阅读说明：本技术 低温压力容器管道接入结构、制造方法和低温压力容器 (Low-temperature pressure vessel pipeline access structure, manufacturing method and low-temperature pressure vessel ) 是由 钱红华 杨阳 马金华 邱国洪 于 2018-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及低温泵池技术领域,提出一种低温压力容器管道接入结构、制造方法和低温压力容器,该低温压力容器管道接入结构包括盖板、内接头管、内接管、外接头管和外接管；盖板上设置有贯通内侧面和外侧面的通孔；内接头管焊接于内侧面并与通孔同轴设置,内接头管与盖板焊接的一端设置有钝边和坡口；内接管焊接于内接头管的远离盖板的一端；外接头管焊接于外侧面并与通孔同轴设置,外接头管与盖板焊接的一端设置有钝边和坡口；外接管焊接于外接头管的远离盖板的一端；其中,内接头管的内径、内接管的内径、外接头管的内径以及外接管的内径均与通孔的内径相同。使用该管道接入结构焊接牢固、整个管道内表面光滑、且不易泄漏天然气。(The invention relates to the technical field of low-temperature pump pools, and provides a low-temperature pressure container pipeline access structure, a manufacturing method and a low-temperature pressure container, wherein the low-temperature pressure container pipeline access structure comprises a cover plate, an inner joint pipe, an inner connecting pipe, an outer joint pipe and an outer connecting pipe; the cover plate is provided with a through hole which penetrates through the inner side surface and the outer side surface; the inner joint pipe is welded on the inner side surface and is coaxially arranged with the through hole, and a truncated edge and a groove are arranged at one end of the inner joint pipe welded with the cover plate; the inner connecting pipe is welded at one end of the inner joint pipe, which is far away from the cover plate; the outer joint pipe is welded on the outer side surface and is coaxially arranged with the through hole, and a truncated edge and a groove are arranged at one end of the outer joint pipe welded with the cover plate; the external connecting pipe is welded at one end of the external joint pipe, which is far away from the cover plate; the inner diameter of the inner joint pipe, the inner diameter of the outer joint pipe and the inner diameter of the outer joint pipe are all the same as the inner diameter of the through hole. The pipeline access structure is firm in welding, the inner surface of the whole pipeline is smooth, and natural gas is not easy to leak.)

低温压力容器管道接入结构、制造方法和低温压力容器

技术领域

本发明涉及低温泵池技术领域，尤其涉及一种低温压力容器管道接入结构、制造方法和低温压力容器。

背景技术

天然气加注站一般采用低温泵池进行天然气的输送，低温泵池在运行过程中需要经受-162℃的低温以及较高的内压载荷，为了保障加注站的长期稳定运行，低温泵池在输送天然气时必须达到零泄漏，而低温泵池上的液体管道的结构设计的合理性是决定低温泵池能否达到零泄漏的重要因素之一。

目前，低温泵池包括泵池体、泵池盖以及出液管道，泵池体的顶部设置泵池盖，泵池盖上贯穿设置出液管道。泵池盖上还配装有位于出液管旁侧且与出液管平行布置的安全放空管道、排污管道、测温元件管道、测压管道和泵接线管道等等，由于这些管道与泵池盖之间连接不合理，导致局部应力高，焊接接头强度低，管道内壁光滑度差、天然气容易泄漏。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的焊接接头强度低以及管道内壁光滑度差，易泄漏的不足，提供一种焊接接头强度高以及管道内壁光滑度好，不易泄漏的低温压力容器管道接入结构、制造方法和低温压力容器。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，提供了一种低温压力容器管道接入结构，该低温压力容器管道接入结构包括盖板、内接头管、内接管、外接头管以及外接管；盖板具有相对设置的内侧面和外侧面，所述盖板上设置有贯通所述内侧面和外侧面的通孔；内接头管焊接于所述内侧面并与所述通孔同轴设置，所述内接头管与所述盖板焊接的一端设置有钝边和坡口；内接管焊接于所述内接头管的远离所述盖板的一端；外接头管焊接于所述外侧面并与所述通孔同轴设置，所述外接头管与所述盖板焊接的一端设置有钝边和坡口；外接管焊接于所述外接头管的远离所述盖板的一端；其中，所述内接头管的内径、所述内接管的内径、所述外接头管的内径以及所述外接管的内径均与所述通孔的内径相同。

