水下管道乾式焊接工作艙的製作方法

2024-04-07 00:08:05 3

專利名稱：水下管道乾式焊接工作艙的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊接工作艙，尤其是能對水下管道實現水下無人參與的水下 管道乾式焊接工作艙。
背景技術：
隨著海洋工程的發展，對水下焊接技術的研究越來越受到國內外科研工作者的重 視。目前水下焊接重要結構一般分為兩種方式幹法焊接和溼法焊接。所謂幹法焊接，就是 在待焊部位建造一個密封艙，將裡面的水用氣體排開，讓焊工和電弧均處在「幹」的環境下。 幹法焊縫的質量高，但目前的常用結構比較複雜，造價較高，並且一般需要潛水員或焊工的 參與，將水下送絲箱等焊接設備送至水下，準備工作較為繁瑣，限制了深水焊接的進行。所 謂溼法焊接，就是使用電焊條直接在水中施焊，電弧在水下環境中燃燒。溼法焊接雖然較幹 法焊接設備簡單，操作方便，但電弧不穩定，焊縫成型不好，焊接接頭的性能較差，因此溼法 焊接不能用於水下重要結構的焊接。
發明內容根據背景技術所述，本實用新型的目的在於克服目前幹法焊接和溼法焊接的不 足，提供一種水下管道乾式焊接工作艙，這種工作艙主要由上下艙體、推拉汽缸左右導杆以 及艙體上的功能孔組成，在整個焊接工作艙入水及出水過程中始終向艙內通入高壓氣體， 以保證焊接小車及焊接設備處在「幹」的環境下，工作艙騎跨在待焊管道並抱緊管道後，通 過艙體上單向閥的作用高壓氣體將艙內的水排出艙外，焊接小車即可沿軌道開出進行水下 無人參與的自動乾式焊接。為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的一種水下管道乾式焊接工作艙，主要由上艙體、下艙體、艙體功能孔、外汽缸、左導 杆、右導杆和基座組成，其中上艙體和下艙體分別為半圓柱形殼體，其端部分別設置有半 圓形通管孔，二者重疊組成一完整地兩端具有通管孔的圓柱形殼體；外汽缸上端的作動杆 與固聯於上艙體的汽缸座相連接，其下端與基座固聯，在外汽缸的左右兩側分別設置導杆 和導杆，並分別套裝在導杆套和導杆套內，導杆套和導杆套又分別與固聯在下艙體上的導 杆套基座和導杆套基座相連接，左導杆和右導杆的外緣安裝有第一加強板和第二加強板， 第一加強板和第二加強板通過其底面的背板與固聯在上艙體上的第一加強板基座和第二 加強板基座相連接，上艙體和下艙體成為一完整自如啟閉的結構整體；焊接小車軌道通過 多個固定塊與上艙體內表面固聯，焊接小車背負安裝有送絲機，在上艙體和下艙體上設置 一系列功能孔。另外，為了保證整個乾式焊接工作艙的密封效果，在上艙體與下艙體結合的表面 上嵌有密封條，並且在艙體內所有可能接觸水的部位都安裝有密封條，以加強密封效果。若焊接小車和控制設備不防水，則焊接小車和控制設備最初位於上艙體的最上 端，入水前在艙體內通入高壓氣體形成氣體保護膜，使設備處在無水環境中；若焊接小車和控制設備防水，則可以放入艙中直接進行焊接。由於採用上述技術方案，本實用新型具有以下優點和效果1、本實用新型結構簡單，成本較低，易於推廣；2、本實用新型可在水下無人條件下實現海底乾式管道焊接；3、本實用新型因將送絲機背負在焊接小車上，因此毋須另外由潛水員將送絲機送 至水下待焊結構處；4、本實用新型不僅能夠在高壓氣體的作用下實現水下管道乾式高壓焊接，而且在 焊接開始前，也可將工作艙內的高壓氣體通過單向閥洩為常壓，這樣就可使這種工作艙既 可完成完成水下高壓焊接亦可完成水下常壓焊接。

