部夹具段靠近所述管道中的所述对接焊缝附连到所述管道的外表面； 将所述管道用所述内部夹具段和所述外部夹具段夹持以防止所述对接焊缝经受弯曲力。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括:在将所述内部夹具段和所述外部夹具段中的至少一个定位在所述管道上时，将形成于所述夹具段的内表面上的内部径向凹槽定位在所述对接焊缝的焊珠周围。
34.根据权利要求32所述的方法，还包括: 允许所述内部夹具段的内表面相对于所述管道的所述外表面滑动。
35.根据权利要求32所述的方法，还包括: 用所述外部夹具段抓持所述管道，其中在所述外部夹具段的内表面和所述管道的外表面中的一个上具有摩擦元件。
36.根据权利要求32所述的方法，还包括: 将多个螺栓插入由所述内部夹具段限定的多个孔口中，并且将所述多个螺栓插入所述外部夹具段的多个孔口中以用于将所述内部夹具段固定到所述外部夹具段。
37.一种压缩气体输送系统，包括: 气体处理设施，其包括压缩气体源和压缩气体目的地中的一个； 多个盘管，所述多个盘管承载在容器和交通工具中的一个上，所述多个盘管中的每一个包括由利用对接焊缝端对端接合的多个管段构成的一段管道，所述一段管道弯曲成具有多层的基本上连续的盘管，所述多层中的每一个包括多个环路； 其中所述对接焊缝和邻近所述对接焊缝的管材发生所述管道的平均应变量的大约1/3或更少的应变； 阀门，所述阀门承载在所述容器和所述交通工具中的所述一个上，所述阀门适于选择性地流动连接到所述气体处理设施； 管路，所述管路用于将所述多个盘管中的每一个流动连接到所述阀门；并且由此所述压缩气体可以通过所述阀门接收自所述气体处理设施并且储存在所述多个盘管中，或者由此所述压缩气体可以储存在所述多个盘管中并且通过所述阀门分散到所述气体处理设施。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述气体处理设施为陆基的。
39.一种使用气体处理设施来输送压缩气体的方法，包括下列步骤: 将所述气体处理设施流动连接到由容器和交通工具中的一个构成的运输器； 输送压缩气体，所述输送步骤包括从所述运输器上的多个盘管接收压缩气体和将压缩气体排放到由所述运输器承载的多个盘管中的一个，所述多个盘管中的每一个包括由利用对接焊缝端对端接合的多个管段构成的一段管道，所述一段管道弯曲成具有多层的基本上连续的盘管，所述多层中的每一个包括多个环路； 其中所述对接焊缝和邻近所述对接焊缝的管材发生所述管道的平均应变量的大约1/3或更少的应变。
40.一种使用运输器输送压缩气体的方法，包括下列步骤: 将所述运输器流动连接到气体处理设施； 输送压缩气体，所述输送步骤包括在所述运输器上的多个盘管中接收来自所述气体处理设施的压缩气体的步骤和将压缩气体从由所述运输器承载的多个盘管排放到所述气体处理设施的步骤中的一个，所述多个盘管中的每一个包括由利用对接焊缝端对端接合的多个管段构成的一段管道，所述一段管道弯曲成具有多层的基本上连续的盘管，所述多层中的每一个包括多个环路；其中所 述对接焊缝和邻近所述对接焊缝的管材发生所述管道的平均应变量的大约1/3或更少的应变。
全文摘要
一种用于附连到经受弯曲的管道以最小化管道中的对接焊缝的疲劳的管夹具。所述管夹具包括内部夹具段和外部夹具段，内部夹具段和外部夹具段各自具有半圆柱体形状、第一端部和第二端部。内部夹具段的内表面为基本上平滑的，以允许管道的外表面相对于夹具段的内表面滑动。外部夹具段具有限定摩擦元件的内表面。摩擦元件用于抓持外部夹具段附连到的管道的外表面。夹具机构提供用于将内部夹具段固定到外部夹具段。
文档编号B63B27/24GK103249983SQ201180049422
公开日2013年8月14日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年8月13日
发明者P.J.菲茨帕特里克 申请人:西伍公司