根据本发明的一实施方式，所述内接头管与所述内侧面之间的焊缝为对接和角接的组合焊缝；所述外接头管与所述外侧面之间的焊缝为对接和角接的组合焊缝。

根据本发明的一实施方式，所述内接头管的靠近所述盖板一端的外径大于其靠近所述内接管一端的外径；所述外接头管的靠近所述盖板一端的外径大于其靠近所述外接管一端的外径。

根据本发明的一实施方式，所述外接管的外径等于所述外接头管的与其靠近的一端的外径；所述内接管的外径等于所述内接头管的与其靠近的一端的外径。

根据本发明的一实施方式，所述外接管与所述外接头管之间的焊缝为对接焊缝；所述内接管与所述内接头管之间的焊缝为对接焊缝。

根据本发明的一实施方式，所述管道接入结构为低温压力容器的出液管道、放空管道、排污管道、测压管道、测温管道以及/或者泵接线管道的接入结构。

根据本发明的一个方面，提供了一种低温压力容器，该低温压力容器包括容器本体以及低温压力容器管道接入结构；容器本体具有开口部；上述所述的低温压力容器管道接入结构，设于所述开口部。

根据本发明的一个方面，提供了一种低温压力容器管道接入结构的制造方法，低温压力容器管道接入结构包括盖板、内接头管、内接管、外接头管以及外接管，所述盖板具有相对设置内侧面和外侧面，该制造方法包括步骤：

在所述盖板上开设通孔；

将所述内接头管的一端加工成具有钝边和坡口的形状；

将所述外接头管的一端加工成具有钝边和坡口的形状；

将所述内接头管的具有钝边和坡口的一端焊接于所述内侧面，并使所述内接头管与所述通孔同轴；

将所述外接头管的具有钝边和坡口的一端焊接于所述外侧面，并使所述外接头管与所述通孔同轴；

将所述内接管焊接于所述内接头管的远离所述盖板的一端；

将所述外接管焊接于所述外接头管的远离所述盖板的一端。

根据本发明的一实施方式，通过对接焊和角接焊的组合焊将所述内接头管的具有钝边和坡口的一端焊接于所述内侧面；通过对接焊和角接焊的组合焊将所述外接头管的具有钝边和坡口的一端焊接于所述外侧面。

根据本发明的一实施方式，在将所述外接头管的第一端焊接于所述外侧面之后，所述制造方法还包括：

对所述内接头管的内管面、所述通孔以及所述外接头管的内管面进行加工，使所述内接头管的内径、所述通孔的内径以及所述外接头管的内径相同。

根据本发明的一实施方式，所述制造方法还包括：

对所述内接头管与所述盖板之间的焊缝以及所述外接头管与所述盖板之间的焊缝进行逐层表面检测；

对所述内接头管与所述内接管之间的焊缝以及所述外接头管与所述外接管之间的焊缝进行射线检测。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本发明的低温压力容器管道接入结构，在盖板上设置有贯通内侧面和外侧面的通孔，在内侧面焊接有内接头管，内接头管与通孔同轴设置，在内接头管与盖板焊接的一端设置有钝边和坡口，使内接头管与盖板之间形成对接和角接的组合焊缝，使内接头管与盖板之间的焊接牢固、接头强度高、应力集中低，不易泄漏天然气；在内接头管的远离盖板的一端焊接有内接管。在外侧面焊接有外接头管，外接头管与通孔同轴设置，在外接头管与盖板焊接的一端设置有钝边和坡口，使外接头管与盖板之间形成对接和角接的组合焊缝，使外接头管与盖板之间的焊接牢固、接头强度高、应力集中低，不易泄漏天然气；在外接头管的远离盖板的一端焊接有外接管。而且内接头管的内径、内接管的内径、外接头管的内径以及外接管的内径均与所述通孔的内径相同，使整个管道内表面光滑，因而焊接后容易清理，满足了洁净要求高的天然气管道的需求。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明低温压力容器管道接入结构一实施方式的结构示意图；

