CN102922194A - 大口径管子环缝对口器及大口径管子环缝的对口方法 - Google Patents
大口径管子环缝对口器及大口径管子环缝的对口方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大口径管子环缝对口器,包括钢制件的套筒体,套筒体上沿周向设置有两套顶紧-调整机构,每套顶紧-调整机构位于距套筒体端头一定距离的周向截面内,每套顶紧-调整机构包括沿圆周均匀设置的多组调节螺栓,所有调节螺栓的螺栓帽端头朝向套筒体的轴心线方向;套筒体的轴向中心截面的外壁上设置有一圈凹槽,沿凹槽周向均匀设置有多个观察孔。本发明还公开了一种大口径管子环缝的对口方法,利用上述的对口器实施。本发明的装置及方法,解决了大口径管子环缝的组对、焊接问题,工件连接牢固可靠,操作简单。
Description
技术领域
本发明属于石油钻采管制造技术领域,涉及一种大口径管子环缝对口器,本发明还涉及一种大口径管子环缝的对口方法。
背景技术
内压、外压较大的情况下,石油钻采用管的管-管对接、管-法兰对接时,在保证工件的位置及尺寸的同时,对焊缝提出了苛刻的要求,焊缝必须满足强度、韧性、冲击、疲劳等的要求,因此,这种焊缝接头必须为全熔透的坡口焊缝接头。这类工件组对、焊接方式为:组合时依靠对口装置连接工件,调整工件的直线度和同轴度,工件旋转时传递扭矩;各种尺寸和位置调整到位后,工件的定位及连接依靠对口装置实现,不采用点焊的方式;焊接时,焊枪始终处于平焊位置(即12点位置),工件连续不断的旋转,对口装置与工件保持同时旋转,直到形成一条完整的焊道。由于现有液压式的自动对口装置结构比较复杂、整体尺寸较大、控制液压管线或各种电缆较多,工件旋转时对口装置易于松动从而影响对口质量。另外,较多的管线也阻碍了工件连续不断的旋转。此类对口装置只适用于管子不动、焊接机头绕管子360°旋转的焊接工况。
由此可见,现有液压式的自动对口装置存在有一定的局限性,因此,必须研制一种新的大口径管子环缝对口器,满足实际需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种大口径管子环缝对口器,解决了现有技术中采用的对口装置结构不合理,使用不方便,影响焊接设备安装使用的问题。
本发明的另一目的是提供一种大口径管子环缝的对口方法,解决了现有技术中没有专用对口装置,采用人工对口,操作效率低的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种大口径管子环缝对口器,包括钢制件的套筒体,套筒体上沿周向设置有两套顶紧-调整机构,每套顶紧-调整机构位于距套筒体端头一定距离的周向截面内,每套顶紧-调整机构包括沿圆周均匀设置的多组调节螺栓,所有调节螺栓的螺栓帽端头朝向套筒体的轴心线方向;套筒体的轴向中心截面的外壁上设置有一圈凹槽,沿凹槽周向均匀设置有多个观察孔。
本发明所采用的另一技术方案是,一种大口径管子环缝的对口方法,利上述的对口器,按照以下步骤实施:
步骤1、将对口器的套筒体的一端装入较长的工件一的待焊端头中,使套筒体的凹槽刚好处于焊缝下方,根据工件的内径大小调节该侧顶紧-调整机构的各个调节螺栓伸出量,使套筒体固定在工件一上;
步骤2、然后将较短的另一个工件二的待焊端头套装在套筒体的另一端上,根据工件二的内径大小调整另一侧顶紧-调整机构的各个调节螺栓伸出量,使工件二固定在套筒体上;
步骤3、通过观察孔观察组对时两端工件的大口径管子是否对中的情况,及时精确调节各个调节螺栓的伸出量,使得两侧工件组对成的待焊处的间隙、同轴度、坡口错边、直线度状态参数,符合焊接工艺规范的要求,同时使两侧工件与对口器的套筒体牢固、可靠的连接在一起,即成。
本发明的有益效果是:能满足组对、焊接时,工件连接牢固可靠,保证大口径管子环缝组对的位置公差,满足定点焊接和连续焊接,解决了大口径管子环缝的组对、焊接问题,完全不影响焊接设备的任意使用。
附图说明
图1为本发明的大口径管子环缝对口器结构示意图;
图2为图1中的A-A视向截面示意图;
图3为图1中的B-B视向截面示意图;
图4为图1中的C-C视向截面示意图;
图5为本发明大口径管子环缝的对口方法实施工件组对的安装示意图;
图6为图5中的A-A视向截面示意图;
图7为图5中的B-B视向截面示意图;
图8为图6中的C-C视向截面示意图。
图中,1.套筒体,2.调节螺栓,3.凹槽,4.观察孔,5.工件一,6.工件二。
具体实施方式
参见图1、图2、图3、图4,本发明的大口径管子环缝对口器结构是,包括钢制件的套筒体1,套筒体1上沿周向设置有两套顶紧-调整机构,每套顶紧-调整机构位于距套筒体1端头一定距离的周向截面内,每套顶紧-调整机构包括沿圆周均匀设置的多组调节螺栓2(调节螺栓2的数量优选6-8组),所有调节螺栓2的螺栓帽端头朝向套筒体1的轴心线方向,两套顶紧-调整机构的各个调节螺栓2沿周向方向也依次间隔设置;套筒体1的轴向中心(中间)截面的外壁上设置有一圈凹槽3,沿凹槽3周向均匀设置有多个观察孔4(观察孔4的数量优选3-6个)。
