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1、(10)申请公布号 CN 103938215 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103938215 A (21)申请号 201410105528.5 (22)申请日 2014.03.20 C23F 13/10(2006.01) B23K 1/00(2006.01) B23K 1/20(2006.01) (71)申请人 中国海洋石油总公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街 25 号 申请人 海洋石油工程股份有限公司 (72)发明人 鲁振兴 刘永贞 王志业 王旭东 孙有辉 梁杰 邢厚宽 曹军 马亚光 田顺啟 艾荣 (74)专利代理机构 天津三元专利商标代理有限 责任公。
2、司 12203 代理人 高凤荣 (54) 发明名称 手镯式阳极的安装工艺 (57) 摘要 一种手镯式阳极的安装工艺， 采用以下安装 步骤 ： 一， 确定手镯式阳极的安装位置， 并做好标 记 ； 二， 剥除管体上钎焊窗口部位的外涂层 ： 三， 钎焊固定铜焊钉 ： 四， 对钎焊窗口进行外涂层修 复 ： 五， 对手镯式阳极进行装配和固定 ： 六， 将上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯附带的螺栓螺母 对连接 ： 七， 连接导线和预安装的带螺纹的铜焊 钉及配套的螺母， 实现手镯式阳极和海管的电连 接 ； 八， 对手镯式阳极进行外观检查， 以确保安装 过程中， 手镯式阳极没有出现裂纹和其他破坏。 本 发明。
3、解决了安装过程中对海底管线管体涂层破坏 的问题， 使钎焊窗口部位能够得到快速可靠修复 ； 而且， 有效地克服了阳极通过托管架滚轮时刮擦 脱落的风险 ； 同时， 使安装过程更加方便、 高效。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103938215 A CN 103938215 A 1/1 页 2 1. 一种手镯式阳极的安装工艺， 其特征在于 ： 采用以下安装步骤 ： 第一步， 确定手镯式阳极的安装位置， 并做好标记 ； 第二步， 剥除管。
4、体上钎焊窗口部位的外涂层 ： 第三步， 钎焊固定铜焊钉 ： 第四步， 对钎焊窗口进行外涂层的修复 ： 第五步， 对手镯式阳极进行装配和固定 ： 第六步， 将上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯附带的螺栓螺母对连接 ： 第七步， 连接导线和预安装的带螺纹的铜焊钉及配套的螺母， 实现手镯式阳极和海管 的电连接 ； 第八步， 立即对手镯式阳极进行外观检查， 以确保安装过程中， 手镯式阳极没有出现裂 纹和其他破坏。 2. 根据权利要求 1 所述的手镯式阳极的安装工艺， 其特征在于 ： 所述第二步中， 剥除的 外涂层 ： 一般不超过 40mm80mm。 3. 根据权利要求 1 所述的手镯式阳极的安装工艺，。
5、 其特征在于 ： 所述第三步， 钎焊固定 铜焊钉的具体步骤是 ： 将连接导线用的带螺纹的铜焊钉预先钎焊固定到已除去外涂层的海底管线的管体 钎焊窗口上 ； 检查铜焊钉与海底管线之间的导电率， 电阻不应超过 0.1， 再进行 1kg 锤击测试检 查铜钎焊的强度 ； 用尼龙模具保护好铜焊钉的裸露部分， 避免后续施工中， 涂料污染螺柱内壁的螺纹 面， 同时， 防止电火花漏点检测时螺柱放电。 4. 根据权利要求 1 所述的手镯式阳极的安装工艺， 其特征在于 ： 所述第四步中， 对外 涂层修复的具体方式是 ： 使用快干型双组分无溶剂涂料修补剥除了管体涂层的钎焊窗口区 域。 5. 根据权利要求 1 所述的手。