图2是本发明低温压力容器管道接入结构的制造方法一实施方式的流程示意图。

图中主要元件附图标记说明如下：

1、容器本体；2、盖板；3、内接头管；4、内接管；5、外接头管；6、外接管；7、通孔；8、组合焊缝；9、对接焊缝；10、出液管道；11、排污管道；12、放空管道。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

相关技术中，可以在泵池盖的中心位置开设有上下完全贯穿的套装通孔，套装通孔内嵌装出液管，出液管可以包括出液内管和出液外管，出液内管贯穿泵池盖；套装通孔的中段为等径通孔，等径通孔的两端为带沉孔的通孔，套装通孔也可以是每处内径相同的单一直径通孔。出液外管可以为整段式和分段式，整段式出液外管贯穿盖板与等径通孔匹配且与套装通孔两端口之间以角焊缝形式连接，分段式出液外管则分别***到套装通孔的沉孔内且与沉孔的两端口之间以角焊缝形式连接。也可以将低温泵池的出液管贯穿泵池盖且在套装通孔两端口与泵池盖焊接固定为一体。还可以将低温泵池的出液管贯穿泵池盖且通过衬管与泵池盖焊接固定为一体。另外，还有将低温泵池的出液管***至通过套筒与泵池盖成为一体的泵连接法兰的通孔内，而使出液管与泵池盖焊接固为一体。

整段式管道直接贯穿泵池盖的等径通孔且在通孔两端与泵池盖焊接固为一体；分段式管道直接***或者由管道端部角焊连接的接头***至套装通孔的沉孔内与泵池盖焊接固为一体。这些管道结构的角焊焊接接头易存在未焊透缺陷，在承受外部附加偏心载荷、内压载荷、温差载荷等作用时，焊缝部位会存在很高的应力，焊接接头强度低，或者由于管道内壁和外壁具有不同的几何直径尺寸，导致管道内外壁形状不连续，光滑度和美观度都差。

本发明首先提供了一种低温压力容器管道接入结构，参照图1所示的低温压力容器管道接入结构的结构示意图。本发明的低温压力容器管道接入结构可以包括盖板2、内接头管3、内接管4、外接头管5以及外接管6；盖板2具有相对设置的内侧面和外侧面，盖板2上设置有贯通内侧面和外侧面的通孔7；内接头管3焊接于内侧面并与通孔7同轴设置，内接头管3与盖板2焊接的一端设置有钝边和坡口；内接管4焊接于内接头管3的远离盖板2的一端；外接头管5焊接于外侧面并与通孔7同轴设置，外接头管5与盖板2焊接的一端设置有钝边和坡口；外接管6焊接于外接头管5的远离盖板2的一端；其中，内接头管3的内径、内接管4的内径、外接头管5的内径以及外接管6的内径均与通孔7的内径相同。

盖板2可以为泵池盖，盖板2与泵池体配合的一面为内侧面，与内侧面相对设置的一面为外侧面，在盖板2上设置有贯通内侧面和外侧面的通孔7。在本示例实施方式中，通孔7为单一直径通孔7，即通孔7的每处内径均相同，而且通孔7是直筒状，没有弯曲的。通孔7可以设置多个，多个通孔7的直径可以相同也可以不相同，多个通孔7分别用于安装出液管道10、安全放空管道12、排污管道11、测温元件管道、测压管道和泵接线管道等等。

在盖板2的内侧面焊接有内接头管3，而且内接头管3与通孔7同轴设置。内接头管3与盖板2焊接的一端设置有钝边和坡口，使得内接头管3与内侧面之间的焊缝为对接和角接的组合焊缝8，使内接头管3与盖板2之间的焊接牢固、焊接接头强度较高、局部的应力集中较低，不留尖角口、缝隙与流体死区而且能够保证焊接接头的可检测性，不易泄漏天然气。在本示例实施方式中，内接头管3的外形设置为粗细结合状，具体为：内接头管3的靠近盖板2一端的外径大于其靠近内接管4一端的外径，即内接头管3与盖板2焊接的一端的外形较粗，容易在内接头管3上加工钝边和坡口；而且能够对盖板2上的通孔7起到更好的补强作用。内接头管3的大外径一端与小外径一端之间为光滑过渡连接，即内接头管3的大外径一端与小外径一端之间不是设置为台阶状，而是锥状的倾斜连接。当然，也可以设置为圆弧形的倒角。当然，内接头管3的外形也可以设置为整体的圆锥状。