套筒体1具有一定强度和刚性,能够承受扭矩,满足管子组对后同步转动的焊接要求。套筒体1的外径小于所要对正的两个工件的内径,便于装入、取出工件,又便于缩短夹紧时间和调整直线度、同轴度的时间。
同一端顶紧-调整机构的调节螺栓2处在一个圆周内,顶紧-调整机构中的各个调节螺栓2用来固定大口径管子,并且可以通过调整调节螺栓2的伸出套筒体1的外壁的长短精确控制工件的纵向空间位置,便于准确定位两侧大口径管子的同轴度,以免造成两大口径管子错边,使得焊缝产生焊接缺陷、焊缝背面成型差等问题。
两端的顶紧-调整机构的各个调节螺栓2周向整体相差一定的角度,依次错开设置,方便的用来连接、固定两侧工件的相对位置,满足两侧工件旋转时需要的扭矩,并且可以通过调整调节螺栓2的伸出量来控制工件的空间位置,满足组对、焊接所需要的两侧工件的同轴度、直线度、焊缝坡口错边量。
凹槽3处于两大口径管子对接的焊道位置正中间,保证焊接工件时,焊道不与套筒体1表面接触、粘连,使得焊缝背面成型良好,焊缝内部不易产生焊接缺陷,保证了良好的焊接质量。
各个观察孔4用于观察组对时两端工件的大口径管子是否对中的情况;施焊时,还可现场观察焊缝外观成型情况,根据观察的情况,实时调整焊接工艺参数来改善或提高工件的焊接质量。
本发明的大口径管子环缝的对口方法,利用上述的对口器,参见图5、图6、图7、图8,按照以下步骤实施:
步骤1、将对口器的套筒体1的一端装入较长的工件一的待焊端头中,使套筒体1的凹槽3刚好处于焊缝下方,根据工件的内径大小调节该侧顶紧-调整机构的各个调节螺栓2伸出量,使套筒体1固定在工件一上;
步骤2、然后将较短的另一个工件二的待焊端头套装在套筒体1的另一端上,根据工件二的内径大小调整另一侧顶紧-调整机构的各个调节螺栓2伸出量,使工件二固定在套筒体1上。
步骤3、通过观察孔4观察组对时两端工件的大口径管子是否对中的情况,及时精确调节各个调节螺栓2的伸出量,使得两侧工件组对成的待焊处的间隙、同轴度、坡口错边、直线度等状态参数,符合焊接工艺规范的要求,同时使两侧工件与对口器的套筒体1牢固、可靠的连接在一起,即成。后续步骤便可开始实施两个工件的对口焊接。
本发明的装置及方法,与现有技术相比:一是简单、方便、可靠的解决了两个大口径管子焊接前的组对问题,解决了原有自动对口器结构比较复杂,无法实现焊枪定点自动焊的问题,有效提高了产品焊接质量、劳动效率,并降低了工人的劳动强度;二是对组对者技能水平要求较低,因组对时不需点焊,就不对焊接技能提出特别的要求;三是通过观察孔,能够全过程监测焊缝在焊接过程中的各种状况,实时调整焊接工艺参数,保证了工件的焊接质量;四是降低了对焊接工艺的要求,本发明能满足焊枪在平焊位置的工件连续旋转焊接的需要,不需要焊枪在其余位置的焊接工艺规范,大大降低了焊接工艺的难度,同时也大大降低了焊接整个过程中施焊难度,工件整条焊缝不间断全自动焊接完毕,满足了复杂工况环缝焊接的特殊要求。
Claims (6)
1.一种大口径管子环缝对口器,其特征在于:包括钢制件的套筒体(1),套筒体(1)上沿周向设置有两套顶紧-调整机构,每套顶紧-调整机构位于距套筒体(1)端头一定距离的周向截面内,每套顶紧-调整机构包括沿圆周均匀设置的多组调节螺栓(2),所有调节螺栓(2)的螺栓帽端头朝向套筒体(1)的轴心线方向;套筒体(1)的轴向中心截面的外壁上设置有一圈凹槽(3),沿凹槽(3)周向均匀设置有多个观察孔(4)。
2.根据权利要求1所述的大口径管子环缝对口器,其特征在于:所述的套筒体(1)的外径小于所要对正的两个工件的内径。
3.根据权利要求1所述的大口径管子环缝对口器,其特征在于:所述的两端的顶紧-调整机构的各个调节螺栓(2)依次错开设置。
4.一种大口径管子环缝的对口方法,其特征在于,利用权利要求1所述的对口器,按照以下步骤实施:
步骤1、将对口器的套筒体(1)的一端装入较长的工件一的待焊端头中,使套筒体(1)的凹槽(3)刚好处于焊缝下方,根据工件的内径大小调节该侧顶紧-调整机构的各个调节螺栓(2)伸出量,使套筒体(1)固定在工件一上;
步骤2、然后将较短的另一个工件二的待焊端头套装在套筒体(1)的另一端上,根据工件二的内径大小调整另一侧顶紧-调整机构的各个调节螺栓(2)伸出量,使工件二固定在套筒体(1)上;
步骤3、通过观察孔(4)观察组对时两端工件的大口径管子是否对中的情况,及时精确调节各个调节螺栓(2)的伸出量,使得两侧工件组对成的待焊处的间隙、同轴度、坡口错边、直线度状态参数,符合焊接工艺规范的要求,同时使两侧工件与对口器的套筒体(1)牢固、可靠的连接在一起,即成。
5.根据权利要求4所述的大口径管子环缝的对口方法,其特征在于:所述的套筒体(1)的外径小于所要对正的两个工件的内径。
6.根据权利要求5所述的大口径管子环缝的对口方法,其特征在于:所述的两端的顶紧-调整机构的各个调节螺栓(2)依次错开设置。
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