帶壓開孔支管連接及焊接方法

支管連接通常有3種形式，即焊接支管臺形式、短管帶圈閉鞍型支座形式、對開三通形式。

焊接支管臺又稱對焊管嘴，一般應用于DN50mm及以下管道開孔，可直接將支管焊接在母管開孔處；

短管帶圈閉鞍型支座形式適用于開孔直徑小于母管直徑1/3的情況，如支管直徑約占母管直徑的90%，則采用下面的對開三通形式；

對開三通形式專門針對大口徑開孔設計，根據等強度理論對母管及對開管件組成的系統進行受力分析，計算選取合適的管件壁厚。一般對開管件的壁厚大于或等于N（詳見《天津先鋒管道帶壓開孔流程》TJXF-ZY-DYKK01中規定的母管材質及支管對應的數列中選擇）倍的母管壁厚，同時也應考慮薄膜應力和疲勞應力對管件的影響，管件的設計壓力和材料選擇應與母管一致。

管件的尺寸還應與相應的帶壓開孔鉆進行配套設計，以便使刀具在其行程限度內有足夠的穿透深度，且在回收刀具和切片時不影響閥門的關閉。

在進行帶壓開孔焊接作業時，應注意燒穿與裂紋問題。燒穿是指部分發根焊縫熔穿或焊接溶池下未熔區域不能承受管道內壓的現象。焊接冷卻速率過快將產生一個硬質的、對裂紋敏感的焊接微型結構而導致裂紋。冷卻速率快可能是由于在管道內介質快速流動帶走熱量造成。

在焊接期間，為防止在用管道過熱和燒穿，需對熱傳輸進行測量和評價，以確定熱輸入量及相應的焊接參數同時也對預計的焊縫冷卻速率進行測量和評價，以確定生成無裂紋的焊縫和熱影響區所需的熱輸入量。

研究表明，母材厚度、管道內表面溫度分布、管道內壓引起的應力、焊條直徑（與焊接時熱量輸入顯著相關）等因素均對燒穿有很大影響。一般來說，按照母材厚度或焊接時管道內表面溫度即可避免燒穿（詳見《天津先鋒管道帶壓開孔流程》TJXF-ZY-DYKK01）。

對于裂紋，則主要控制管道內介質的流速，以免增大焊縫的冷卻速率，通常建議采用低氫型焊條，并控制管道內介質流速在10m/S以下。同時通過焊接時預熱、采用合理的焊道順序、合理地裝配以減少焊縫根部的應力集中等措施減少裂紋的產生。

參考文獻

1、《高壓大口徑在役輸氣管道帶壓開孔技術分析》-《煤氣與熱力》第38卷第4期，2018年4月

2、CJJ33-89 《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》

3、GB50236-98《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》

4、《天津先鋒管道帶壓開孔流程》TJXF-ZY-DYKK01