Appareil pour le soudage au laser d'un pipe-line, particulièrement pour les navires de pose de pipe-lines.
<EMI ID=1.1> les unes aux-autres successivement des sections de tuyau en acier au carbone et d'un grand diamètre peur former un pipeline.
Le pipe-line peut être utilisé sous l'eau ou bien il peut être utilisé à terre pour transporter du pétrole ou tout autre liquide. Dans le premier cas, l'appareil de soudage est monté sur un ponton ou barge de pose de pipeline ou sur tout autre navire de haute mer analogue, tandis que, dans le dernier cas, il peut être monté sur une plateforme terrestre mobile.
L'appareil de soudage de la présente invention convient particulièrement dans une application sur des navires de pose de pipe-line dans la mesure où non seulement il réduit dans des proportions considérables le temps nécessaire pour poser un pipe-line sur le lit de la mer, mais encore permet d'utiliser, sur un navire de pose de pipe-lines, soit un pont plus court qu'avec l'appareil classique par le fait qu'un seul poste de soudage est nécessaire, soit des sections de tuyau soudées ensemble qui sont plus longues dans le cas de l'appareil classique.
On sait, d'une façon générale, que l'assemblage par soudage d'éléments préfabriqués, tels que des sections de tuyau, doit être effectué avec précision et avec un minimum de déformation des éléments à souder, si on désire préserver les éléments soudés, voire en empêcher la détérioration, cela de façon à réduire à un minimum les opérations de finition nécessaires, et par conséquent, à rendre le cycle de soudage plus économique. Il est aussi nécessaire, spécialement dans les cas où le pipe-line soudé doit être placé par un navire sur le lit de la mer, que l'opération de soudage soit effectuée avec la vitesse la plus grande possible, afin de réduire à un minimum les temps morts et de subir le moins de retard possible eu égard aux conditions atmosphériques défavorables.
Les appareils utilisés couramment pour le soudage des pipe-lines en acier au carbone utilisent le soudage à l'arc ou à la forge et nécessitent un métal de remplissage de soudure. C'est pourquoi ils présentent tous des inconvénients soit fonctionnels, soit économiques. Plus précisé- <EMI ID=2.1>
tion de l'isotherme du point de fusion à travers l'acier au carbone de la section de tuyau dans toutes les directions, ce qui se traduit par une perte de chaleur, une déformation de la section et une modification de sa structure micrographique. Ces modifications de structure sont provoquées par l'utilisation nécessaire d'un métal de remplissage de soudure qui subit toujours un cycle thermique différent de celui des pièces que l'on soude. En outre, un soudage qui a recours à un métal de remplissage exige toujours plusieurs passes et entraîne une augmentation du temps pris pour terminer une soudure.
De ce fait, dans le cas particulier du pipe-line devant être posé sur le lit de la mer par un navire à bord duquel les sections successives de tuyau sont soudées au pipe-line, le fait que le soudage doit être effectué en plusieurs passes signifie que l'opération doit avoir lieu à plusieurs postes de soudage à chacun desquels est effectué une passe; il s'ensuit que des sections courtes de tuyau peuvent être utilisées, car le pont du navire où le soudage
a lieu a nécessairement une longueur limitée.
La présente invention vise à supprimer les inconvénients mentionnés ci-dessus et, par conséquent, fournit un appareil de soudage qui permet d'obtenir une soudure uniforme et de réduire sensiblement le temps nécessaire pour souder les uns aux autres les tuyaux en acier au carbone, particulièrement pour des pipe-lines devant être posés sur
le fond de la mer au moyen d'un navire de pose de pipelines.
On obtient ces avantages en utilisant comme agent de soudage un faisceau laser émis par une source laser ayant une puissance de sortie suffisamment élevée pour souder ensemble des tuyaux en acier au carbone présentant une limite élastique et une épaisseur considérable.
En utilisant un faisceau laser comme agent de soudage, on peut éviter l'utilisation d'un métal de remplissage et
les extrémités aboutées des tuyaux peuvent être soudées les unes aux autres en une seule passe de telle sorte que le nombre de postes de soudage nécessaires pour souder ensemble des sections de tuyaux peuvent être réduits à un seulement. De plus, l'opération de soudage est rendue plus économique <EMI ID=3.1>
réduite près des extrémités des tuyaux en cours de soudage, ce qui n'entraîne pratiquement aucune déformation de ces tuyaux. En outre, l'utilisation de miroirs mobiles dans le trajet du faisceau laser permet d'agir sur ce faisceau et de le diriger sur le joint à souder en maintenant à une position appropriée la source laser assez lourde et encombrante. Finalement, l'appareil de la présente invention rend le soudage de pipe-lines de grand diamètre plus rapide, plus simple, plus précis et plus économique qu'avec l'appareil classique et donne une soudure de meilleure qualité et d'une plus grande uniformité.
La présente invention permet également de souder une section de tuyau à un pipe-line depuis l'intérieur aussi bien que depuis l'extérieur de la section; dans le premier cas, le faisceau laser est dirigé suivant une ligne droite le long de l'axe de la section de tuyau tandis que dans le second cas il est dirigé suivant un trajet incliné de ma- nière qu'il passe au-dessus de la section de tuyau et atteigne depuis l'extérieur les extrémités aboutées.
On va maintenant décrire de .façon plus détaillée la présente invention en se référant au dessin annexé qui représente différentes façons d'utiliser l'appareil de soudage de la présente invention et sur lequel :
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de pipe-lines sur lequel est monté l'appareil de soudage de la présente invention;
la fig. 2 est une vue latérale d'un premier mode de réalisation de l'appareil de soudure de la présente invention;
la fig. 3 est une coupe transversale d'un second mode de réalisation de l'appareil de soudure de la présente invention;
la fig. 4 est une vue en coupe faite par IV-IV de la fig. 3;
la fig. 5 est une coupe transversale d'un troisième mode de réalisation de l'appareil de soudage de la présente invention;
<EMI ID=5.1> fig. 5;
la fig. 7 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation encore de l'appareil de soudure de la présente invention;
la fig. 8 est une vue, partiellement en coupe et partiellement en élévation, d'un dispositif de blocage interne pour maintenir bloquées les deux extrémités de tuyaux à souder;
la fig. 9 est une vue en coupe faite par IX-IX de la fig. 8;
la fig. 10 est une élévation latérale d'un premier mode de réalisation de dispositifs de blocage extérieur servant à maintenir en position les deux extrémités de tuyaux à souder;
la fig. 11 est une vue en coupe faite par XI-XI de la fig. 10;
la fig. 12 est une vue d'un autre mode de réalisation encore d'appareils de soudage de la présente invention;
la fig. 13 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation encore de l'appareil de soudage de la présente invention; et
la fig. 14 est une vue en coupe faite par XIV-XIV de la fig. 13.
Lorsque l'appareil de soudure de la présente invention doit être utilisé pour souder un pipe-line destiné à être posé sur le fond de la mer, l'opération de soudage est effectuée sur un navire de haute mer connu sous la dénomination de barge de pose de pipe-lines. Cette barge est un navire ne comportant pas son propre dispositif de propulsion mais pourvu d'un nombre relativement important de treuils 4 qui sont chacun reliés à une ancre (non représentée). Les ancres sont jetées à l'avant et à l'arrière de la barge 2,
le long du trajet prévu du pipe-line. On déplace la barge le long de ce trajet pendant l'opération de pose du pipe-line en tirant sur les chaînes aboutissant aux ancres avant et en laissant filer les chaînes aboutissant aux ancres arrière. On règle les tensions des différentes chaînes de manière que la position de la barge soit en permanence commandée de façon précise et soit connue avec précision. Les moteurs entraînant les treuils, les commandes de ces moteurs et les puits à chaînes pour les chaînes d'ancres ont été omis sur le dessin pour ne pas le surcharger.
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fait saillie vers l'arrière et vers le bas depuis la barge
2. Ce "stinger" est adapté pour supporter le pipe-line 8 lorsqu'il quitte la barge, de telle sorte que le pipe-line soit obligé de se déplacer suivant un trajet de profil choisi. Ceci a pour but d'empêcher le pipe-line de prendre une courbe d'un rayon trop faible et susceptible de l'endommager. Les supports 10 s'étendant à partir du "stinger" sont adaptés pour se déplacer par rapport au pipe-line de telle sorte que, lorsque ce dernier quitte l'arrière de la barge pendant l'opération de soudage, le poids du pipe-line soit supporté en plusieurs endroits très espacés afin que soit évitée toute contrainte excessive localisée sur le pipeline.
