基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備的製作方法
2023-10-17 23:31:49 1
基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，主要針對海洋工程中的海底管道及水下結構物的犧牲陽極的更換及維修。基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接過程可由潛水員或潛水機器人（ROV）完成作業。摩擦焊屬於固相連接，其焊接過程受環境壓力影響相對較小。另外，在水深較深，普通潛水方法無法到達的情況下，採用ROV作業可以在幾百米到上千米的水深進行焊接。本設備作業成本相對較低、操作簡單，可獲得質量良好的焊接接頭。
【專利說明】基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水下焊接方法，特別是涉及一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法與設備。
【背景技術】
[0002]隨著我國海洋石油工業的發展，一些海洋管道及水下結構物的使用年限已經較長，需要對其安裝的犧牲陽極進行更換或安裝，由於無法將管道或結構物移至岸上或無水條件下進行焊接，並且隨著我國水下結構物水深的增加，普通水下焊接方法存在一定困難，因此本專利提出一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法及設備，主要針對海洋石油工業中的海底管道及水下結構物的犧牲陽極的更換及維修。該設備可由潛水員潛水操作，也可由潛水機器人(ROV)攜帶作業。摩擦焊屬於固相連接，焊接接頭質量相對於弧焊方法的焊接接頭受有水環境及環境壓力影響較小。另外，在水深較深，普通潛水方法無法到達的情況下，採用ROV作業可以在幾百米到幾千米的水深進行焊接。該方法結構簡單、使用方便、性能可靠，可實現水下犧牲陽極的安裝及更換，具有較好的實用化與市場應用前景。
【發明內容】
[0003]根據【背景技術】所述，本實用新型的目的在於提供一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，該設備可由潛水員或ROV進行水下作業，對水下結構物或海底管道的犧牲陽極進行更換或安裝。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0005]一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，主要由定位鎖緊磁鐵(I)、機架
(2)、水下液壓熱插模塊(3)、焊接主軸(4)、陽極組件鎖緊機構(5)和陽極組件定位機構(6)組成，其中:犧牲陽極組件(7 )通過陽極組件鎖緊機構(5 )和陽極組件定位機構(6 )置於焊接設備上，機架(2)上設置吊耳，定位鎖緊磁鐵(I)通過水下液壓熱插模塊(3)連接液壓動力管線，通過焊接主軸(4)進行焊接作業，陽極組件鎖緊機構(5)固定或釋放犧牲陽極組件(7)。
[0006]由於採用了上述技術方案，本實用新型具有如下優點和效果:
[0007](I)該設備以液壓作為動力，採用帶有動密封的複合式摩擦焊接主軸頭，可由潛水員或ROV操作完全在水下進行作業；
[0008](2)採用水下摩擦螺柱焊技術進行犧牲陽極的焊接，焊接接頭的質量受水下壓力環境影響較小，且焊接前無需對管道防腐層、配重層等進行處理，且焊後對其損傷也相對較小，並能獲得較好質量的焊接接頭；
[0009](3)作業過程中利用磁鐵吸附在待焊工件上，焊接完成後能夠實現設備與工件的快速分離，操作方便快捷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖la、圖1b為常用犧牲陽極組件的結構形式簡圖；
[0011]圖2為摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備的結構示意圖；
[0012]圖中:1-定位鎖緊磁鐵，2-機架，3-水下液壓熱插模塊，4-焊接主軸，5-陽極組件鎖緊機構，6-陽極組件定位機構，7-犧牲陽極組件。
【具體實施方式】
[0013]按照圖2所示，一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，主要由定位鎖緊磁鐵1、機架2、水下液壓熱插模塊3、焊接主軸4、陽極組件鎖緊機構5和陽極組件定位機構6組成，焊接開始前將犧牲陽極組件7通過陽極組件鎖緊機構5和陽極組件定位機構6準確安裝置焊接設備上。起重設備通過機架2上的吊耳將焊接設備下放置待焊水下結構物的相應位置後，由潛水員或潛水機器人(ROV)將定位鎖緊磁鐵I的鎖緊扳手撥置鎖緊狀態，以完成犧牲陽極組件7焊接裝置的定位與固定。在確保磁鐵吸附牢固後，將液壓動力管線通過水下液壓熱插模塊3連接後即可通過焊接主軸4進行焊接作業。待作業完成後，由潛水員或潛水機器人(ROV)對陽極組件鎖緊機構5進行操作以釋放犧牲陽極組件7。
[0014]上述的設備以液壓作為動力，採用帶有動密封結構的複合式摩擦焊接主軸頭，可由潛水員或ROV操作完全在水下進行作業。作業過程中利用磁鐵吸附在待焊工件上，焊接完成後能夠實現設備與工件的快速分離。作為設備動力源的液壓泵站可採用陸上常用的普通液壓泵站，放置在船上、陸上或設備機架(2)上。採用ROV作業時，設備的液壓系統可採用ROV本身的液壓泵提供高壓油液。焊接主軸(4)與液壓泵站之間可通過水下液壓熱插模塊(3)進行快速連接與分離。
【權利要求】
1.一種基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，主要由定位鎖緊磁鐵(I)、機架(2)、水下液壓熱插模塊(3)、焊接主軸(4)、陽極組件鎖緊機構(5)和陽極組件定位機構(6)組成，其特徵在於:犧牲陽極組件(7)通過陽極組件鎖緊機構(5)和陽極組件定位機構(6)置於焊接設備上，機架(2)上設置吊耳，定位鎖緊磁鐵(I)通過水下液壓熱插模塊(3)連接液壓動力管線，通過焊接主軸(4)進行焊接作業，陽極組件鎖緊機構(5)固定或釋放犧牲陽極組件(7)。
2.根據權利要求1所述的基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，其特徵在於:所述的設備以液壓作為動力，採用帶有動密封結構的複合式摩擦焊接主軸頭，可由潛水員或ROV操作完全在水下進行作業。
3.根據權利要求1所述的基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，其特徵是:作業過程中利用磁鐵吸附在待焊工件上，焊接完成後能夠實現設備與工件的快速分離。
4.根據權利要求1所述的基於摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設備，其特徵是:作為設備動力源的液壓泵站可採用陸上常用的普通液壓泵站，放置在船上、陸上或設備機架(2)上；採用ROV作業時，設備的液壓系統可採用ROV本身的液壓泵提供高壓油液；焊接主軸(4)與液壓泵站之間可通過水下液壓熱插模塊(3)進行快速連接與分離。
【文檔編號】B23K20/12GK204171533SQ201420554553
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】高輝, 焦向東, 周燦豐 申請人:北京石油化工學院