在内接头管3的远离盖板2的一端焊接有内接管4，内接管4与内接头管3之间的焊缝为对接焊缝9，采用对接焊缝9容易保证全焊透，而且对接焊缝9的焊接接头强度较高、局部的应力集中较低，不留尖角口、缝隙与流体死区而且能够保证焊接接头的可检测性。内接管4的外径等于内接头管3的与其靠近的一端的外径，使内接头管3与内接管4焊接后形成较为光滑的外表面。

在盖板2的外侧面焊接有外接头管5，而且外接头管5与通孔7同轴设置。外接头管5与盖板2焊接的一端设置有钝边和坡口，使得外接头管5与外侧面之间的焊缝为对接和角接的组合焊缝8，使外接头管5与盖板2之间的焊接牢固、焊接接头强度较高、局部的应力集中较低，不留尖角口、缝隙与流体死区而且能够保证焊接接头的可检测性，不易泄漏天然气。在本示例实施方式中，外接头管5的外形设置为粗细结合状，具体为：外接头管5的靠近盖板2一端的外径大于其靠近外接管6一端的外径，即外接头管5与盖板2焊接的一端的外形较粗，容易在外接头管5上加工钝边和坡口；而且能够对盖板2上的通孔7起到更好的补强作用。外接头管5的大外径一端与小外径一端之间为光滑过渡连接，即外接头管5的大外径一端与小外径一端之间不是设置为台阶状，而是锥状的倾斜连接。当然，也可以设置为圆弧形的倒角。当然，外接头管5的外形也可以设置为整体的圆锥状。

在外接头管5的远离盖板2的一端焊接有外接管6，外接管6与外接头管5之间的焊缝为对接焊缝9，采用对接焊缝9容易保证全焊透，而且对接焊缝9的焊接接头强度较高、局部的应力集中较低，不留尖角口、缝隙与流体死区而且能够保证焊接接头的可检测性。外接管6的外径等于外接头管5的与其靠近的一端的外径，使外接头管5与外接管6焊接后形成较为光滑的外表面。

内接头管3的内径、内接管4的内径、外接头管5的内径以及外接管6的内径均与通孔7的内径相同。在本示例实施方式中，在焊接前内接头管3的内径、外接头管5的内径与通孔7的内径基本相同，但均留有一定的加工余地；在将内接头管3以及外接头管5焊接于盖板2之后，再将内接头管3、外接头管5以及通孔7进行统一加工，形成相同的内径。

上述内接头管3、内接管4、外接头管5以及外接管6形成的管道为低温压力容器的出液管道10。当然，上述内接头管3、内接管4、外接头管5以及外接管6形成的管道可以为低温压力容器的放空管道12、排污管道11、测压管道、测温管道以及/或者泵接线管道。在设置有多个管道的情况下，在盖板2上设置多个通孔7配合即可。

进一步，本发明还提供了一种低温压力容器，该低温压力容器可以包括容器本体1，容器本体1具有开口部；在开口部设有上述低温压力容器管道接入结构。上面已经对低温压力容器管道接入结构进行了详细说明，此处不再赘述。

参照图2所示的低温压力容器管道接入结构的制造方法的流程示意图。本发明还提供了一种低温压力容器管道接入结构的制造方法，低温压力容器管道接入结构可以包括盖板2、内接头管3、内接管4、外接头管5以及外接管6，所述盖板2具有相对设置内侧面和外侧面，该制造方法可以包括以下步骤：