L'appareil de soudage de la présente invention est dans une grande mesure destiné à être monté à l'intérieur de ia
<EMI ID=7.1>
de manière à pouvoir être déplacée dans le sens longitudinal de la barge. Ceci a pour but d'empêcher les mouvements communiqués par la mer à la barge d'être transmis à l'appareil de soudage et d'interférer avec son réglage. A cette fin, les parties critiques de l'appareil de soudage sont fixées à la plateforme et la plateforme est elle-même assujettie à l'extrémité intérieure, c'est-à-dire se trouvant à bord, du pipe-line de telle sorte que l'appareil de soudage soit fixe par rapport au pipe-line et non pas à la barge 2.
La plateforme 12 supporte un laser 16, une poupée
mobile 18, un dispositif 20 placé au poste de soudage, un dispositif de blocage 22 et un dispositif 24 de détection radiographique des criques. Une installation 26, servant à revêtir le pipe-line après le soudage avec du bitume et/ou toute autre matière protectrice, est normalement associée à l'appareil de soudage et n'est pas nécessairement montée sur la plateforme 12.
Le laser 16 a une puissance de sortie suffisante pour effectuer un soudage par fusion sur une profondeur adéquate dans un matériau tel que l'acier au carbone. Un laser qui convient particulièrement bien à cette fin est un laser qui émet une radiation cohérente dans la partie infrarouge du spectre et qui utilise du gaz carbonique'comme agent d'émis- <EMI ID=8.1>
en énergie électrique ainsi qu'avec divers gaz (comprenant du gaz carbonique) et avec de l'eau de refroidissement. Les sources de cette énergie électrique et de ces fluides ainsi que les moyens grâce auxquels ils sont fournis au laser selon les besoins n'ont pas été représentées sur le dessin afin de ne pas surcharger ce dernier.
La poupée mobile 18 est adaptée pour supporter l'extrémité de la section de tuyau 28 qui constituera l'extrémité extérieure du pipe-line 8 formé par les séries de sections de tuyau alignées et soudées antérieurement. Un plus grand nombre de détails sur la construction de la poupée mobile ont été représentés dans d'autres figures du dessin et seront décrits ci-après.
Le dispositif 20 situé au poste de soudage comprend des moyens pour supporter l'extrémité intérieure de la section de tuyau 28 de manière que cette extrémité soit coaxiale à l'extrémité adjacente du pipe-line 8. Comme pour la poupée mobile 18, d'autres détails du dispositif 20 seront donnés dans la description ci-après et sont représentés sur d'autres figures.
Le dispositif de blocage 22 peut être déplacé avec la plateforme 12 et est adapté pour être bloqué fermement sur la surface extérieure du pipe-line soudé de telle sorte que la plate-forme 12 soit obligée de suivre le déplacement du pipe-line le long de son axe par rapport à la barge. Le déplacement latéral de la barge et du pipe-line n'affecte pas le fonctionnement correct de l'appareil de soudage de la présente invention et de tels déplacements peuvent être absorbés. Dans la mesure où l'extrémité bloquée du pipe-line est obligée de se déplacer latéralement à l'axe du pipe-line avec le déplacement de la barge, la plateforme 12 se trouve en fait fixe dans l'espace par rapport à l'extrémité du
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l'appareil de soudage a été réglé, son fonctionnement ultérieur ne sera pas perturbé par les déplacements normaux communiqués par la mer à la barge 2.
L'appareil radiographique 24 est monté sur la plateforme '12 de manière telle que toute crique ou autre défectuosité dans la soudure reste fixe par rapport à l'appareil et <EMI ID=10.1>
un déplacement relatif était permis, et cela malgré le déplacement de la barge 2.
L'appareil représenté sur la fig. 2 est destiné à être utilisé pour réaliser des soudures interne ou externe en vue d'effectuer la jonction des extrémités aboutées d'une section de tuyau 28 et du pipe-line 2. A cette fin, la poupée mobile 18 comprend un support 30 monté sur des rails 32 que comporte
la plateforme 12. Les rails sont sensiblement parallèles à l'axe du pipe-line 8. La position du support 30 par rapport
à la plateforme 12 et, par conséquent, par rapport au pipeline, est réglée au moyen d'un vérin hydraulique double
effet 34 relié à un dispositif de commande 36. La source de fluide sous pression destiné au vérin 34 n'a pas été représentée sur le dessin afin de ne pas surcharger ce dernier.
Le support 30 supporte un bras rotatif 38 et un dispositif de centrage 40 fixe. A son extrémité extérieure, le
bras 38 supporte un miroir 42 à face avant argentée et, à
son extrémité intérieure, à l'endroit où il coupe l'axe du pipe-line 8, un miroir 44 à face avant argentée. La position du miroir 44 est réglée au moyen d'un vérin hydraulique 46
qui n'est représenté que schématiquement. Le vérin 46 peut déplacer le miroir 44 dans une mesure telle que, dans une
des positions limites, aucune partie du miroir 44 ne se
trouve dans le faisceau 48 du laser 16, tandis que dans l'autre position limite (telle que représentée), le miroir coupe la totalité du faisceau laser 48. Le bras 38 peut être entraîné en rotation au moyen d'un moteur placé à l'intérieur du support 30 de sorte que les miroirs 42 et 44 peuvent tourner de 360[deg.] tout en maintenant leur alignement relatif. L'alignement est tel que le faisceau réfléchi par
le miroir 42 est normalement parallèle au faisceau 48 tombant sur le miroir 44, mais ceci n'est pas essentiel. Le dispositif de centrage 40 supporté par le support 30 se présente sous la forme d'un organe creux comportant une surface extérieure tronconique dont le diamètre minimal est inférieur au diamètre intérieur de la section de tuyau 28 et dont le diamètre maximal est plus grand que le diamètre intérieur de la section. Il en résulte que le dispositif 40 peut être introduit dans l'extrémité correspondant à la <EMI ID=11.1>
direction appropriée, le dispositif de centrage soulève l'extrémité extérieure de la-section de tuyau 28 jusqu'à ce que l'axe de cette section soit aligné avec celui du pipeline 8 et il exerce une force puissante le long de l'axe de la section de tube pour forcer l'autre extrémité de cette section de tube à venir porter contre l'extrémité du pipeline 8 qui se trouve sur la barge.
A partir du bras rotatif 38-s'étend un tube 50 qui traverse l'intérieur de l'organe creux tronconique 40 et qui
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supporte, à son autre extrémité, un miroir 52 à face argentée, ce miroir étant disposé de manière telle que le faisceau laser 48 qu'il réfléchit peut tomber sur le joint 54 entre les extrémités aboutées. Pour qu'il en soit ainsi, le tube 50 est pourvu d'une ouverture (non représentée) afin que des radiations puissent sortir-de l'intérieur du tube 50 et tomber sur le joint 54.
Le dispositif 20 est situé au poste de soudage est similaire au dispositif 18 par le fait qu'il comprend un support 56 supportant un bras rotatif 58 qui supporte, à son tour, un miroir 60 à face avant argentée. Le miroir 60 est disposé de manière à recevoir les radiations réfléchies par le miroir 42. Les radiations réfléchies par le miroir 60 tombent sur un dispositif de lentille 62. Celui-ci se présente sous la forme d'un boîtier dont une des parois comprend ou est formée par une masse profilée de matière qui peut réfracter le rayon laser de façon à le focaliser sur ou dans la région du joint 54.
Suivant une caractéristique préférée de la présente invention, l'intérieur du dispositif 62 est alimenté avec un gaz approprié, par exemple de l'argon, qui est destiné à sortir du dispositif 62 sous la forme d'un courant dirigé vers la zone de soudage, ce gaz étant inerte pour protéger le bain de fusion contre l'attaque par l'atmosphère jusqu'à ce que ce bain de fusion-soit suffisamment refroidi pour être à l'abri d'une telle attaque. Un dispositif similaire
62 comprenant des lentilles et un gaz de protection serait, de préférence, placé à l'intérieur du pipe-line et de la section, en étant fixé au tube 50, mais ceci n'a pas non <EMI ID=13.1> dernier. Dans le cas où le dispositif 62 est disposé à l'intérieur du pipe-line,-on comprendra que le gaz de protection du dispositif est fourni au.moyen du tube 50 et de la poupée mobile 18.
Grâce à des moyens qui ne sont'pas décrits plus en détails dans le présent exposé mais qui ne font pas partie par eux-mêmes de l'objet -de la présente invention, le bras
58 est entraîné en rotation par un moteur se trouvant dans le support 56 en synchronisme exact avec le bras 38. Ceci a pour but d'assurer que le faisceau laser réfléchi par le miroir 42 tombera toujours sur le miroir 60 et, de là, sur le joint 54 à souder.
