Зварювальний комплекс для зварювання трубопроводів під водою

1 Зварювальний комплекс для зварювання трубопроводів під водою, який містить камеру жорсткої конструкції, відкриту в нижній частині, із вирізами для труб у бокових стінках і шарнірно закріпленими біля вирізів захватами з ущільненнями для гідроізоляції КІНЦІВ труб, що зварюються, зварювальну установку, розміщену всередині камери, і систему подачі газу в камеру, який відрізняється тим, що зварювальна установка виконана у вигляді підвісної машини кліщового типу для автоматичного контактного стикового зварювання з рухомим і нерухомим затискачами для труб, між якими встановлений пристрій для захисту зони зварювання, і закріплена через блок пружин на штоці силового гідроциліндра, який закріплено на верхній СТІНЦІ камери, дві пари захватів кінематично зв'язані із зварювальною установкою з можливістю сумісного переміщення, при цьому крайньому верхньому положенню штока гідроциліндра відповідає положення зварювальної установки вище рівня вирізів і розкрите положення захватів, середньому положенню штока розміщення зварювальної установки вище вирізів і закрите положення захватів, нижньому положенню штока - розміщення затискачів зварювальної установки на одній осі з вирізами і закрите положення захватів, у нижній точці зварювальної установки розміщено датчик наявності води, електрично зв'язаний із системою подачі газу в камеру 2 Зварювальний комплекс за п 1, який відрізняється тим, що ущільнення для гідроізоляції КІНЦІВ труб на одній із бокових стінок камери встановлені в канавках вирізів і захватів нерухомо, а ущільнення на ІНШІЙ боковій СТІНЦІ встановлені в канавках вирізів і захватів з можливістю переміщення, причому ширина цієї канавки рівна максимальному ходу рухомого затискача зварювальної установки О со сч ВІДОМІ пристрої для проведення зварювальних робіт на підводник конструкціях Найбільш простим і економічним є устаткування для ручного або напівавтоматичного дугового вварювання у пдробоксі (Подводная сварка морских сооружений Ленинград -Судостроение -1983,-с 35-38), Зварювання виконується водолазом-зварником вручну, місце зварювання при цьому локалізується за допомогою портативного пдробоксу, зварювальна установка, знаходиться у воді біля місця проведення робіт Область застосування устаткування для зварювання у пдробоксі обмежується проведенням дрібного ремонту підводних конструкцій, в тому числі заварки невеликих пошкоджень підводних трубопроводів бопроводів (Вишняков В А , Меренов И В - Глубоководная водолазная техника,-Ленинград Судостроение -1982 -с 153-154), установка призначена для зварювання в сухому середовищі горизонтальних трубчатих конструкцій Даний зварювальний комплекс, як найбільш близький до того, що пропонується, по технічній сутності, вибраний у вигляді прототипа Комплекс включає ферму трикутної форми, розміщену на ній зварювальну камеру, в якій розміщена зварювальна установка для дугового зварювання Зварювання здійснюється в сухому середовищі в камері водолазами-зварниками Комплекс дозволяє виконувати ремонт підводних трубопроводів, в тому числі ремонт із заміною пошкодженої ділянки Більш широкі можливості мають комплекси для сухого гіпербаричного зварювання під водою, наприклад, установка для ремонту підводних тру До істотних недоліків комплексу треба віднести по-перше, необхідність участі водолазівзварників у виконанні зварювання, що вимагає 44923 спеціального дорогого устаткування життєзабеззатискання затискачами зварювальної установки печення, по-друге, суттєве ускладнення умов одетруб, що зварюються, при цьому система подачі ржання якісних з'єднань при зростанні глибини газу витісняє воду із камери таким чином, що звавиконання зварювання, по-третє, необхідність зарювальна установка знаходиться в сухому серестосування додаткових пристроїв для точної довищі, а виконання зварювальної установки у центровки труб, що зварюються, під водою, вигляді підвісної машини кліщового типу для автоматичного контактного стикового зварювання, В основу винаходу покладено завдання удозабезпечує точну центровку труб, зварювання в сконалити відомий комплекс для зварювання під автоматичному режимі без участі водолазівводою за рахунок нового виконання зварювальної зварників Наявність пристрою для захисту зони установки, введення нових кінематичних зв'язків і зварювання дозволяє створити в локальному об'елементів, що забезпечує виконання точної ємі, обмеженому цим пристроєм, газове середоцентровки труб, які зварюються, самою зварювавище заданого ХІМІЧНОГО складу і тим самим підльною машиною, видалення води із камери незавищити стабільність якості зварних з'єднань лежно від глибини занурення, проведення зварюнезалежно від умов виконання робіт вання оплавленням у автоматичному режимі в середовищі заданого ХІМІЧНОГО складу без участі Оскільки ущільнення для гідроізоляції КІНЦІВ водолазів-зварників, і цим самим гарантує одертруб, що зварюються, на одній із бокових