五点开孔放样法的应用与研究

杨国庆+刘希华+白小军+王义翠+高海亮

摘 要：文章介绍五点开孔放样法是在圆筒上安装正插式接管且接管中心线与圆筒中心线重合时，在圆筒上开孔放样的一种新的先进操作方法。五点开孔放样法不需要制作管孔划线样板，只需用本方法进行简单的计算和放样，即可按圆筒上画出的开孔线进行开孔、装焊接管。五点开孔放样法不仅具有简单易学、计算过程简便、从放样到开孔耗时短、放样精度高等特点，并且显著提高了开孔放样的效率和焊接外观质量。五点开孔放样法可在生产制造或设备现场安装中推广使用。

关键词：圆筒；正插式接管；五点开孔；放样；操作法

中图分类号：TH16 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0138-02

1 概述

在石油化工设备生产制造或现场安装中经常要在设备圆筒上进行开孔，在开孔处安装接管，如物料进出口、人孔、手孔等，以使设备能够进行正常操作、测试和检修。其中在圆筒上安装正插式接管且接管中心线与圆筒中心线重合的情况是最多的，也是最常见的一种。在圆筒上开孔就离不开在圆筒上放样，放样精度的高低和耗时的长短成为影响施工效率和产品质量的关键因素。如何便捷精确的在圆筒上开孔，很多学者都对其做了大量研究。有学者用计算法确定设备开孔接管相关尺寸，得到有价值的结果，并在文章中介绍了圆筒开孔的传统方法和其优缺点[3]；卫建良等[4]大型设备现场开孔放样新技术，以大连石化350万吨t/a催化裂化装置再生器为例，介绍了几种开孔放样法。

結合以上研究现状和我工厂多年的设备制造经验，在圆筒上安装正插式接管且接管中心线与圆筒中心线重合时，如何在圆筒上便捷精确的开孔，提出了一种新的先进操作法：五点开孔放样法。

2 五点开孔放样法的原理

五点开孔放样法是找出开孔中心点，过中心点处沿水平和竖直方向画出两条中心线；利用接管的直径在圆筒上反映的弧长与弦长之差△，在圆筒上找出五点，分别以五点为圆心，以装配接管外径的一半为半径画圆弧，所画的六条圆弧线必须首尾相交，将弧线相交处进行圆滑过渡，由此画出的管孔位置轮廓线就是圆筒上的开孔线。按所画开孔线进行开孔、装焊接管。

3 五点开孔放样法应用实例

在遇到圆筒上安装正插式接管且接管中心线与圆筒中心线重合的情况时，可按以下步骤在圆筒表面上直接进行划线操作。

（1）用卷尺分别测量出接管外径为D1、圆筒外径为D2、弦长d（弦长d=接管外径D1）和d所对应的弧长L，如图1所示。

（2）如图2所示，找出开孔中心点O，过O点沿中心线水平和垂直方向画出两条中心线，计算弧弦差△= L-d。在圆筒上沿画出的水平中心线左右方向△/2处画两条平行线；在圆筒上画出的沿竖直中心线左右方向△/4处画两条平行线；沿中心线水平和垂直方向两侧所画的4条平行线首尾相交，交点分别为01、02、03、04，构成长方形01020304，其中0102=0304=△/2，0104=0203=△。这样确定了五点开孔放样法中的五个圆心0、01、02、03、04。

（3）如图3所示，分别以01、02、03、04为圆心，以r（r=D1/2）为半径画圆弧L1、L2、L3、L4；以0为圆心，以r为半径画圆弧L5、L6。所画的六条圆弧线必须首尾相交。

图3 圆筒上画弧示意图

（4）如图4所示，将所画六条弧线相交处进行圆滑过渡，将相交处多余线条擦去后形成的管孔位置轮廓线即为圆筒上要开孔的实际形状。

（5）按所画轮廓线进行开孔、装焊接管。

4 五点开孔放样法的适用范围

用五点开孔放样法在圆筒上开孔应满足以下条件：

（1）本方法只适用于在圆筒安装正插式接管且接管中心线与圆筒中心线重合的情况。

（2）本方法在圆筒上开孔大小的范围：当圆筒外径D2≤1500mm时，最大开孔直径D≤D2/2，且D≤520mm；当圆筒外径D2>1500mm时，最大开孔直径D≤D2/3，且D≤1000mm。[1-2]

（3）当开孔直径D≤500mm时，一般可按此方法沿管孔轮廓线切割一次到位，不需要二次修割；当开孔最大直径500

5 结束语

五点开孔放样法可直接在圆筒上进行放样，不需要制作样板，避免了放样的繁琐劳动及可能产生的不可知误差，有较强的操作性。此方法不仅具有简单易学、计算过程简便、从放样到开孔耗时短、放样精度高等特点，并且显著提高了开孔放样的效率和焊接外观质量。五点开孔放样法可在生产制造或设备现场安装中推广使用，此方法推广使用后，可节省材料、提高效率、减小开孔误差。

参考文献：

[1]GB150.1～150.4-2011.压力容器[S].北京：中国标准出版社，2011.

[2]HG/T 20584-2011.钢制化工容器制造技术规定压力容器[S].北京：中国计划出版社，2011.

[3]董明中.计算法确定设备开孔接管相贯尺寸[J].压力容器，1997（4）：79-82.

[4]卫建良，薛防震，杨森，等.大型设备现场开孔放样新技术[J].石油工程建设，2004，30（3）：37-40.