On comprendra que le support 30 est creux ou profilé de toute autre manière en vue de permettre au faisceau laser 48 de tomber directement soit sur le miroir 44, soit sur le miroir 52.
On voit donc que l'appareil de soudage représenté sur la fig. 2 peut être utilisé, avec une facilité égale, pour effectuer des soudures intérieures ou extérieures par fusion. Dans les deux cas, il est nécessaire de prévoir des moyens pour régler l'appareil de telle sorte que le faisceau laser
48 soit focalisé sur ou dans la région du joint 54.
Pour réaliser des soudures internes, il est nécessaire d'assurer un léger déplacement du support 30, et avec lui le tube 50, par rapport au dispositif de centrage 40. De cette façon, indépendamment du dispositif 40, le tube 50 peut être déplacé axialement jusqu'à ce que le faisceau soit focalisé avec précision sur le joint 54 depuis l'intérieur. En plus des soudures extérieures, on peut faire en sorte que le bras
58 soit réglable le long de son axe de rotation pour modifier la position du miroir 60 par rapport au joint extérieur
54.
Dans l'appareil représenté sur la fig. 2 et dans tous les autres modes de réalisation de l'appareil, le faisceau
<EMI ID=14.1>
que son énergie est répartie sur une superficie relativement importante. Dans ce cas, on focalise le faisceau sur le joint 54 à souder, par exemple au moyen de la lentille réfractrice incluse dans le dispositif 62. Toutefois, il ne <EMI ID=15.1>
faisceau laser qui est initialement focalisé de sorte qu'il est transmis sous la forme d'un faisceau parallèle de très faible superficie de section droite et présentant, par conséquent, une densité d'énergie très élevée. Dans ce cas, la lentille réfractrice pourrait être supprimée, mais il peut encore être nécessaire ou avantageux d'utiliser le dispositif 62 pour diriger un courant de gaz inerte de protection sur le bain de soudure.
L'appareil de soudage représenté sur les fig. 3 et 4 est conçu pour fonctionner de façon similaire au dispositif représenté sur la fig. 2, mais pour effectuer uniquement des soudures extérieures.
Sur ces figures, et sur d'autres figures du dessin, les parties communes à la fig. 2 portent les mêmes références.
Dans la région du joint 54, la section de tuyau 28 est alignée avec l'extrémité bloquée du pipe-line 8 au moyen d'un dispositif d'accouplement interne 64 qui peut se présenter sous la forme d'une poche pneumatique maintenant les deux parties alignées coaxialement. Les forces axiales maintenant les extrémités aboutées en contact l'une avec l'autre à l'endroit du joint 54 sont obtenues au moyen d'un dispositif combiné 66 comprenant une poupée mobile et un laser. Sur le dispositif 66 est montée une des extrémités d'un bras tubulaire 69 dont l'autre extrémité est supportée par un support 71 dont le rôle est similaire à celui du dispositif 20.
Le bras tubulaire 69 supporte les miroirs 44,
42 et 60 au moyen desquels le faisceau est réfléchi depuis son trajet initial coaxial à l'axe des sections de tuyau 28 et est dirigé de manière à tomber d'une façon sensiblement radiale et extérieure sur le joint 54. Le faisceau laser 48 atteint l'intérieur du bras tubulaire 69 après avoir traversé un axe creux 77 faisant partie du dispositif 66. L'axe
77 supporte une roue dentée 78 qui est fixée au bras 69 et qui engrène avec une roue dentée 80 accouplée au moyen d'un arbre 82, à une seconde roue dentée 84 qui engrène avec une grande roue dentée 86 fixée à l'autre extrémité du bras 69
et supportée, en vue de sa rotation, par le support 71. Le rôle de cette disposition constructive est d'assurer un déplacement d'un seul bloc du bras 69 autour de la section <EMI ID=16.1>
bien qu'étant entraîné par une extrémité seulement.
Le miroir 60 est monté sur un chariot 88 qui peut se déplacer parallèlement à l'axe du pipe-line 8, à l'intérieur du bras 69. Ceci assure un réglage axial du point où le faisceau réfléchi par le miroir 60 tombe sur le joint 54 après avoir traversé une ouverture pratiquée dans la paroi du bras 69.
La section de tuyau 28 est soulevée jusqu'à une position où son axe est aligné avec celui du pipe-line 8 au moyen de vérins hydrauliques 27 que l'on enlève ensuite étant donné que la section de tuyau est supportée dans ladite position respectivement par un dispositif de centrage tronconique 40 et par le dispositif précité 64 de blocage interne.
La section représentée sur la fig. 4 montre comment le bras tubulaire 69 peut se déplacer complètement autour de la section de tuyau 28 de façon à effectuer une soudure extérieure en une ou plusieurs passes circulaires.
L'appareil de soudage représenté sur les fig. 5 et 6 est conçu pour effectuer uniquement des soudures internes.
Pour effectuer uniquement des soudures internes, la section de tuyau 28 à souder est supportée de façon appropriée, par exemple au moyen de chevalets 90 représentés, ou de supports réglables tels que des vérins hydrauliques. La section de tuyau 28 est momentanément fixée à l'extrémité correspondante du pipe-line 8 au moyen d'un dispositif de blocage extérieur 92.
Ce dispositif de blocage maintient les deux éléments assemblés et coaxiaux et agit aussi comme une barrière qui maintient en place la partie inférieure du bain de fusion pendant qu'il se solidifie. Cette dernière fonction est normalement nécessaire en raison du fait que la profondeur radiale du bain de fusion doit être égale à l'épaisseur ra.diale des tuyaux soudés l'un à l'autre pour assurer un fusionnement complet des extrémités aboutées. Pour qu'il ne reste à coup sûr aucune partie n'ayant pas fusionné, il serait normalement prudent de faire en sorte que l'épaisseur du bain de fusion soit supérieure à l'épaisseur radiale du tuyau si on disposait de matière supplémentaire permettant <EMI ID=17.1>
n'en était pas ainsi, le dispositif de blocage 92 chaufferait et se comporterait comme une semelle formant barrage.
A partir de la source laser mobile 16 s'étend un tube rotatif 50 supportant, à une de ses extrémités, un miroir 52 qui est incliné de façon à diriger les radiations cohérentes tombant radialement sur ce miroir sur le joint 54 entre les extrémités aboutées des tuyaux. A partir d'une des extrémités du tube 50 s'étend vers l'extérieur une série de supports anti-friction 94 adaptés pour porter sur la surface intérieure de la section de tuyau 28 et pour assurer un support mécanique à l'extrémité intérieure du tube 50 lorsque celui-ci tourne. Il en résulte que le faisceau laser 48 s'étend à coup sûr le long de l'axe de la section de tuyau
28.
La source laser est déplaçable dans le sens axial du pipe-line de façon à permettre l'introduction du tube 50, dans la section de tuyau après que cette dernière a été mise en place puis fixée au pipe-line 8. A cette fin, la laser 16 est monté sur des rails (non représentés) disposés sur la plateforme 12. La position de la source 16 peut être réglée avec précision de façon à assurer que le faisceau du laser,
<EMI ID=18.1>
joint 54 pour effectuer la soudure requise par fusion.
De même, dans le cas de l'appareil de soudage représenté sur les autres figures, le tube 50 peut effectuer une rotation complète de 360[deg.] dans le but d'effectuer la soudure 'requise en une ou plusieurs passes circulaires complètes.
L'appareil de soudage représenté sur les fig. 13 et 14 est similaire à celui représenté sur les fig. 5 et 6. Toutefois, dans cet appareil, le tube 50 est fixé rigidement à la source laser mobile 16 et le miroir 52 est supporté à l'extrémité libre dudit tube par un chariot 124 qui peut se déplacer parallèlement à l'axe de la section de tuyau 18 le . long d'un élément de guidage 126 (voir fig. 14) à section droite en queue d'aronde et que comporte une bague 128 qui, elle-même, peut être entraînée en rotation par un moteur électrique autour de l'axe de ladite 'section de tuyau, cette bague étant supportée en vue de sa rotation à l'intérieur du tube 50. De cette façon, le déplacement axial du chariot 124 <EMI ID=19.1>
chi par le miroir 52 tombe sur le joint 54 tandis que la rotation de 360[deg.] de la bague 128 et, par conséquent, du miroir 52, permet d'effectuer par fusion la soudure requise.