стінок жання якісних з'єднань при значній глибині викокамери встановлені в канавках вирізів і захватів з нання робіт, а також виключає ручну працю водоможливістю переміщення, то в процесі зварюванлазів-зварників ня одна із труб, що зварюються, буде переміщуватися разом з рухомим ущільненням, відносно каУ винаході, що пропонується, і являє собою навки бокової стінки камери, поверхня якої зварювальний комплекс для зварювання трубовиконана з високим класом чистоти Завдяки цьопроводів під водою, що містить камеру жорсткої му виключається переміщення труби, поверхня конструкції, відкриту в нижній частині, із вирізами якої може мати подряпини, вибоїни чи покрита для труб у бокових стінках і шарнірно закріпленишаром іржі, відносно ущільнення камери При ми біля вирізів захватами з ущільненнями для гідцьому забезпечується вільне без заклинення і роізоляції КІНЦІВ труб, що зварюються, зварювальушкодження ущільнень камери зближення труб на ну установку, розміщену всередині камери, і величину максимального ходу рухомого затискача систему подачі газу в камеру, поставлена задача зварювальної машини досягається тим, що зварювальна установка, виконана у вигляді підвісної машини кліщового типу На фіг 1 зображено принципову схему зварюдля автоматичного контактного стикового зварювального комплексу, що пропонується, вид уздовж вання з рухомим і нерухомим затискачами для осі трубопроводу, початкове положення труб, між якими встановлений пристрій для захисНа фіг 2 - те саме, вид збоку, початкове полоту зони зварювання, і закріплена через блок пруження жин на штоці силового гідроциліндру, який закріпНа фіг 3 - те саме, вид збоку, положення при лено на верхній СТІНЦІ камери, дві пари захватів зварюванні кінематично зв'язані із зварювальною установкою На фіг 4 зображено блок-схему системи керуз можливістю сумісного переміщення, при цьому вання зварювальним комплексом крайньому верхньому положенню штоку гідроциліЗварювальний комплекс включає камеру жорндра відповідає положення зварювальної установсткої конструкцм-1 із захватами-2, 3, пдроциліндрки вище рівня вирізів і розкрите положення захва4, закріплений на верхній СТІНЦІ камери, на штоці тів, середньому положенню штоку - розміщення якого через блок пружин-5 закріплена підвісна зварювальної установки вище вирізів і закрите машина-6 кліщового типу для автоматичного конположення захватів, нижньому положенню штоку тактного стикового зварювання із рухомим і нерурозміщення затискачів зварювальної установки на хомим затискачами-7, 8 для труб, між якими встаодній осі з вирізами і закрите положення захватів, новлений пристрій для захисту зони зварювання-9, у нижній точці зварювальної установки розміщено який являє собою локальну камеру жорсткої консдатчик наявності води, електрично зв'язаний із трукції, що складається із двох частин (полукасистемою подачі газу в камеру мер), закріплених на затискачах-7, 8 зварювальної машини, Захвати-2, 3 кінематичне зв'язані із затиКрім того, у зварювальному комплексі, що скачами-7, 8 за допомогою тяг-10, 11 Система пропонується, ущільнення для гідроізоляції КІНЦІВ подачі газу в камеру встановлена в верхній частитруб на одній із бокових стінок камери встановлені ні камери-1 і включає газові балони-12 з блоком в канавках вирізів і захватів нерухомо, а ущільненуправління подачею газу-13, електрично з'єднаноня на ІНШІЙ боковій СТІНЦІ встановлені в канавках го з датчиком наявності води-14, встановленим в вирізів і захватів з можливістю переміщення, принижній точці зварювальної установки Електричні і чому ширина цієї канавки рівна максимальному гідравлічні комунікацм-15, що з'єднують комплекс в ходу рухомого затискача зварювальної установки трубовкладальним судном, підведені крізь відкриСуть винаходу, що пропонується, полягає в ту нижню частину камери Ущільнення-16 встанотому, що закріплення зварювальної установки чевлені в канавках бокової стінки камери і захватів рез блок пружин на штоці силового гідроциліндру і нерухомо, ущільнення-17 - з можливістю перемінаявність кінематичного зв'язку зварювальної щення Зварювальний комплекс закріплюється за установки із захватали дозволяє забезпечити ПОтраверсу-18 тросами із трубовкладального судна і СЛІДОВНІСТЬ операцій установки камери на трубовстановлюється на трубопровід, що зварюєтьсяпровід, фіксації комплексу захватами на трубопро19 воді, опускання зварювальної установки на стик, Система управління комплексом складається із блоків управління подачею газу-13, вертикального переміщення зварювальної установки-20 і зварюванням-21, входи яких підключені через блок комутаци-22 до контактів датчику наявності води14, встановленого в нижній точці зварювальної установки Виходи блоків управлшня-13, 20, 21 підключені до виконавчих механізмів подачі газу12, вертикального переміщення зварювальної установки-4 і зварювання-23 Входи блоків управлшня-13, 20, 21 підключені до пульту управління зварюванням-24 Блок комутаци-22 призначений