步骤S10，在所述盖板2上开设通孔7。

步骤S20，将所述内接头管3的一端加工成具有钝边和坡口的形状。

步骤S30，将所述外接头管5的一端加工成具有钝边和坡口的形状。

步骤S40，将所述内接头管3的具有钝边和坡口的一端焊接于所述内侧面，并使所述内接头管3与所述通孔7同轴。内接头管3的端面安放在盖板2的侧面上。

步骤S50，将所述外接头管5的具有钝边和坡口的一端焊接于所述外侧面，并使所述外接头管5与所述通孔7同轴。外接头管5的端面安放在盖板2的侧面上。

步骤S60，将所述内接管4焊接于所述内接头管3的远离所述盖板2的一端。

步骤S70，将所述外接管6焊接于所述外接头管5的远离所述盖板2的一端。

下面将对上述制造方法进行详细说明。

步骤S10，在所述盖板2上开设通孔7。

通孔7贯通盖板2的内侧面和外侧面。通孔7为单一直径通孔7，即通孔7的每处内径均相同，而且通孔7是直筒状，没有弯曲的。通孔7可以设置多个，多个通孔7的直径可以相同也可以不相同，多个通孔7分别用于安装出液管道10、安全放空管道12、排污管道11、测温元件管道、测压管道和泵接线管道等等。此时加工的通孔7的内径小于要求的内径，留有一定的加工余地。

步骤S20，将所述内接头管3的一端加工成具有钝边和坡口的形状。

步骤S30，将所述外接头管5的一端加工成具有钝边和坡口的形状。

此时选择的内接头管3以及外接头管5的内径均小于要求的内径，留有一定的加工余地。

坡口是指焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。坡口是主要为了焊接工件，保证焊接度，普通情况下用机加工方法加工出的型面，要求不高时也可以气割。钝边是焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边的尺寸要保证第一层焊缝能焊透。通常情况下，钢结构焊接，全熔透要求坡口留2mm钝边，部分熔透坡口留1/3tmm钝边(t为板厚)。根据需要，有X型坡口，V型坡口，Y型坡口，U型坡口等。

在本示例实施方式中，

步骤S40，将所述内接头管3的具有钝边和坡口的一端焊接于所述内侧面，并使所述内接头管3与所述通孔7同轴。

在本示例实施方式中，在焊接时，通过工装使内接头管3与盖板2保持垂直，然后通过对接焊和角接焊的组合焊将内接头管3的具有钝边和坡口的一端焊接于盖板2的内侧面。而且在焊接过程中对焊缝进行逐层表面检测。步骤S50，将所述外接头管5的具有钝边和坡口的一端焊接于所述外侧面，并使所述外接头管5与所述通孔7同轴。

在本示例实施方式中，在焊接时，通过工装使外接头管5与盖板2保持垂直，然后通过对接焊和角接焊的组合焊将外接头管5的具有钝边和坡口的一端焊接于盖板2的外侧面。而且在焊接过程中对焊缝进行逐层表面检测。

在将外接头管5与内接头管3均焊接至盖板2后，对内接头管3的内管面、通孔7以及外接头管5的内管面进行加工，使内接头管3的内径、通孔7的内径以及外接头管5的内径相同，且内表面光滑、容易清理、满足洁净要求高的天然气管道的需求。

步骤S60，将所述内接管4焊接于所述内接头管3的远离所述盖板2的一端。

在本示例实施方式中，选择的内接管4的内径与内接头管3的内径相同，内接管4的外径与内接头管3的远离盖板2的一端的外径相同；在焊接时，通过工装使内接管4与内接头管3之间留有预设间隙，能够为内接管4与内接头管3之间焊透提供前提条件；通过对接焊和角接焊焊接内接头管3与内接管4，在焊接过程中对焊缝进行射线检测。

步骤S70，将所述外接管6焊接于所述外接头管5的远离所述盖板2的一端。

在本示例实施方式中，选择的外接管6的内径与外接头管5的内径相同，外接管6的外径与外接头管5的远离盖板2的一端的外径相同；在焊接时，通过工装使外接管6与外接头管5之间留有预设间隙，能够为外接管6与外接头管5之间焊透提供前提条件；通过对接焊和角接焊焊接外接头管5与外接管6，在焊接过程中对焊缝进行射线检测。

逐层表面检测和射线检测分别保证了外接头管5以及内接头管3与盖板之间、内接管4与内接头管3之间以及外接管6与外接头管5之间的焊接接头均具有良好的焊接质量和较高的强度，受力状况得到明显改善，避免了因应力集中而产生裂纹。

当然，出液管道10、放空管道12、排污管道11、测压管道、测温管道以及/或者泵接线管道都可以通过上述方法进行制造。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本说明书中使用“约”“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。在此给定的数量为大约的数量，意即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”“大约”“大致”“大概”的含义。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。