6、镯式阳极的安装工艺， 其特征在于 ： 所述第五步中， 手镯式 阳极装配和固定的具体方式是 ： 在铺管船作业线上指定站点， 将由上、 下两个相对的阳极半 瓦及阳极芯构成的手镯式阳极成对装配到海底管线管体上已标记的位置 ； 并在手镯式阳极 和海底管线的管体外涂层间添加防滑橡胶片 ； 然后， 将手镯式阳极的两块阳极半瓦紧紧捆 扎固定到海底管线的管体外涂层表面。 6. 根据权利要求 1 或 5 所述的手镯式阳极的安装工艺， 其特征在于 ： 所述上、 下两个相 对的阳极半瓦及阳极芯两端采用焊接方式各安装有一加强扁钢。 权 利 要 求 书 CN 103938215 A 2 1/4 页 3 手镯式阳极的安装。
7、工艺 技术领域 0001 本发明涉及阳极的安装工艺， 尤其涉及一种用于深水海底管线的手镯式阳极的安 装工艺， 属于海洋石油工程领域。 背景技术 0002 牺牲阳极阴极保护是海底管线防腐蚀的重要手段之一， 而安装在海管上的手镯式 阳极， 可以对海底管线提供持久有效的保护。 手镯式阳极一般是随着海底管线的铺设， 在铺 管船作业线内安装， 传统的海管手镯式阳极安装有两种工艺 : 一种是 ： 将成对的阳极半瓦 通过沿海底管线轴线伸出的阳极芯扁钢直接与海底管线的管体通过手工电弧焊焊接角焊 缝的形式连接。由于此种安装工艺， 首先需要剥除多处海底管线的涂层， 后续修补工作量 大 ； 其次阳极芯扁钢与海底管线。
8、直接采用手工电弧焊焊接， 容易对海底管线的母材造成损 伤 ； 另外， 未提前考虑阳极经过托管架滚轮时的受力情况， 当阳极所受摩擦阻力大于角焊缝 强度时， 阳极容易脱落。 另一种工艺是 ： 利用倒链将成对的阳极半瓦在海管表面捆紧， 然后， 将沿海底管线环向伸出的阳极芯扁钢通过手工电弧焊焊接角焊缝的形式固定， 阳极与海底 管线通过铝热焊安装的导线实现电连接。由于此种工艺， 同样未考虑到阳极经过托管架滚 轮时的受力情况， 且倒链捆扎时， 阳极半瓦在海底管线表面难以足够抱紧， 因而， 在海底管 线铺设过程中， 阳极很容易受托管架滚轮等外物刮擦而滑脱， 导致阳极失效。 0003 随着海洋石油开发向深水迈。
9、进， 深水海底管线铺设对手镯式阳极安装的质量和效 率提出了更高的要求 ： 要求在安装手镯式阳极时， 应尽量减少对海底管线的管体涂层的破 环， 尽量避免阳极脱落失效的风险 ； 同时， 尽量缩短作业时间。 因此， 上述两种安装工艺均不 满足深水海底管线铺设中， 对手镯式阳极安装的要求， 有必要对手镯式阳极安装的工艺进 行改进。 发明内容 0004 本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点， 而提供一种改进的 手镯 式阳极的安装工艺， 其通过螺栓实现了阳极与海底管线母材之间的非熔化连接， 不仅解决 了安装过程中对海底管线管体涂层破坏的问题， 使钎焊窗口部位能够得到快速可靠修复 ； 而且， 由于。
10、螺栓扭矩通过模拟计算阳极所受极限应力情况确定， 有效地克服了阳极通过托 管架滚轮时刮擦脱落的风险 ； 同时， 使安装过程更加方便、 高效。 0005 本发明的目的是由以下技术方案实现的 ： 0006 一种手镯式阳极的安装工艺， 其特征在于 ： 采用以下安装步骤 ： 0007 第一步， 确定手镯式阳极的安装位置， 并做好标记 ； 0008 第二步， 剥除管体上钎焊窗口部位的外涂层 ： 0009 第三步， 钎焊固定铜焊钉 ： 0010 第四步， 对钎焊窗口进行外涂层的修复 ： 0011 第五步， 对手镯式阳极进行装配和固定 ： 说 明 书 CN 103938215 A 3 2/4 页 4 0012。
