專利名稱：水下管道干式焊接工作艙的制作方法
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(xiàn)水下無人參與的水下 管道干式焊接工作艙。
背景技術：
隨著海洋工程的發(fā)展，對水下焊接技術的研究越來越受到國內(nèi)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干法焊接和濕法焊接。所謂干法焊接，就是 在待焊部位建造一個密封艙，將里面的水用氣體排開，讓焊工和電弧均處在“干”的環(huán)境下。 干法焊縫的質(zhì)量高，但目前的常用結構比較復雜，造價較高，并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 謂濕法焊接，就是使用電焊條直接在水中施焊，電弧在水下環(huán)境中燃燒。濕法焊接雖然較干 法焊接設備簡單，操作方便，但電弧不穩(wěn)定，焊縫成型不好，焊接接頭的性能較差，因此濕法 焊接不能用于水下重要結構的焊接。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)背景技術所述，本實用新型的目的在于克服目前干法焊接和濕法焊接的不 足，提供一種水下管道干式焊接工作艙，這種工作艙主要由上下艙體、推拉汽缸左右導桿以 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(nèi)通入高壓氣體， 以保證焊接小車及焊接設備處在“干”的環(huán)境下，工作艙騎跨在待焊管道并抱緊管道后，通 過艙體上單向閥的作用高壓氣體將艙內(nèi)的水排出艙外，焊接小車即可沿軌道開出進行水下 無人參與的自動干式焊接。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體、下艙體、艙體功能孔、外汽缸、左導 桿、右導桿和基座組成，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；外汽缸上端的作動桿 與固聯(lián)于上艙體的汽缸座相連接，其下端與基座固聯(lián)，在外汽缸的左右兩側分別設置導桿 和導桿，并分別套裝在導桿套和導桿套內(nèi)，導桿套和導桿套又分別與固聯(lián)在下艙體上的導 桿套基座和導桿套基座相連接，左導桿和右導桿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(lián)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(nèi)表面固聯(lián)，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，為了保證整個干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，并且在艙體內(nèi)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于上艙體的最上 端，入水前在艙體內(nèi)通入高壓氣體形成氣體保護膜，使設備處在無水環(huán)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。由于采用上述技術方案，本實用新型具有以下優(yōu)點和效果1、本實用新型結構簡單，成本較低，易于推廣；2、本實用新型可在水下無人條件下實現(xiàn)海底干式管道焊接；3、本實用新型因?qū)⑺徒z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(xiàn)水下管道干式高壓焊接，而且在 焊接開始前，也可將工作艙內(nèi)的高壓氣體通過單向閥泄為常壓，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為本實用新型下水后騎跨管道時結構示意圖圖3為本實用新型下水后到抱緊管道時結構示意圖圖4為本實用新型上艙體內(nèi)結構示意圖
具體實施方式
由圖1至圖4示出，一種水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體1、下艙體2、艙 體功能孔3、外汽缸9、左導桿5、右導桿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上端的作動桿20與固聯(lián)于上艙體1的汽缸座16相連接， 其下端與基座10固聯(lián)，在外汽缸9的左右兩側分別設置導桿5和導桿14，并分別套裝在導 桿套6和導桿套13內(nèi)，導桿套6和導桿套13又分別與固聯(lián)在下艙體2上的導桿套基座8 和導桿套基座12相連接，左導桿5和右導桿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(lián)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(nèi)表面固聯(lián)，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，為了保證整個干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，并且在艙體內(nèi)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和控制設備最初位于上艙體1 的最上端，入水前在艙體內(nèi)通入高壓氣體形成氣體保護膜，使設備處在無水環(huán)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干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，然后保持上艙體1在上，下艙體2在下的姿態(tài)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(nèi)注入高壓氣體，使工作艙內(nèi)的氣體壓力大于 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(nèi)高壓氣體的保護下始終保持在不接觸水的環(huán)境中，即“干”的環(huán)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托 起，當上下艙體1、2接觸面之間的距離大于待焊管道19的直徑時，艙體整體移動，使艙體整 體跨騎在管道19上，然后外汽缸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(nèi)的水排出艙外，當艙內(nèi)的濕度傳感器檢測到艙內(nèi)的濕度滿足焊接條件后， 焊接小車18即可沿焊接軌道17開出并對管道23進行干式焊接。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(jiān)測。待焊接完成后，焊接小車18回到上艙體1 的最頂點位置，然后外汽缸9伸長，將艙體托起，當上下艙體1、2接觸面之間的距離大于待 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，然后利用吊裝設備將 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“干”的環(huán)境下。 另知，在焊接開始前，也可將工作艙內(nèi)的高壓氣體通過單向閥泄為常壓，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(zhì)量。
權利要求一種水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、艙體功能孔(3)、外汽缸(9)、左導桿(5)、右導桿(14)和基座(10)組成，其特征在于上艙體(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)上端的作動桿(20)與固聯(lián)于上艙體(1)的汽缸座(16)相連接，其下端與基座(10)固聯(lián)，在外汽缸(9)的左右兩側分別設置導桿(5)和導桿(14)，并分別套裝在導桿套(6)和導桿套(13)內(nèi)，導桿套(6)和導桿套(13)又分別與固聯(lián)在下艙體(2)上的導桿套基座(8)和導桿套基座(12)相連接，左導桿(5)和右導桿(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(lián)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(nèi)表面固聯(lián)，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(jù)權利要求1所述的水下管道干式焊接工作艙，其特征在于上艙體(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干式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、艙體功能孔(3)、外汽缸(9)、左導桿(5)、右導桿(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)連接的有導桿(5)，(6)導向系統(tǒng)和帶有可升降作動桿(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)上并抱緊管道后，向艙內(nèi)注入高壓空氣將艙內(nèi)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干式焊接。本實用新型結構簡單，成本較低，易于推廣，可在水下無人條件下實現(xiàn)海底干式管道焊接，不僅能夠在高壓氣體的作用下實現(xiàn)水下管道干式高壓焊接，而且在焊接開始前，也可將工作艙內(nèi)的高壓氣體通過單向閥泄為常壓，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(yōu)先權日2009年10月13日
發(fā)明者呂濤, 曹瑩瑜, 薛龍, 趙杰 申請人:北京石油化工學院