容器产品上斜管高度的简易测量方法的探究

肖心伟 李彩 李慧平

摘  要：各类压力容器、锅炉产品筒身上斜接的接管和封头上的接管，以下统称为斜管，针对该类接管图纸仍是以斜管中心高度作为标示尺寸，但是由于斜管外壁存在焊缝遮挡，加上球形封头等外表面为曲面，难以找到和斜管中心标注位置一致的基准，因此无法直接测得斜管中心高度尺寸。生产中只有通过全感仪等先进测量设备，才能较精确地测得斜管高度，但检验成本、时间成本都较高。因此我们不妨考虑用一些简易测量方法，来验证斜管的高度，作为我们过程质量控制的依据，当然对精度要求不是特别高的产品，也可以此判定产品最终符合性。

关键词：压力容器;斜管;高度;测量方法

中图分类号：TH49                文献标志码：A

压力容器实际制造过程中，产品上的斜管高度，都缺乏有效的简易测量方法，检查员在检验时，往往都是以一些粗略的方法进行大致估判，没有测量方法支撑，结果误差很大，也难以给用户或监造一个较合理的解释，使对方信服我方检测结果。下面根据几类较常见的斜管型式，对斜管高度的测量方法进行简要分析，测量方法原理都较简单，都是通过测量其余的一些相关尺寸，经过几何运算获得目标值，从而为测量结果的获得提供了一种可能。

1 斜管型式一：与筒身中心线成一定角度的斜管

1.1 测量方法介绍

图纸一般标注接管高度为接管中心高度尺寸X，标示位置为空间尺寸，没有实际的基准。管子外侧根部有焊缝，管子两端的高度也难以测得，无法以取两端平均值的方法获得X。因此要测量该尺寸就只有间接测量，通过换算获得。其中一种方法介绍如下。

如图1所示，首先用一把直角尺和一把钢直尺组成一个垂直测量系统，保证斜插管与测量尺成直角，避免管端倾斜的影响。然后读取筒身到接管下端外壁距离X1，到上端的距离X2。最后再用角度尺测得角度Q。通过简单的三角函数运算便可获得目标值X：

1.2 测量注意事项

（1）X1与X2的测量数值容易存在偏差。测量时注意找正，刚直尺应经过圆心，找X1的最小值。是否经过圆心，可用X2-X1是否等于实测接管外径值验证，因此此处不用X1+D/2代替（X1+X2）/2，避免未作验证加大误差。

（2）测量角度值Q时，也可测量角度θ，理论上2个角应互余，90°-θ应等于Q，以此验证检测结果的有效性，减小误差。

2 斜插管型式二：球形封头上管接头中心线通过球心的斜管

2.1 测量方法介绍

该类接管装焊与球形封头上，图纸高度标识一般为接管中心高度尺寸X，因球形封头基准面为一曲面，管子外侧根部也有焊缝，很难直接测得空间高度X，同样只有通过间接测量换算的方法获得目标值。

如图2所示，首先用一把钢直尺靠于管端，钢直尺应通过管接头中心。然后在距管接头边缘Z处，用钢直尺直接测量最小垂直高度值Y。最后根据测量结果Z值以及球形半径R值，就可通过换算获得检测尺寸X：

X=Y-X1

X1=R-X2

综上可得：

2.2 测量注意事项

（1）Y值应是Z位置垂直测量最小值，因此注意保证测量角度与管端钢直尺垂直，同时通过多点测量，相互比对获得最小值，减少测量误差。

（2）此处不直接用D/2+Z1代替（Z+Z1）/2，也是为了确保管端钢直尺要经过管接头中心，理论上应保证该两数值相同，才可视为有效测量结果。

（3）接管可能存在端面倾斜等因素，因此Z1应该尽量取小一些，降低该风险影响。同时也可通过反方向测量或多点测量，然后对换算结果进行比对验证，综合取值，增加结果的可靠性。

3 斜插管型式三：球形封头上接管中心线平行于轴线的斜管

3.1 测量方法

该类斜管在球形封头上，管子外侧根部也有焊缝，同样难以直接获得图纸标示的中心高度尺寸X。以下也提供了一种间接测量换算的方法供大家参考，但该类接管测量时影响因素更多，因此精度的把控更为不易，需要大家按注意事项，尽量验证测量的精度，才能获得较可信的数值。

如图3所示，首先用一把钢直尺紧靠管端，钢直尺应目视尽量指向轴心，然后用另一钢直尺在距离接管Z2处，测量最小垂直高度值Y，注意调整管端钢直尺，进行比对取值，尽量减少测量误差。最后通过图纸标示Z和R值，就可通过换算获得高度X，Z和R值如无法精确测量实际值，偏差不大情况下，可直接用图纸标识的Z及R值，根据换算公式误差前后会有一定抵消，因此影响不大。高度X计算方法如下：

X=Y+Y1-X1

综上可得：

3.2 测量注意事项

（1）因该类接管机加时一般以轴线为基准，所以管端水平线一般垂直于轴线，加之该类接管由于焊接变形等原因，垂直度更容易偏差，所以测量时可直接以管端面为基准，不用像斜管一所示，以垂直于管接头为基准。测量时若想保证更高的精度，可以用该方法，在检测线上多点测量验证。

（2）关于测量值Y，该值应是接管端面在距离接管中心距离（Z1+Z2）/2处的垂直最小值，测量时注意保证垂直，并多方位验证最小值，减少测量误差。

（3）Z2距离应尽量选小一些，这样能减少接管垂直度等因素导致的误差影响。

4 结语

在生产活动中，斜管高度等要精确测量，常规手法确实都有一定局限，以上介绍的简易测量方法，同样存在测量误差风险，在运用以上方法时，检查人员应厘清其中原理，结合注意事项明确测量误差的风险所在，只有通过认真细致地测量和仔细验证，有效规避测量误差风险，才能保证测量结果的可靠性，所以测量方法的原理都很简单，关键还是看检查人员如何运用。也希望检查人员可以结合我们的实际生产，总结出更多更简易和精确的测量方法，满足我们的产品简易需求。

参考文献

[1]崔军. GB 150.4—2011，压力容器 第4部分：制造、检验和验收[S].中華人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2011.

[2]张天鹏.压力容器检验[M].北京：新华出版社，2008.

[3]陈锦虹.试析压力容器制造过程中变形问题的控制办法[J].中国新技术新产品，2015（8）：72.