11、 第六步， 将上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯附带的螺栓螺母对连接 ： 0013 第七步， 连接导线和预安装的带螺纹的铜焊钉及配套的螺母， 实现手镯式阳极和 海管的电连接 ； 0014 第八步， 立即对手镯式阳极进行外观检查， 以确保安装过程中， 手镯式阳极没有出 现裂纹和其他破坏。 0015 所述第二步中， 剥除的外涂层 ： 一般不超过 40mm80mm。 0016 所述第三步， 钎焊固定铜焊钉的具体步骤是 ： 0017 将连接导线用的带螺纹的铜焊钉预先钎焊固定到已除去外涂层的海底管线的 管体钎焊窗口上 ； 0018 检查铜焊钉与海底管线之间的导电率， 电阻不应超过 0.1， 再进行 1k。
12、g 锤击测 试检查铜钎焊的强度 ； 0019 用尼龙模具保护好铜焊钉的裸露部分， 避免后续施工中， 涂料污染螺柱内壁的 螺纹面， 同时， 防止电火花漏点检测时螺柱放电。 0020 所述第四步中， 对外涂层修复的具体方式是 ： 使用快干型双组分无溶剂涂料修补 剥除了管体涂层的钎焊窗口区域。 0021 所述第五步中， 手镯式阳极装配和固定的具体方式是 ： 在铺管船作业线上指定站 点， 将由上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯构成的手镯式阳极成对装配到海底管线管体 上已标记的位置 ； 并在手镯式阳极和海底管线的管体 外涂层间添加防滑橡胶片 ； 然后， 将 手镯式阳极的两块阳极半瓦紧紧捆扎固定到海底管线。
13、的管体外涂层表面。 0022 所述上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯两端采用焊接方式各安装有一加强扁 钢。 0023 本发明的有益效果是 ： 0024 （1） 本发明由于采用铜钎焊方式实现了阳极的与海底管线之间的快速电连接， 工 艺简单， 操作方便 ； 0025 （2） 本发明由于通过螺栓实现了阳极与海底管线母材之间的非熔化焊连接， 海底 管线涂层破坏面积小 ； 并采用快干型无溶剂涂料修补快捷方便， 涂料能够在 5 分钟内快速 干燥， 满足了阳极安装后， 海底管线快速下水的需要。 0026 （3） 本发明由于通过螺栓实现了阳极与海底管线母材之间的非熔化焊连接， 避免 了损伤海底管线母材的熔化焊。
14、接工作， 施工简便高效 ； 螺栓扭矩确定过程中已考虑到阳极 极限受力情况， 避免了阳极通过托管架滚轮时脱落失效的风险， 安全可靠。 0027 （4） 在保证质量的前提下， 能够有效地提高施工效率， 满足深水海管手镯式阳极安 装的技术要求。 附图说明 0028 图 1 为本发明安装示意图。 0029 图 2 为图 1 中的 A-A 剖面示意图。 0030 图 3 为图 1 中加强扁钢及螺栓螺母对示意图。 0031 图 4 为图 1 中带螺纹的铜焊钉及导线连接示意图。 0032 图 5 为图 1 中带螺纹的端子导线安装示意图。 说 明 书 CN 103938215 A 4 3/4 页 5 0033。
15、 图中主要标号说明 ： 0034 1. 管体、 2. 外涂层、 3. 手镯式阳极、 4. 阳极芯、 5. 螺栓螺母对、 6. 加强扁钢、 7. 铜 焊钉部位、 8. 导线、 9. 防滑橡胶片、 10. 铜焊钉、 11. 螺母、 12. 螺纹端子。 具体实施方式 0035 本发明对手镯式阳极 3 采用以下安装步骤 ： 0036 第一步， 如图 1 所示， 确定手镯式阳极 3 的安装位置 ： 0037 根据设计要求， 确定手镯式阳极 3 在海底管线管体 1 上的安装位置， 并做 好标 记 ； 0038 第二步， 剥除管体 1 上钎焊窗口部位的外涂层 2 ： 0039 手镯式阳极 3 安装位置确定后。