圖1為本實用新型結構總體立體示意圖圖2為本實用新型下水後騎跨管道時結構示意圖圖3為本實用新型下水後到抱緊管道時結構示意圖圖4為本實用新型上艙體內結構示意圖
具體實施方式
由圖1至圖4示出，一種水下管道乾式焊接工作艙，主要由上艙體1、下艙體2、艙 體功能孔3、外汽缸9、左導杆5、右導杆14和基座10組成，其中上艙體1和下艙體2分別 為半圓柱形殼體，其端部分別設置有半圓形通管孔19，二者重疊組成一完整地兩端具有通 管孔19的圓柱形殼體；外汽缸9上端的作動杆20與固聯於上艙體1的汽缸座16相連接， 其下端與基座10固聯，在外汽缸9的左右兩側分別設置導杆5和導杆14，並分別套裝在導 杆套6和導杆套13內，導杆套6和導杆套13又分別與固聯在下艙體2上的導杆套基座8 和導杆套基座12相連接，左導杆5和右導杆14的外緣安裝有第一加強板7和第二加強板 11，第一加強板7和第二加強板11通過其底面的背板與固聯在上艙體1上的第一加強板基 座4和第二加強板基座15相連接，上艙體1和下艙體2成為一完整自如啟閉的結構整體； 焊接小車軌道17通過多個固定塊21與上艙體1內表面固聯，焊接小車18背負安裝有送絲 機，在上艙體1和下艙體2上設置一系列功能孔3。另外，為了保證整個乾式焊接工作艙的密封效果，在上艙體1與下艙體2結合的表 面上嵌有密封條22，並且在艙體內所有可能接觸水的部位都安裝有密封條，以加強密封效若焊接小車18和控制設備不防水，則焊接小車18和控制設備最初位於上艙體1 的最上端，入水前在艙體內通入高壓氣體形成氣體保護膜，使設備處在無水環境中；若焊接 小車18和控制設備防水，則可以放入艙中直接進行焊接。具體實施過程如下當水下管道乾式焊接工作艙未入水之前，外汽缸9收回，使上 艙體1與下艙體2閉合，然後保持上艙體1在上，下艙體2在下的姿態放入水中，工作艙邊 下降邊通過艙體功能孔3中的氣孔向工作艙內注入高壓氣體，使工作艙內的氣體壓力大於 工作艙外部的水壓，這樣就保證了在上艙體1最頂點的焊接小車18以及背負在焊接小車之 上的小型送絲機、安裝在小車上的小型焊槍在艙內高壓氣體的保護下始終保持在不接觸水的環境中，即「幹」的環境中。在到達水下待焊接管道23時，外汽缸9伸長，將上艙體1託 起，當上下艙體1、2接觸面之間的距離大於待焊管道19的直徑時，艙體整體移動，使艙體整 體跨騎在管道19上，然後外汽缸9縮回，使艙體抱緊管道9。此時通過艙體上單向閥的作用 高壓氣體將艙內的水排出艙外，當艙內的溼度傳感器檢測到艙內的溼度滿足焊接條件後， 焊接小車18即可沿焊接軌道17開出並對管道23進行乾式焊接。焊接進行過程中可通過 各種艙體功能孔3對焊接過程進行控制和監測。待焊接完成後，焊接小車18回到上艙體1 的最頂點位置，然後外汽缸9伸長，將艙體託起，當上下艙體1、2接觸面之間的距離大於待 焊管道23的直徑時，艙體整體移動，使工作艙和待焊管道完全脫離，然後利用吊裝設備將 工作艙拖出水面，整個焊接過程完成。在整個工作艙入水和出水的過程中始終通入高壓氣 體，以保證焊接小車及焊接設備處在「幹」的環境下。 另知，在焊接開始前，也可將工作艙內的高壓氣體通過單向閥洩為常壓，這樣就可 使這種工作艙既可完成完成水下高壓焊接亦可完成水下常壓焊接，提高焊接質量。
權利要求一種水下管道乾式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、艙體功能孔(3)、外汽缸(9)、左導杆(5)、右導杆(14)和基座(10)組成，其特徵在於上艙體(1)和下艙體(2)分別為半圓柱形殼體，其端部分別設置有半圓形通管孔(19)，二者重疊組成一完整地兩端具有通管孔(19)的圓柱形殼體；外汽缸(9)上端的作動杆(20)與固聯於上艙體(1)的汽缸座(16)相連接，其下端與基座(10)固聯，在外汽缸(9)的左右兩側分別設置導杆(5)和導杆(14)，並分別套裝在導杆套(6)和導杆套(13)內，導杆套(6)和導杆套(13)又分別與固聯在下艙體(2)上的導杆套基座(8)和導杆套基座(12)相連接，左導杆(5)和右導杆(14)的外緣安裝有第一加強板(7)和第二加強板(11)，第一加強板(7)和第二加強板(11)通過其底面的背板與固聯在上艙體(1)上的第一加強板基座(4)和第二加強板基座(15)相連接，上艙體(1)和下艙體(2)成為一完整自如啟閉的結構整體；焊接小車軌道(17)通過多個固定塊(21)與上艙體(1)內表面固聯，焊接小車(18)背負安裝有送絲機，在上艙體(1)和下艙體(2)上設置一系列功能孔(3)。
2.根據權利要求1所述的水下管道乾式焊接工作艙，其特徵在於上艙體(1)與下艙 體(2)結合的邊緣表面上嵌設密封條(22)。
專利摘要一種水下管道乾式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、艙體功能孔(3)、外汽缸(9)、左導杆(5)、右導杆(14)和基座(10)組成，其中，上艙體(1)和下艙體(2)分別為半圓柱形殼體，與上下艙體(1)、(2)連接的有導杆(5)，(6)導向系統和帶有可升降作動杆(20)的外汽缸(9)，當其工作時可完整的使上下艙體(1)、(2)開啟和重疊成為一密閉的完整的殼體，當水下艙體騎跨在待焊管道(23)上並抱緊管道後，向艙內注入高壓空氣將艙內的水排出，焊接小車即可沿軌道開出進行水下無人參與的自動乾式焊接。本實用新型結構簡單，成本較低，易於推廣，可在水下無人條件下實現海底乾式管道焊接，不僅能夠在高壓氣體的作用下實現水下管道乾式高壓焊接，而且在焊接開始前，也可將工作艙內的高壓氣體通過單向閥洩為常壓，使工作艙既可完成水下高壓焊接亦可完成水下常壓焊接。
文檔編號B23K37/00GK201579548SQ20092021830
公開日2010年9月15日 申請日期2009年10月13日 優先權日2009年10月13日
發明者呂濤, 曹瑩瑜, 薛龍, 趙傑 申請人:北京石油化工學院