L'appareil de soudage représenté sur la fig. 7 est une variante de celui représenté sur la fig. 2. Il est principalement destiné à effectuer des soudures interne et externe, soit conjointement, soit consécutivement. A cette fin, il utilise deux lasers se présentant sous la forme d'un laser statique 16 et d'un laser mobile 96 fixé au bras rotatif 58 du support 20 au poste de soudage. L'alimentation en électricité, en eau de refroidissement et en gaz du laser mobile
(ou rotatif) 96 est assurée par l'intermédiaire du support
20 d'une manière qui ne fait pas partie de l'objet de la présente invention et qui, par conséquent, n'est pas décrit de façon plus détaillée.
Comme on l'a déjà mentionné, le dispositif de centrage
40 peut être déplacé axialement par rapport au tube 50 qui est fixé au support 30. De cette façon, le dispositif de centrage 40 vient s'engager dans l'extrémité libre de la section de tuyau 28 et la supporte tandis que l'on peut régler la position longitudinale du tube 50 avec son miroir
52 par rapport au joint 54 à souder en actionnant le vérin
34.
On voit d'après le dessin qu'au fur et à mesure que le bras 58 tourne, le rayonnement émis par le laser 96 peut effectuer une soudure extérieure tandis que celui émis par
le laser 16 peut effectuer une soudure interne par rotation du miroir 52. Les deux soudures peuvent être effectuées soit conjointement, soit consécutivement. De plus, même si les opérations de soudage sont effectuées conjointement, on peut décaler angulairement l'un de l'autre les bains de fusion des soudures intérieure et extérieure par un ajustement approprié des positions angulaires relatives du bras 58 et du tube 50. Ces décalages angulaires relatifs peuvent,être constants ou variables: En d'autres termes, particulièrement lorsque le laser mobile 96 a une puissance de sortie beaucoup plus faible que celle du laser 16, il peut être nécessaire que le bras 58 soit déplacé autour du joint à souder à une vitesse plus faible que la vitesse de rotation du tube 0 0 0 ..
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duits par les deux faisceaux laser se-rencontrent ou se chevauchent pour qu'à coup sûr aucune partie des faces d'extrémités aboutées des tuyaux n'échappe à la fusion. En d'autres termes, les vitesses de rotation du bras 58 et du tube 50 doivent être fonction de la puissance de sortie du laser associé et, par conséquent, de la profondeur de pénétration du faisceau laser, c'est-à-dire de la profondeur du
bain de fusion.
Les fig... 8 et 9 montrent .différentes vues d'un mode de réalisation possible de dispositifs de blocage interne destinés à maintenir en contact l'une avec l'autre, pendant l'exécution de la soudure interne, les extrémités aboutées
de la section de tuyau 28 du pipe-line 8. Le dispositif de
<EMI ID=21.1>
talement deux bagues 100 ayant un diamètre extérieur plus petit que le diamètre intérieur des tuyaux à souder. Un prolongement tubulaire 102 du tube 50 s'étend coaxialement aux bagues. Entre la surface extérieure du prolongement 102 et la surface intérieure de chaque bague 100 se trouve une série de vérins hydrauliques 104 disposés angulairement. Les
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pratiquées dans les bagues 100 et s'étendent suffisamment loin au-delà des surfaces extérieures de ces bagues pour pouvoir porter sur la surface intérieure de la section de tuyau associée 28 ou du pipe-line associé 8.
Les canalisations d'alimentation de fluide hydraulique et le matériel de commande des vérins ont été omis sur le dessin pour ne pas surcharger ce dernier. Selon la présente invention, les vérins peuvent être commandés sélectivement
ou en combinaison. -
Bien que les sections de tuyau 28 soient en pricipes circulaires à leur sortie de l'usine ou après leur transport et leur stockage, il peut se faire que ces sections soient déformées de sorte que leurs extrémités présentent une forme elliptique ou toute autre forme différente d'un cercle. Ceci peut s'appliquer à une des extrémités ou aux deux extrémités de chaque section de tuyau. Le dispositif de blocage 98 représenté sur les fig. 8 et 9 permet d'éliminer ces déformations avant l'opération de soudage. On obtient ce résultat <EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
suffisamment puissants pour forcer les extrémités correspondantes du pipe-line ou de la section de tuyau à prendre une forme réellement circulaire avant ou pendant l'opération de soudage.,
Il peut se faire également que, en raison des tolérances de fabrication, les diamètres intérieurs des sections de tuyau soient différents les uns des autres. Dans ce cas, le dispositif de blocage 98 peut être utilisé pour augmenter radialement la section ayant un diamètre intérieur plus petit jusqu'à ce que l'on obtienne une égalité de dimension. On parvient à ce résultat par un actionnement commun de la série appropriée de vérins. On comprendra que le dispositif de blocage 98 peut être commandé de façon à effectuer ces deux types d'opérations de correction en même temps, c'està-dire de rendre les deux extrémités réellement circulaires et de les amener au même diamètre.
Toutefois, les moyens grâce auxquels on commande les vérins hydrauliques 104 de façon à obtenir ce résultat désiré ne fait pas partie de l'objet de la présente invention et, par conséquent, ne seront pas décrits de façon plus détaillée dans le présent exposé.
La seule autre caractéristique digne d'intérêt sur la fig. 8 est le moyen grâce auquel le dispositif comprenant une lentille et assurant une protection par un gaz est disposé sur le tube 50 à l'aide de prolongements 108, cela intérieurement aux sections de tuyaux à souder.
Les fig. 10 et 11 sont les homologues des fig. 8 et 9 en ce sens qu'elles représentent un dispositif de blocage extérieur 108. Ce dernier comprend, de même, deux bagues
100, mais cette fois, ces bagues ont un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur des sections de tuyaux
28. Chacune des bagues supporte une série de vérins hydrauliques 104 espacés angulairement. Les pistons 106 des vérins s'étendent à travers des bagues 100 et portent sur les surfaces extérieures des sections de tuyau 28 et du pipeline 8. Entre les bagues s'étend une virole 110 qui est fixée aux bagues par des paliers 112. La virole 110 assure ainsi un axe commun aux bagues 100, de sorte que le dispositif de blocage extérieur 108 peut être utilisé pour aligner <EMI ID=25.1> virole 110 s'étend le bras rotatif 58 déjà décrit à propos des-fig. 2 ou 7. La virole 110 supporte aussi, par exemple
<EMI ID=26.1>
adaptée pour coopérer avec un pignon (non représenté) entraîné par un moteur monté dans le support 20. De cette façon, le bras 58 peut tourner de 360[deg.] autour de l'extrémité du pipe-line sans qu'aucun organe du dispositif de blocage extérieur 108 n'intercepte le faisceau laser 48 ou, de toute façon, sans empêcher un fonctionnement correct de l'appareil de soudage.
Comme pour le dispositif de blocage intérieur 98, les vérins hydrauliques 104 peuvent être actionnés soit sélectivement, soit à l'unisson pour rétablir la section de tuyau
28 ou le pipe-line 8 à sa forme de section droite réellement circulaire ou pour appliquer une force de compression radiale à l'une ou l'autre des sections de tuyau pour que ces sections aient le même diamètre ou encore pour appliquer une force en vue de modifier la forme ou modifier les dimensions.
L'appareil de blocage extérieur représenté sur les fig. 10 et 11 peut, bien entendu, être utilisé conjointement avec un laser rotatif 96 tel que celui représenté sur la fig. 7.
L'appareil de soudage représenté sur la fig. 12 utilise un laser fixe 16 pour effectuer uniquement des soudures extérieures. Contrairement à l'autre appareil de soudage représenté, le faisceau émis par le laser 16 est dirigé de manière à se trouver dans le plan contenant le joint 54
<EMI ID=27.1>
Le faisceau 48 émis par le laser 16 est dirigé de manière à pénétrer dans un carter 118 entourant les sections de tuyau
(8 ou 28) à souder l'une à l'autre. Le carter 118 contient quatre glissières 120 disposées chacune sur un des côtés du trajet du faisceau laser 48. Chaque glissière supporte un miroir mobile 122. Grâce à des moyens qui nlont pas été représentés sur le dessin, chacun des miroirs 122 peut être entraîné à une vitesse voulue le long de sa glissière tout en pouvant pivoter. L'angle que le miroir prend à toutes positions le long de sa glissière est fonction de la direc- <EMI ID=28.1>
laser, après avoir été réfléchi par le miroir correspondant, tombe sensiblement de façon radiale sur la section 28 à souder.
