五點開孔放樣法的應用與研究

楊國慶+劉希華+白小軍+王義翠+高海亮

摘 要：文章介紹五點開孔放樣法是在圓筒上安裝正插式接管且接管中心線與圓筒中心線重合時，在圓筒上開孔放樣的一種新的先進操作方法。五點開孔放樣法不需要制作管孔劃線樣板，只需用本方法進行簡單的計算和放樣，即可按圓筒上畫出的開孔線進行開孔、裝焊接管。五點開孔放樣法不僅具有簡單易學、計算過程簡便、從放樣到開孔耗時短、放樣精度高等特點，并且顯著提高了開孔放樣的效率和焊接外觀質量。五點開孔放樣法可在生產制造或設備現場安裝中推廣使用。

關鍵詞：圓筒；正插式接管；五點開孔；放樣；操作法

中圖分類號：TH16 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0138-02

1 概述

在石油化工設備生產制造或現場安裝中經常要在設備圓筒上進行開孔，在開孔處安裝接管，如物料進出口、人孔、手孔等，以使設備能夠進行正常操作、測試和檢修。其中在圓筒上安裝正插式接管且接管中心線與圓筒中心線重合的情況是最多的，也是最常見的一種。在圓筒上開孔就離不開在圓筒上放樣，放樣精度的高低和耗時的長短成為影響施工效率和產品質量的關鍵因素。如何便捷精確的在圓筒上開孔，很多學者都對其做了大量研究。有學者用計算法確定設備開孔接管相關尺寸，得到有價值的結果，并在文章中介紹了圓筒開孔的傳統方法和其優缺點[3]；衛建良等[4]大型設備現場開孔放樣新技術，以大連石化350萬噸t/a催化裂化裝置再生器為例，介紹了幾種開孔放樣法。

結合以上研究現狀和我工廠多年的設備制造經驗，在圓筒上安裝正插式接管且接管中心線與圓筒中心線重合時，如何在圓筒上便捷精確的開孔，提出了一種新的先進操作法：五點開孔放樣法。

2 五點開孔放樣法的原理

五點開孔放樣法是找出開孔中心點，過中心點處沿水平和豎直方向畫出兩條中心線；利用接管的直徑在圓筒上反映的弧長與弦長之差△，在圓筒上找出五點，分別以五點為圓心，以裝配接管外徑的一半為半徑畫圓弧，所畫的六條圓弧線必須首尾相交，將弧線相交處進行圓滑過渡，由此畫出的管孔位置輪廓線就是圓筒上的開孔線。按所畫開孔線進行開孔、裝焊接管。

3 五點開孔放樣法應用實例

在遇到圓筒上安裝正插式接管且接管中心線與圓筒中心線重合的情況時，可按以下步驟在圓筒表面上直接進行劃線操作。

（1）用卷尺分別測量出接管外徑為D1、圓筒外徑為D2、弦長d（弦長d=接管外徑D1）和d所對應的弧長L，如圖1所示。

（2）如圖2所示，找出開孔中心點O，過O點沿中心線水平和垂直方向畫出兩條中心線，計算弧弦差△= L-d。在圓筒上沿畫出的水平中心線左右方向△/2處畫兩條平行線；在圓筒上畫出的沿豎直中心線左右方向△/4處畫兩條平行線；沿中心線水平和垂直方向兩側所畫的4條平行線首尾相交，交點分別為01、02、03、04，構成長方形01020304，其中0102=0304=△/2，0104=0203=△。這樣確定了五點開孔放樣法中的五個圓心0、01、02、03、04。

（3）如圖3所示，分別以01、02、03、04為圓心，以r（r=D1/2）為半徑畫圓弧L1、L2、L3、L4；以0為圓心，以r為半徑畫圓弧L5、L6。所畫的六條圓弧線必須首尾相交。

圖3 圓筒上畫弧示意圖

（4）如圖4所示，將所畫六條弧線相交處進行圓滑過渡，將相交處多余線條擦去后形成的管孔位置輪廓線即為圓筒上要開孔的實際形狀。

（5）按所畫輪廓線進行開孔、裝焊接管。

4 五點開孔放樣法的適用范圍

用五點開孔放樣法在圓筒上開孔應滿足以下條件：

（1）本方法只適用于在圓筒安裝正插式接管且接管中心線與圓筒中心線重合的情況。

（2）本方法在圓筒上開孔大小的范圍：當圓筒外徑D2≤1500mm時，最大開孔直徑D≤D2/2，且D≤520mm；當圓筒外徑D2>1500mm時，最大開孔直徑D≤D2/3，且D≤1000mm。[1-2]

（3）當開孔直徑D≤500mm時，一般可按此方法沿管孔輪廓線切割一次到位，不需要二次修割；當開孔最大直徑500

5 結束語

五點開孔放樣法可直接在圓筒上進行放樣，不需要制作樣板，避免了放樣的繁瑣勞動及可能產生的不可知誤差，有較強的操作性。此方法不僅具有簡單易學、計算過程簡便、從放樣到開孔耗時短、放樣精度高等特點，并且顯著提高了開孔放樣的效率和焊接外觀質量。五點開孔放樣法可在生產制造或設備現場安裝中推廣使用，此方法推廣使用后，可節省材料、提高效率、減小開孔誤差。

參考文獻：

[1]GB150.1～150.4-2011.壓力容器[S].北京：中國標準出版社，2011.

[2]HG/T 20584-2011.鋼制化工容器制造技術規定壓力容器[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[3]董明中.計算法確定設備開孔接管相貫尺寸[J].壓力容器，1997（4）：79-82.

[4]衛建良，薛防震，楊森，等.大型設備現場開孔放樣新技術[J].石油工程建設，2004，30（3）：37-40.