для коммутацм блоків 13, 20, 21 залежно від сигналу, що надходить із датчику наявності води-14 В даному зварювальному комплексі елементи блок-схеми можуть бути виконані у вигляді блок управлшня-18 і виконавчий механізм-12 подачі гаду - електропневмоклапана (ЕПК) і балонів зі стислим газом ВІДПОВІДНО, блок управління-20 і виконавчий механізм-4 вертикального переміщення зварювальної установки - електричного пдрозолотника і силового гідроциліндру ВІДПОВІДНО, блок управління-21 зварюванням - програмуючого приладу (наприклад типу КЕП або контролера "Мікро-Дат") і силового контактора, виконавчі механізми зварювання-23 - зварювального трансформатору і силових гідроциліндрів Зварювальний комплекс працює таким чином, У початковій позиції шток силового пдроциліндру-4 знаходиться в крайньому верхньому положенні, при цьому зварювальна установка у незатисненому стані розташовується вище рівня вирізів у бокових стінках камери, захвати-2, 3 для труб знаходяться в розкритому положенні При зануренні у воду зварювального комплексу, закріпленого за траверсу-18 тросами із трубовкладального судна, витиснення води із камери-1 і підтримка заданого тиску у частині камери, що знаходиться вище рівня вирізів для труб, здійснюється виконавчим механізмом-12, блоками-13, 22 і датчиком наявності води-14 По мірі занурення комплексу, вода проникає в камеру вище рівня вирізів для труб до нижньої точки зварювальної установки-7, при цьому датчик-14 подає сигнал про наявність води на вхід блоку 22, що блокує включення блоків 20, 21 і подає сигнал на блок 13, що включає виконавчий механізм 12 - здійснюється подача газу в камеру Після витиснення води сигнал від датчику 14 подається через блок 22 на блок 13 - подача газу відключається По мірі збільшення глибини занурення підвищується гідростатичний тиск і датчик 14 фіксує наявність води - робота схеми повторюється аналогічно описаній вище Після занурення комплексу на місце зварювання подається сигнал із пульту управління 24 (розташується на трубовкладальному судні) на блок 20, що подає сигнал на висунення штока силового гідро циліндру 4 - зварювальна установка 6 опускається, при цьому захвати 2, 3, кінематично 44923 зв'язані із затискачами-7, 8 зварювальної установки за допомогою тяг-10, 11, закриваються, охоплюючи трубопровід-19 При досягненні штоком гідроциліндра 4 середнього положення захвати 2, 3, фіксують камеру на трубопроводі 19, забезпечуючи гідроізоляцію КІНЦІВ труб, що зварюються, при цьому зварювальна установка знаходиться вище рівня вирізів, тобто вище рівня води в камері Після повного висунення штока гідроциліндра 4 затискачі 7, 8 зварювальної установки розташуються СПІВВІСНО вирізам, подається сигнал із пульту 24 на блок 21, затискання трубопроводу 19 затискачами 7, 8, при цьому забезпечується точна центрівка труб, що зварюються Завдяки закріпленню зварювальної машини 6 через блок пружин 5 виключається передача значних механічних навантажень, що виникають при затисканні та центровці труб, на корпус камери 1 Під час виконання зазначених операцій рівень води в камері знаходиться нижче зварювальної установки, при цьому витиснення води із камери виконується аналогічно описаному вище Після виконання всіх підготовчих операцій і при відсутності води в камері, датчик 14 подає сигнал через блок 22 на блок 21 управління зварюванням, який після одержання сигналу із пульту управління 24 комутує ланцюг живлення виконавчих механізмів 23 зварювальної машини, виконується зварювання по заданій програмі При зварюванні в локальному об'ємі, обмеженому пристроєм 9, створюється середовище, що складається із газів і парів металу, які виділяються в процесі оплавлення труб, що сприяє підвищенню якості та стабільності якості зварних з'єднань незалежно від складу газового середовища в камері 1 При цьому, в залежності від матеріалу труб, в зоні зварювання, обмеженій, пристроєм 9, можна створити газове середовище заданого складу шляхом подачі ВІДПОВІДНОГО стислого газу В процесі зварювання труби зближуються на величину припуску на зварювання Оскільки ущільнення 17 встановлені в канавках вирізів і захватів з можливістю переміщення, то в процесі зварювання одна із труб, що зварюються, буде переміщуватися разом з цими ущільненнями, відносно бокової стінки і захватів камери Завдяки цьому забезпечується вільне без заклинення і ушкодження ущільнень зближення труб на величину максимального ходу рухомого затискача зварювальної машини Після завершення зварювання розтискаються затискачі 7, 8, зварювальна машина 6 переміщується вгору гідроциліндром 4, при цьому розкриваються захвати 2, 3, звільняючи зварений трубопровід Після досягнення штоком гідроциліндру 4 верхнього положення зварювальний комплекс витягається із води Зварювальний комплекс може застосовуватися як при будівництві, так і при ремонті підводних трубопроводів 44923 Фіг З л ?? h. 1 І 1 2/ Фіг.4 Фіг.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 і 24 23