On comprendra que, du fait que les miroirs-122 occupe un volume fini, il n'est pas possible que ces miroirs suivent un trajet sous-tendant complètement un cercle. Par
<EMI ID=29.1>
ne peut pas effectuer une soudure extérieure sous-tendant un angle complet de 90[deg.] en tombant de façon totalement radiale sur le joint à souder. Il est par conséquent nécessaire que chacun des miroirs 122, vers l'extrémité de son déplacement le long de la glissière correspondante 120, pivote d'un angle tel que le faisceau réfléchi ne tombe pas de façon complètement radiale sur le joint à souder. On règle le degré du mouvement pivotant des miroirs de telle sorte que les différentes sections de cordon de soudure formées par une réflexion sur les miroirs et de façon successive soient continues.
A l'extrémité de son déplacement l'éloignant du laser
16 le long de la glissière correspondante 120, chaque miroir pivote rapidement d'un angle tel que le faisceau réfléchi tombe sur le miroir associé à la glissière suivante. Ensuite, le premier miroir reste fixe, dans cette position, pendant le reste de l'opération de soudage. Chacun des quatre miroirs 122 est déplacé à la fois longitudinalement et angulairement, de façon successive, jusqu'à ce qu'il ait atteint un point où le quatrième miroir réfléchit le faisceau laser sur le point où le premier miroir a commencé sa soudure.
Bien que la présente invention ait été décrite comme étant appliquée à un appareil pour effectuer par fusion des soudures complètes au moyen d'un faisceau laser uniquement, . il ne sort pas du cadre de la présente invention que l'opération de soudage au laser soit complétée par uns opération de soudage classique. Ainsi, par exemple, les extrémités aboutées des sections de tuyau peuvent être soudées par points l'une à l'autre avant d'être soudées au laser. De plus, ou en variante, les sections de tuyaux pourraient être soudées à l'intérieur uniquement au moyen d'un faisceau <EMI ID=30.1>
réalisées au moyen d'une technique de soudage classique tel qu'un soudage manuel ou semi-automatique. Dans ce dernier cas, on pourrait utiliser un soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode de tungstène ou avec électrode fusible ou bien on pourrait effectuer ce soudage en utilisant un arc à l'air libre. Du fait que l'addition d'une technique de soudage classique n'entraîne aucune modification de l'appareil décrit en référence au dessin annexé, de telles techniques ne seront pas décrites plus en détails dans le présent exposé.
En plus d'un soudage par fusion pure, on pourrait aussi utiliser un métal de remplissage. On ne pense pas que ceci serait nécessaire dans le cas d'un soudage au laser, mais l'opération de soudage supplémentaire, dans le cas où elle serait utilisée, pourrait comprendre l'utilisation d'un métal de remplissage. Si on décidait que la soudure effectuée par le rayon laser pourrait être améliorée par l'addition d'un métal de remplissage approprié, une modification pourrait alors être apportée à l'appareil de soudage illustré pour permettre l'apport de ce métal de remplissage sous une forme appropriée dans la zone de soudage.
De préférence, le métal de remplissage se présenterait sous la forme d'un fil qui pourrait être avancé dans le sens de sa longueur au moyen d'un moteur électrique et qui serait guidé jusqu'à son point d'application, par exemple au moyen d'un tube cu de tout autre guide. Comme une telle modification de l'appareil n'apparaît pas faire appel à une activité inventive, le moyen pour appliquer un métal de remplissage n'a pas été représenté sur les figures ni décrit en détail dans le présent exposé.
La présente invention a été décrite comme utilisant un laser au gaz carbonique par le fait que celui-ci constitue l'unique forme de laser commercial qui semble posséder la puissance nécessaire en émission continue. L'un des inconvénients des radiations produites par le laser à gaz carbo-. nique est qu'elles se situent dans la partie infrarouge du spectre optique et qu'elles sont, par conséquent, invisibles. Il en résulte qu'il est difficile de régler la focalisation dans l'opération de soudage en modifiant'l'optique du � ������
<EMI ID=31.1> ............... ristique de la présente invention, le laser, ou tout laser de l'appareil de soudage, est complété par un laser auxiliaire adapté pour produire une radiation cohérente se situant dans la partie visible du spectre optique. Ce laser auxiliaire est adapté pour projeter son faisceau le long du
<EMI ID=32.1>
reil puisse être réglé initialement en utilisant uniquement le laser auxiliaire et en visant la zone de soudage, cela par tous moyens appropriés, de manière à déterminer le moment où le système optique-est -correctement réglé. Ensuite, on met hors fonction le laser auxiliaire et on fait fonctionner le laser au gaz carbonique quand on désire effectuer la soudure.
Un alignement précis du faisceau laser avec le joint 54 peut être obtenu pendant l'opération de soudage en utilisant un dispositif pour suivre le cordon de soudure. Celui-ci peut être du type mécanique utilisant une pointe ou un dispositif analogue pour suivre le cordon de soudure et réglant le point où le faisceau laser est focalisé sur le joint ou bien on peut utiliser un système optique pour viser le joint dans la région du bain de fusion de telle sorte- que
<EMI ID=33.1>
long du trajet du joint. Les dispositifs pour suivre le cordon de soudure sont connus par eux-mêmes et, comme leur application au soudage au laser ne semble pas faire appel à une activité inventive, ils n'ont pas été décrits de façon plus détaillée dans le présent exposé.
Comme on peut le voir sur la fig. 1, il est généralement avantageux d'effectuer l'opération de soudage entre la section de tuyau et le pipe-line pendant que^ce dernier se trouve en position horizontale. Du fait que le pipe-line, lorsqu'il se repose sur le lit de la mer est aussi pratiquement horizontal, ceci revient à dire que le pile-line, après l'opération de soudage, doit être déplacé de la barge jusque sur le fond de la mer, le long d'une courbe en dos d'âne. Pour cela, il est nécessaire que le pipe-line soit courbé successivement dans 'deux directions opposées, ce qui le soumet à une contrainte et cela particulièrement au joint soudé.
<EMI ID=34.1>
tion, on peut remédier à cette difficulté en soulevant la plateforme 12 représentée sur la fig. 1, de manière qu'elle forme un angle par rapport à l'horizontale. Cet angle peut être tel que le tuyau est assemblé suivant une courbe unique, ce qui réduit les tensions qui s'y développent lors qu'il passe de la barge au fond de la mer.'La manière selon laquelle la plateforme est soulevée et maintenue suivant l'angle et la position voulus par rapport au pipe-line, cela malgré les déplacements normaux communiqués par la mer à la barge, ne fait pas partie par elle-même de l'objet de la présente invention et ne sera pas décrite de façon plus détaillée dans le présent exposé.
Diverses modifications concomittantes devraient être effectuées pour fixer les différentes parties de l'appareil de soudage à la plateforme
12 et pour les relier aux sources nécessaires d'électricité, de gaz et d'eau de refroidissement, mais cela ne sort pas de la compétence de l'homme de l'art et ne sera donc pas décrit de façon plus détaillée dans le présent exposé.
On voit donc que la présente invention permet de réaliser un appareil pour le soudage rapide et précis de sections de tuyaux à un pipe-line. Elle permet ainsi la construction rapide de pipe-lines destinés à être posés sous l'eau et, de ce fait, permet d'utiliser au mieux le temps de travail permis entre les périodes de conditions atmosphériques défavorables. On a constaté que l'appareil de soudage de la présente invention peut être utilisé pour effectuer des soudures circonférentielles de 0,8 mètre de longueur en
2 minutes, c'est-à-dire en une période de temps considérablement plus courte que celle exigée par les techniques de soudage manuel classiques. Quand la soudure a été effectuée, on peut déplacer la barge par rapport- au pipe-line pour amener l'autre extrémité de la section de tuyau nouvellement soudé en alignement avec le poste de soudage.afin qu'on puisse souder une nouvelle section de tuyau. Cette phase de l'opération de soudage peut être effectuée en moins d'une minute. On voit donc que l'on peut ajouter au moins 20 sections de tuyau par heure au pipe-line. Avec des sections - de tuyau mesurant 12 mètres de longueur, l'appareil de
<EMI ID=35.1>
de pipe-line par heure.
<EMI ID=36.1>
effectuer des opérations de soudage à une seule passe ou à passes multiples, opérations dans lesquelles sont effectuées des soudures intérieures et/ou extérieures, on peut voir que pour une barge de pose de pipe-lines de longueur classique, la substitution d'un seul poste de soudage à plusieurs postes de soudage utilisés dans les opérations de pose de pipe-line habituelles permet d'utiliser des sections de tuyaux d'une longueur considérablement plus grande que 12 mètres pour former le pipe-line. Du fait que la durée de l'opération de soudage n'est pas fonction de la longueur axiale de la section de tuyau, mais uniquement-de la longueur circonférentielle de ce dernier, l'utilisation d'une section de tuyau plus longue permet de réaliser des plus grandes longueurs de pipe-line par unité de temps.
Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes et des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention tel que défini dans les revendications ci-annexées.
<EMI ID=37.1>
1. Appareil pour souder une section de tuyau à un pipeline depuis l'intérieur et/ou depuis l'extérieur de la section de tuyau à souder, cet appareil convenant particulièrement sur les navires ou barges de pose de pipe-line et étant caractérisé par le fait qu'il comprend : un support fixe par rapport au pipe-line pour supporter et assujettir une des extrémités du pipe-line; un moyen pour aligner une section de tuyau avec l'extrémité assujettie du pipe-line et pour maintenir une des extrémités de la section précitée en contact avec l'extrémité du pipe-line; un moyen pour maintenir l'axe de la section aligné avec l'axe du pipe-line;
au moins une source laser disposée de façon à diriger un faisceau de radiations cohérentes le long de l'axe du pipe-line, et un moyen pour faire tourner au moins une première surface réfléchissante disposée dans le trajet du faisceau de telle sorte que le faisceau laser, après réflexion sur cette surface, tombe de façon sensiblement radiale sur les extrémités de tuyaux aboutées et effectue au moins un tour complet autour de l'axe du pipe-line, l'énergie du faisceau étant telle qu'il peut souder l'une à l'autre par fusion les extrémités de tuyaux aboutées.
Apparatus for laser welding of a pipeline, particularly for pipeline laying vessels.
<EMI ID = 1.1> to each other successively sections of carbon steel pipe and a large diameter can form a pipeline.
The pipeline can be used underwater or it can be used on land to transport oil or any other liquid. In the former case, the welding apparatus is mounted on a pontoon or pipeline laying barge or other similar ocean-going vessel, while in the latter case it can be mounted on a mobile land platform.
The welding apparatus of the present invention is particularly suitable for application to pipeline laying vessels as it not only greatly reduces the time required to lay a pipeline on the seabed. , but still allows the use, on a pipe-laying vessel, either of a shorter bridge than with the conventional apparatus by the fact that only one welding station is necessary, or of sections of pipe welded together which are longer in the case of the conventional device.
It is generally known that the assembly by welding of prefabricated elements, such as sections of pipe, must be carried out with precision and with a minimum of deformation of the elements to be welded, if it is desired to preserve the welded elements. or even prevent deterioration thereof, so as to reduce the necessary finishing operations to a minimum, and consequently, to make the welding cycle more economical. It is also necessary, especially in cases where the welded pipeline has to be placed by a ship on the seabed, that the welding operation be carried out with the highest possible speed, in order to reduce to a minimum downtime and to suffer as little delay as possible in view of unfavorable weather conditions.
The devices commonly used for welding carbon steel pipelines use arc or forge welding and require a weld filler metal. This is why they all have drawbacks, either functional or economical. More specified- <EMI ID = 2.1>
tion of the melting point isotherm through the carbon steel of the pipe section in all directions, which results in heat loss, deformation of the section and a change in its micrographic structure. These structural changes are caused by the necessary use of a weld filler metal which always undergoes a different thermal cycle from that of the parts being welded. Additionally, welding that uses a filler metal always requires multiple passes and increases the time taken to complete a weld.
Therefore, in the particular case of the pipeline to be laid on the seabed by a ship on board which successive pipe sections are welded to the pipeline, the fact that the welding must be carried out in several passes means that the operation must take place at several welding stations to each of which a pass is made; it follows that short sections of pipe can be used, since the ship's deck where welding
takes place necessarily has a limited length.
The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks and, therefore, provides a welding apparatus which achieves a uniform weld and significantly reduces the time required to weld carbon steel pipes to each other, particularly for pipelines to be laid on
the seabed by means of a pipeline laying vessel.
These advantages are obtained by using as a welding agent a laser beam emitted by a laser source having an output power high enough to weld together carbon steel pipes having a yield strength and a considerable thickness.
By using a laser beam as a welding agent, the use of a filler metal can be avoided and
the butted ends of the pipes can be welded to each other in a single pass so that the number of welding stations required to weld pipe sections together can be reduced to only one. In addition, the welding operation is made more economical <EMI ID = 3.1>
reduced near the ends of the pipes being welded, which causes practically no deformation of these pipes. In addition, the use of movable mirrors in the path of the laser beam makes it possible to act on this beam and to direct it on the joint to be welded while maintaining the fairly heavy and bulky laser source in an appropriate position. Finally, the apparatus of the present invention makes the welding of large diameter pipelines faster, simpler, more precise and more economical than with the conventional apparatus and gives a better quality and greater weld. uniformity.
The present invention also enables a section of pipe to be welded to a pipeline from the inside as well as from the outside of the section; in the first case the laser beam is directed in a straight line along the axis of the pipe section while in the second case it is directed in an inclined path so that it passes over the pipe section. pipe section and reaches the butt ends from the outside.
The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing which shows different ways of using the welding apparatus of the present invention and in which:
<EMI ID = 4.1>
of pipelines on which the welding apparatus of the present invention is mounted;
fig. 2 is a side view of a first embodiment of the welding apparatus of the present invention;
fig. 3 is a cross section of a second embodiment of the welding apparatus of the present invention;
fig. 4 is a sectional view taken through IV-IV of FIG. 3;
fig. 5 is a cross section of a third embodiment of the welding apparatus of the present invention;
<EMI ID = 5.1> fig. 5;
fig. 7 is a schematic view of yet another embodiment of the welding apparatus of the present invention;
fig. 8 is a view, partially in section and partially in elevation, of an internal locking device for keeping the two ends of pipes to be welded locked;
fig. 9 is a sectional view taken by IX-IX of FIG. 8;
fig. 10 is a side elevation of a first embodiment of exterior clamping devices for holding both ends of pipes to be welded in position;
fig. 11 is a sectional view taken by XI-XI of FIG. 10;
fig. 12 is a view of yet another embodiment of welding apparatuses of the present invention;
fig. 13 is a cross section of yet another embodiment of the welding apparatus of the present invention; and
fig. 14 is a sectional view taken by XIV-XIV of FIG. 13.
When the welding apparatus of the present invention is to be used to weld a pipeline intended to be laid on the seabed, the welding operation is carried out on an ocean-going vessel known as the barge. laying of pipelines. This barge is a ship not having its own propulsion device but provided with a relatively large number of winches 4 which are each connected to an anchor (not shown). The anchors are thrown at the front and at the back of the barge 2,
along the planned route of the pipeline. The barge is moved along this path during the pipeline laying operation by pulling on the chains ending at the front anchors and letting the chains spinning ending at the rear anchors. The tensions of the various chains are adjusted so that the position of the barge is permanently controlled in a precise manner and is known with precision. The motors driving the winches, the controls for these motors and the chain lockers for the anchor chains have been omitted from the drawing in order not to overload it.
<EMI ID = 6.1>
protrudes aft and down from the barge
2. This "stinger" is adapted to support the pipe-line 8 when it leaves the barge, so that the pipe-line is forced to move along a chosen profile path. The purpose of this is to prevent the pipeline from taking a curve with a radius that is too small and liable to damage it. The supports 10 extending from the "stinger" are adapted to move relative to the pipeline so that when the latter leaves the rear of the barge during the welding operation, the weight of the pipe. line is supported in several widely spaced places so that any localized excessive stress on the pipeline is avoided.
The welding apparatus of the present invention is to a large extent intended for mounting within the interior of the machine.
<EMI ID = 7.1>
so that it can be moved in the longitudinal direction of the barge. The purpose of this is to prevent the movements communicated by the sea to the barge from being transmitted to the welding apparatus and from interfering with its adjustment. To this end, the critical parts of the welding apparatus are fixed to the platform and the platform is itself secured to the inner end, i.e. on board, of the pipeline of such. so that the welding device is fixed relative to the pipeline and not to the barge 2.
Platform 12 supports laser 16, doll
mobile 18, a device 20 placed at the welding station, a locking device 22 and a device 24 for radiographic crack detection. An installation 26, used to coat the pipeline after welding with bitumen and / or any other protective material, is normally associated with the welding apparatus and is not necessarily mounted on the platform 12.
Laser 16 has sufficient output power to perform fusion welding to an adequate depth in a material such as carbon steel. A laser which is particularly well suited for this purpose is a laser which emits coherent radiation in the infrared portion of the spectrum and which uses carbon dioxide as the emitting agent <EMI ID = 8.1>
in electrical energy as well as with various gases (including carbon dioxide) and with cooling water. The sources of this electrical energy and these fluids as well as the means by which they are supplied to the laser as required have not been shown in the drawing so as not to overload the latter.
