带压开孔支管连接及焊接方法

支管连接通常有3种形式，即焊接支管台形式、短管带圈闭鞍型支座形式、对开三通形式。

焊接支管台又称对焊管嘴，一般应用于DN50mm及以下管道开孔，可直接将支管焊接在母管开孔处；

短管带圈闭鞍型支座形式适用于开孔直径小于母管直径1/3的情况，如支管直径约占母管直径的90%，则采用下面的对开三通形式；

对开三通形式专门针对大口径开孔设计，根据等强度理论对母管及对开管件组成的系统进行受力分析，计算选取合适的管件壁厚。一般对开管件的壁厚大于或等于N（详见《天津先锋管道带压开孔流程》TJXF-ZY-DYKK01中规定的母管材质及支管对应的数列中选择）倍的母管壁厚，同时也应考虑薄膜应力和疲劳应力对管件的影响，管件的设计压力和材料选择应与母管一致。

管件的尺寸还应与相应的带压开孔钻进行配套设计，以便使刀具在其行程限度内有足够的穿透深度，且在回收刀具和切片时不影响阀门的关闭。

在进行带压开孔焊接作业时，应注意烧穿与裂纹问题。烧穿是指部分发根焊缝熔穿或焊接溶池下未熔区域不能承受管道内压的现象。焊接冷却速率过快将产生一个硬质的、对裂纹敏感的焊接微型结构而导致裂纹。冷却速率快可能是由于在管道内介质快速流动带走热量造成。

在焊接期间，为防止在用管道过热和烧穿，需对热传输进行测量和评价，以确定热输入量及相应的焊接参数同时也对预计的焊缝冷却速率进行测量和评价，以确定生成无裂纹的焊缝和热影响区所需的热输入量。

研究表明，母材厚度、管道内表面温度分布、管道内压引起的应力、焊条直径（与焊接时热量输入显著相关）等因素均对烧穿有很大影响。一般来说，按照母材厚度或焊接时管道内表面温度即可避免烧穿（详见《天津先锋管道带压开孔流程》TJXF-ZY-DYKK01）。

对于裂纹，则主要控制管道内介质的流速，以免增大焊缝的冷却速率，通常建议采用低氢型焊条，并控制管道内介质流速在10m/S以下。同时通过焊接时预热、采用合理的焊道顺序、合理地装配以减少焊缝根部的应力集中等措施减少裂纹的产生。

参考文献

1、《高压大口径在役输气管道带压开孔技术分析》-《煤气与热力》第38卷第4期，2018年4月

2、CJJ33-89 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》

3、GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

4、《天津先锋管道带压开孔流程》TJXF-ZY-DYKK01