输油管道的加工工艺流程及焊接工艺设计

西安石油大学课程设计（论文）0专业课程设计（论文）题目：输油管道的加工工艺流程及焊接工艺设计学生姓名：院（系）：材料科学与工程学院专业班级：焊接指导教师：完成时间：西安石油大学课程设计（论文）1摘要输油管线主要由输油站和管线两大部分组成。管道的起点是一个输油站通称首站，油品或原油在首战被收集后，经过计量后，在由首站提供动力向下游管线输送。首站一般布设有储油罐，输油泵和油品计量装置，若所属油品因粘度高需要加热，则亦设有加热装置，输油泵提供动力使得油品可以沿管线向终点或下一级输油站运动，一般情况下，由于距离长，油品在运输过程中能量损失明显，需要多级输油站提供动力，直至将油品输送至终点。终点输油站称为末站，主要负责收集上游管线输送而来的物料，因此多配有储罐和计量系统。关键词：输油管线、X80钢、半自动焊接技术。西安石油大学课程设计（论文）1目录1综述....................................................................................................................11.1输油管道概况..........................................................................................11.2输油管道分类..........................................................................................11.2.1按距离分.......................................................................................11.2.2按油品分.......................................................................................11.2.3按材料分.......................................................................................21.3输油管道常用的焊接方法......................................................................21.3.1手工电弧焊...................................................................................21.3.2钨极氩弧焊...................................................................................21.3.3半自动焊.......................................................................................31.3.4全自动焊.......................................................................................31.4输油管道连接分类和法兰......................................................................41.5焊接材料的选择......................................................................................42工艺说明............................................................................................................62.1管线材料的选择......................................................................................62.2焊接方法的选择......................................................................................62.3坡口形式的设计制造及清根方法..........................................................72.4焊缝层数及焊接顺序设计......................................................................82.4.1焊接层数的选择...........................................................................82.4.2焊接顺序的设计...........................................................................82.5焊后热处理工艺说明..............................................................................82.6焊接工艺参数的选择..............................................................................82.7焊接质量检测..........................................................................................83总结................................................................................................................104参考文献........................................................................................................115焊接工艺卡....................................................................................................12西安石油大学课程设计（论文）11综述1.1输油管道概况输油管道（也称管线、管路）是由油管及其附件所组成，并按照工艺流程的需要，配备相应的油泵机组，设计安装成一个完整的管道系统，用以完成油料接卸及输转任务。输油管道系统，即用于运送石油及石油产品的管道系统，主要由输油管线、输油站及其他辅助相关设备组成，是石油储运行业的主要设备之一，也是原油和石油产品最主要的输送设备，与同属于陆上运输方式的铁路和公路输油相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点。输油管道的管材一般为钢管，使用焊接和法兰等连接装置连接成长距离管道，并使用阀门进行开闭控制和流量调节。输油管道主要有等温输送、加热输送和顺序输送等输送工艺。管道的腐蚀和如何防腐是管道养护的重要环节之一。目前输油管道已经成为石油的主要输送工具之一，且在未来依旧具有相当的发展潜力。1.2输油管道分类1.2.1按距离分1.企业内部的输油管道企业内部输油管道主要是指油田内部连接油井与计量站、联合站的集输管道，炼油厂及油库内部的管道等，其长度一般较短，不是独立的经营系统。2.长距离输油管道长距离输送原油或成品油的管道。输送距离可达数百、数千公里，单管年输油量在数百万吨到数千万吨之间，个别有达1亿吨的,管径多在200mm以上，现今最大的为1220mm。其起点与终点分别与油田、炼油厂等其他石油企业相连。由输油站(包括首站、末站、中间泵站及加热站等)和管道线路两大部分组成。后者包括干线管道部分，及经过河流、峡谷、海底等自然障碍时的穿跨越工程，为防止管道腐蚀而设的阴极保护系统，为巡线、维修而建的沿线简易公路和线路截断阀室。输油企业大多还有一套联系全线的独立的通信系统，包括通信线路和中继站。1.2.2按油品分1、原油输油管道原油管道主要是指输送原油产品的管道，它和成品油管道是有区别的。如今在我国运行的主要原油输油管道是中俄原油输油管道和中亚原油输油管道。2、成品油输油管道西安石油大学课程设计（论文）2成品油输油管道是长距离输送成品油的管道，如今在我国有多条成品油输油管道已经在运营中或在建中，主要有：兰成渝成品油输油管道、兰郑长成品油输送管道以及港枣成品油输送管道等。1.2.3按材料分1、碳素钢管固定的输油管线多用碳素钢管，碳素钢管按其制造方法可分为无缝钢管和焊接钢管，无缝钢管又分为热轧和冷拔两种，通常的碳素钢管都是采用沸腾钢制造，温度适用范围为0~300℃，低温时容易脆化，采用优质碳素钢制造的钢管，温度适用范围则为-40~450℃，采用x80钢，温度适用范围低温为-40℃，高温则可达475℃。2、耐油胶管耐油胶管是主要用于临时装卸输转油设施上或管线卸接的活动部位的输油管。耐油胶管有耐油夹布胶管，耐油螺旋胶管和输油钢丝编织胶管之种，都是由丁腈橡胶制成。并分压力、吸入和排吸三种不同情况用途，正压输送应选用耐压胶管，负压输送则选用吸入胶管，有可能出现正负压力时则需选用排吸胶管。1.3输油管道常用的焊接方法1.3.1手工电弧焊手工电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。1.手工电弧焊具有以下的优点：①工艺灵活：适合各种结构形状、各种位置的焊接并且对焊接接头装置精度要求不高；②适应性强：适用于不同厚度的许多金属材料焊接；③易于通过工艺调整（如对称焊等）来控制工件的变形，改善应力状态；④与气焊和埋弧焊相比，金相组织较细，热影响区较小；⑤设备简单，操作和维修方便，可以在厂房内及施工作业的不同环境下施焊。2.手工电弧焊的不足：生产效率底，劳动强度较大，对于焊工的操作技术要求较高。3.手工电弧焊可焊焊件厚度在1.5mm以上，适合于碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、低温用钢、铜及铜合金材料的焊接以及铸铁补焊和各种材料堆焊。1.3.2钨极氩弧焊钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图所示。焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，西安石油大学课程设计（论文）3以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有以下优缺点：1）氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件。2）钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（10A）仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊接。3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。4）由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观。5)交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用，因此，可成功