The tailstock 18 is adapted to support the end of the pipe section 28 which will constitute the outer end of the pipeline 8 formed by the series of pipe sections aligned and welded previously. More details on the construction of the tailstock have been shown in other figures of the drawing and will be described below.
The device 20 located at the welding station comprises means for supporting the inner end of the pipe section 28 so that this end is coaxial with the adjacent end of the pipeline 8. As for the tailstock 18, of other details of the device 20 will be given in the description below and are shown in other figures.
The blocking device 22 can be moved with the platform 12 and is adapted to be blocked firmly on the outer surface of the welded pipeline so that the platform 12 is forced to follow the movement of the pipeline along. its axis with respect to the barge. The lateral displacement of the barge and the pipeline does not affect the correct operation of the welding apparatus of the present invention and such displacements can be absorbed. Since the blocked end of the pipeline is forced to move laterally to the axis of the pipeline with the movement of the barge, the platform 12 is in fact fixed in space with respect to the end of
<EMI ID = 9.1>
the welding machine has been adjusted, its subsequent operation will not be disturbed by the normal movements communicated by the sea to the barge 2.
The x-ray unit 24 is mounted on the platform '12 in such a way that any crack or other defect in the weld remains fixed relative to the unit and <EMI ID = 10.1>
a relative movement was allowed, and this despite the movement of the barge 2.
The apparatus shown in FIG. 2 is intended to be used for making internal or external welds with a view to effecting the junction of the abutting ends of a section of pipe 28 and of the pipeline 2. To this end, the tailstock 18 comprises a support 30 mounted on rails 32 that includes
the platform 12. The rails are substantially parallel to the axis of the pipeline 8. The position of the support 30 with respect to
to the platform 12 and, therefore, relative to the pipeline, is adjusted by means of a double hydraulic cylinder
effect 34 connected to a control device 36. The source of pressurized fluid intended for the cylinder 34 has not been shown in the drawing so as not to overload the latter.
The support 30 supports a rotating arm 38 and a fixed centering device 40. At its outer end, the
arm 38 supports a mirror 42 with a silver front face and, to
its inner end, where it intersects the axis of the pipeline 8, a mirror 44 with a silver front face. The position of the mirror 44 is adjusted by means of a hydraulic cylinder 46
which is only shown schematically. The cylinder 46 can move the mirror 44 to such an extent that, in a
limit positions, no part of the mirror 44 is
located in the beam 48 of the laser 16, while in the other limit position (as shown), the mirror cuts the entire laser beam 48. The arm 38 can be rotated by means of a motor placed at the same time. 'inside bracket 30 so that mirrors 42 and 44 can rotate 360 [deg.] while maintaining their relative alignment. The alignment is such that the beam reflected by
mirror 42 is normally parallel to beam 48 falling on mirror 44, but this is not essential. The centering device 40 supported by the support 30 is in the form of a hollow member having a frustoconical outer surface whose minimum diameter is less than the internal diameter of the pipe section 28 and whose maximum diameter is greater than the internal diameter of the section. As a result, device 40 can be inserted into the end corresponding to <EMI ID = 11.1>
direction, the centering device lifts the outer end of the pipe section 28 until the axis of this section is aligned with that of the pipeline 8 and exerts a powerful force along the axis of the tube section to force the other end of this tube section to come to bear against the end of the pipeline 8 which is on the barge.
From the rotary arm 38 extends a tube 50 which passes through the interior of the frustoconical hollow member 40 and which
<EMI ID = 12.1>
supports, at its other end, a mirror 52 with a silver face, this mirror being arranged such that the laser beam 48 which it reflects can fall on the joint 54 between the butted ends. In order to do this, the tube 50 is provided with an opening (not shown) so that radiation can exit from the interior of the tube 50 and fall onto the seal 54.
The device 20 is located at the welding station is similar to the device 18 in that it comprises a support 56 supporting a rotary arm 58 which in turn supports a mirror 60 with a silver front face. The mirror 60 is arranged so as to receive the radiations reflected by the mirror 42. The radiations reflected by the mirror 60 fall on a lens device 62. The latter is in the form of a housing, one of the walls of which comprises or is formed by a profiled mass of material which can refract the laser beam so as to focus it on or in the region of the joint 54.
According to a preferred characteristic of the present invention, the interior of the device 62 is supplied with a suitable gas, for example argon, which is intended to exit from the device 62 in the form of a current directed towards the welding zone. , this gas being inert to protect the molten pool against attack by the atmosphere until this molten pool is sufficiently cooled to be safe from such attack. A similar device
62 comprising lenses and shielding gas would preferably be placed inside the pipeline and section, being attached to tube 50, but this also does not <EMI ID = 13.1> last. In the case where the device 62 is placed inside the pipeline, it will be understood that the protective gas for the device is supplied to the means of the tube 50 and the tailstock 18.
Thanks to means which are not described in more detail in the present description but which do not themselves form part of the object of the present invention, the arm
58 is rotated by a motor located in the support 56 in exact synchronism with the arm 38. This is to ensure that the laser beam reflected from the mirror 42 will always fall on the mirror 60 and, from there, on the joint 54 to be welded.
It will be understood that the support 30 is hollow or profiled in any other way in order to allow the laser beam 48 to fall directly either on the mirror 44 or on the mirror 52.
It can therefore be seen that the welding apparatus shown in FIG. 2 can be used, with equal ease, to perform interior or exterior fusion welds. In both cases, it is necessary to provide means for adjusting the apparatus such that the laser beam
48 is focused on or in the region of the seal 54.
To achieve internal welds, it is necessary to ensure a slight displacement of the support 30, and with it the tube 50, relative to the centering device 40. In this way, independently of the device 40, the tube 50 can be moved axially. until the beam is precisely focused on the joint 54 from the inside. In addition to the external welds, we can make sure that the arm
58 is adjustable along its axis of rotation to modify the position of mirror 60 relative to the outer seal
54.
In the apparatus shown in FIG. 2 and in all other embodiments of the apparatus, the beam
<EMI ID = 14.1>
that its energy is distributed over a relatively large area. In this case, the beam is focused on the joint 54 to be welded, for example by means of the refracting lens included in the device 62. However, it does not <EMI ID = 15.1>
laser beam which is initially focused so that it is transmitted in the form of a parallel beam with a very small cross-sectional area and therefore exhibiting a very high energy density. In this case, the refracting lens could be omitted, but it may still be necessary or advantageous to use the device 62 to direct a stream of inert shielding gas over the solder bath.
The welding apparatus shown in fig. 3 and 4 is designed to function similarly to the device shown in FIG. 2, but to perform external welds only.
In these figures, and in other figures of the drawing, the parts common to FIG. 2 bear the same references.
In the region of the joint 54, the pipe section 28 is aligned with the blocked end of the pipeline 8 by means of an internal coupling device 64 which may be in the form of a pneumatic pocket holding the two. parts aligned coaxially. The axial forces keeping the abutting ends in contact with each other at the location of the joint 54 are obtained by means of a combined device 66 comprising a tailstock and a laser. One end of a tubular arm 69 is mounted on the device 66, the other end of which is supported by a support 71 whose role is similar to that of the device 20.
The tubular arm 69 supports the mirrors 44,
42 and 60 by means of which the beam is reflected from its initial path coaxial with the axis of the pipe sections 28 and is directed so as to fall in a substantially radial and outward fashion on the joint 54. The laser beam 48 reaches l 'inside the tubular arm 69 after passing through a hollow shaft 77 forming part of the device 66. The shaft
77 supports a toothed wheel 78 which is fixed to the arm 69 and which meshes with a toothed wheel 80 coupled by means of a shaft 82, to a second toothed wheel 84 which meshes with a large toothed wheel 86 fixed to the other end of the arm 69
and supported, with a view to its rotation, by the support 71. The role of this constructive arrangement is to ensure a single block movement of the arm 69 around the section <EMI ID = 16.1>
although being driven by one end only.
The mirror 60 is mounted on a carriage 88 which can move parallel to the axis of the pipeline 8, inside the arm 69. This ensures an axial adjustment of the point where the beam reflected by the mirror 60 falls on the tube. seal 54 after passing through an opening in the wall of arm 69.
The pipe section 28 is lifted to a position where its axis is aligned with that of the pipeline 8 by means of hydraulic jacks 27 which are then removed as the pipe section is supported in said position respectively by a frustoconical centering device 40 and by the aforementioned device 64 for internal locking.
The section shown in fig. 4 shows how the tubular arm 69 can move completely around the section of pipe 28 so as to perform an exterior weld in one or more circular passes.