16、， 剥除将要进行钎焊铜焊钉部位 7 处管体 1 的外涂 层 2， 即 ： 管体 1 的钎焊窗口的外涂层 2， 一般不超过 40mm80mm， 并使用针枪、 纸砂轮片等 工具将钎焊窗口打磨干净 ； 在对钎焊窗口部位的外涂层 2 进行剥除时， 应使用一个样板， 以 保证外涂层 2 剥除的位置正确， 尺寸合适。 0040 第三步， 钎焊固定铜焊钉 10 ： 0041 具体步骤如下 ： 0042 将连接导线 8 用的带螺纹的铜焊钉 10 预先钎焊固定到已除去外涂层 2 的海底 管线的管体 1 钎焊窗口上 ； 0043 检查铜焊钉10与海底管线之间的导电率， 电阻不应超过0.1， 再进行1kg锤击 测试。
17、检查铜钎焊的强度 ； 0044 随后， 用尼龙模具保护好铜焊钉 10 的裸露部分， 避免后续施工中， 涂料污染螺 柱内壁的螺纹面， 同时， 防止电火花漏点检测时螺柱放电。 0045 第四步， 对钎焊窗口进行外涂层 2 的修复 ： 0046 使用快干型双组分无溶剂涂料修补剥除了管体 1 涂层的钎焊窗口区域。修补前， 先使用热风枪预热待修补区域， 以便涂料填充后快速干燥。 涂料干燥后， 再对修补的外涂层 2 厚度及电火花漏点检测。 0047 第五步， 手镯式阳极 3 的装配和固定 ： 0048 在铺管船作业线上指定站点， 将由上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯 4 构成的 手镯式阳极 3 成对装配。
18、到海底管线管体 1 上已标记的位置， 装配时， 并在手镯式阳极 3 和海 底管线的管体 1 外涂层 2 间添加防滑橡胶片 9， 然后， 用倒链或其他类似的棘轮捆扎工具将 手镯式阳极 3 的两块阳极半瓦紧紧捆扎固定到海底管线的管体 1 外涂层 2 表面。 0049 第六步， 将上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯 4 附带的螺栓螺母对 5 连接 ： 并使 用经校准的扭矩扳手将上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯 4 附带的螺栓螺栓螺母对 5 拧 至通过阳极下水过程极限受力分析所确定的扭矩， 使两块阳极半瓦在海管涂层表面足够抱 紧， 达到紧固、 防滑脱的技术要求。 0050 第七步， 连接导线 8 和。
19、预安装的带螺纹的铜焊钉 10 及配套的螺母 11 ： 将 手镯式 阳极 3 上附带的导线通过其末端的螺纹端子 12 旋进带螺纹的铜焊钉 10 中， 然后， 拧与紧铜 焊 10 钉配套的螺母 11， 实现手镯式阳极 3 和海管的电连接。 0051 第八步， 外观检验 ： 手镯式阳极 3 机械连接和电连接完成后， 立即对手镯式阳极 3 说 明 书 CN 103938215 A 5 4/4 页 6 进行外观检查， 以确保安装过程中， 手镯式阳极 3 没有出现裂纹和其他破坏。 0052 上述上、 下两个相对的阳极半瓦及阳极芯 4 两端采用焊接方式各安装有一加强扁 钢 6。 0053 本发明中使用铜钎焊焊机及耗材、 快干型双组份涂料为根据技术要求选用的市售 产品。 0054 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于 本发明技术方案的范围内。 说 明 书 CN 103938215 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103938215 A 7 2/3 页 8 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103938215 A 8 3/3 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103938215 A 9 。