The welding apparatus shown in fig. 5 and 6 is designed to perform internal welds only.
To perform internal welds only, the pipe section 28 to be welded is suitably supported, for example by means of trestles 90 shown, or adjustable supports such as hydraulic jacks. The pipe section 28 is momentarily fixed to the corresponding end of the pipeline 8 by means of an external locking device 92.
This blocking device keeps the two elements together and coaxial and also acts as a barrier that holds the lower part of the weld pool in place as it solidifies. The latter function is normally necessary due to the fact that the radial depth of the weld pool must be equal to the radial thickness of the pipes welded together to ensure complete fusion of the butt ends. To ensure that no unmerged part remains, it would normally be prudent to make the thickness of the weld pool greater than the radial thickness of the pipe if additional material were available to allow < EMI ID = 17.1>
If this were not the case, the locking device 92 would heat up and behave like a sole forming a barrier.
From the mobile laser source 16 extends a rotating tube 50 supporting, at one of its ends, a mirror 52 which is inclined so as to direct the coherent radiations falling radially on this mirror on the joint 54 between the abutting ends of the pipes. From one end of the tube 50 extends outwardly a series of anti-friction brackets 94 adapted to support the inner surface of the pipe section 28 and to provide mechanical support to the inner end of the tube. tube 50 when it turns. As a result, the laser beam 48 surely extends along the axis of the pipe section.
28.
The laser source is movable in the axial direction of the pipeline so as to allow the introduction of the tube 50, in the pipe section after the latter has been put in place and then fixed to the pipeline 8. To this end, the laser 16 is mounted on rails (not shown) arranged on the platform 12. The position of the source 16 can be precisely adjusted so as to ensure that the laser beam,
<EMI ID = 18.1>
joint 54 to perform the required fusion weld.
Likewise, in the case of the welding apparatus shown in the other figures, the tube 50 may perform a full rotation of 360 [deg.] For the purpose of effecting the required weld in one or more full circular passes.
The welding apparatus shown in fig. 13 and 14 is similar to that shown in FIGS. 5 and 6. However, in this apparatus, the tube 50 is rigidly fixed to the mobile laser source 16 and the mirror 52 is supported at the free end of said tube by a carriage 124 which can move parallel to the axis of the tube. pipe section 18 le. along a guide element 126 (see fig. 14) with a dovetail cross section and which comprises a ring 128 which, itself, can be rotated by an electric motor around the axis of said section of pipe, this ring being supported for its rotation inside the tube 50. In this way, the axial displacement of the carriage 124 <EMI ID = 19.1>
chi by mirror 52 falls on joint 54 while the 360 [deg.] rotation of ring 128 and hence of mirror 52 allows the required solder to be fused.
The welding apparatus shown in fig. 7 is a variant of that shown in FIG. 2. It is mainly intended for internal and external welding, either jointly or consecutively. To this end, it uses two lasers in the form of a static laser 16 and a mobile laser 96 fixed to the rotating arm 58 of the support 20 at the welding station. The supply of electricity, cooling water and gas to the mobile laser
(or rotary) 96 is provided via the support
20 in a manner which does not form part of the object of the present invention and which, therefore, is not described in more detail.
As already mentioned, the centering device
40 can be moved axially relative to the tube 50 which is fixed to the support 30. In this way, the centering device 40 engages in the free end of the pipe section 28 and supports it while it is possible adjust the longitudinal position of tube 50 with its mirror
52 in relation to the joint 54 to be welded by actuating the jack
34.
It can be seen from the drawing that as the arm 58 rotates, the radiation emitted by the laser 96 can perform an external weld while that emitted by
the laser 16 can perform an internal welding by rotating the mirror 52. The two welds can be carried out either jointly or consecutively. In addition, even if the welding operations are carried out jointly, it is possible to angularly offset one another the molten pools of the inner and outer welds by an appropriate adjustment of the relative angular positions of the arm 58 and of the tube 50. These Relative angular offsets can be constant or variable: In other words, particularly when the moving laser 96 has a much lower output power than that of the laser 16, it may be necessary for the arm 58 to be moved around the joint to weld at a speed slower than the rotational speed of the tube 0 0 0 ..
<EMI ID = 20.1>
produced by the two laser beams meet or overlap so that no part of the butted end faces of the pipes escapes fusion. In other words, the rotational speeds of the arm 58 and of the tube 50 must be a function of the output power of the associated laser and, therefore, of the depth of penetration of the laser beam, i.e. the depth of
molten pool.
Figs ... 8 and 9 show different views of a possible embodiment of internal locking devices intended to keep in contact with one another, during the execution of the internal weld, the butted ends
of the pipe section 28 of the pipeline 8. The
<EMI ID = 21.1>
tally two rings 100 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the pipes to be welded. A tubular extension 102 of the tube 50 extends coaxially with the rings. Between the outer surface of the extension 102 and the inner surface of each ring 100 is a series of hydraulic jacks 104 arranged angularly. The
<EMI ID = 22.1>
made in the rings 100 and extend far enough beyond the outer surfaces of these rings to be able to bear on the inner surface of the associated pipe section 28 or the associated pipeline 8.
The hydraulic fluid supply lines and the actuator control hardware have been omitted from the drawing to avoid overloading the drawing. According to the present invention, the jacks can be selectively controlled
or in combination. -
Although the pipe sections 28 are in principle circular when they leave the factory or after their transport and storage, it is possible that these sections are deformed so that their ends have an elliptical shape or some other shape different from 'a circle. This can apply to one end or both ends of each section of pipe. The locking device 98 shown in FIGS. 8 and 9 make it possible to eliminate these deformations before the welding operation. We get this result <EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
powerful enough to force the corresponding ends of the pipeline or section of pipe to assume a truly circular shape before or during the welding operation.,
It is also possible that, due to manufacturing tolerances, the internal diameters of the pipe sections are different from each other. In this case, the locking device 98 can be used to radially increase the section having a smaller inside diameter until equality of dimension is obtained. This is achieved by common actuation of the appropriate series of cylinders. It will be understood that the locking device 98 can be controlled so as to carry out these two types of correction operations at the same time, that is to say to make the two ends really circular and to bring them to the same diameter.
However, the means by which the hydraulic cylinders 104 are controlled so as to achieve this desired result is not part of the object of the present invention and, therefore, will not be described in more detail in this disclosure.
The only other characteristic of interest in FIG. 8 is the means by which the device comprising a lens and providing protection by a gas is arranged on the tube 50 by means of extensions 108, this internally to the sections of pipes to be welded.
Figs. 10 and 11 are the counterparts of FIGS. 8 and 9 in that they represent an outer locking device 108. The latter also comprises two rings
100, but this time these bushings have an inner diameter larger than the outer diameter of the pipe sections
28. Each of the rings supports a series of angularly spaced hydraulic cylinders 104. Pistons 106 of the cylinders extend through rings 100 and bear on the outer surfaces of the pipe sections 28 and the pipeline 8. Between the rings extends a ferrule 110 which is attached to the rings by bearings 112. The ferrule 110 thus ensures a common axis to the rings 100, so that the outer locking device 108 can be used to align <EMI ID = 25.1> ferrule 110 extends the rotary arm 58 already described in connection with fig. 2 or 7. The ferrule 110 also supports, for example
<EMI ID = 26.1>
adapted to cooperate with a pinion (not shown) driven by a motor mounted in the support 20. In this way, the arm 58 can rotate 360 [deg.] around the end of the pipeline without any member of the pipeline. external blocking device 108 does not intercept the laser beam 48 or, in any case, without preventing correct operation of the welding apparatus.
As with the interior locking device 98, the hydraulic cylinders 104 can be operated either selectively or in unison to restore the section of pipe.
28 or the pipeline 8 to its shape of a truly circular cross section or to apply a radial compressive force to one or the other of the pipe sections so that these sections have the same diameter or to apply a force in view to modify the shape or modify the dimensions.
The external locking device shown in Figs. 10 and 11 can, of course, be used in conjunction with a rotating laser 96 such as that shown in FIG. 7.
The welding apparatus shown in fig. 12 uses a fixed laser 16 to perform only exterior welds. Unlike the other welding device shown, the beam emitted by the laser 16 is directed so as to be in the plane containing the joint 54
<EMI ID = 27.1>
The beam 48 emitted by the laser 16 is directed to enter a housing 118 surrounding the pipe sections.
(8 or 28) to be welded to each other. The housing 118 contains four slides 120 each disposed on one of the sides of the path of the laser beam 48. Each slide supports a movable mirror 122. By means which have not been shown in the drawing, each of the mirrors 122 can be driven at one. desired speed along its slide while being able to pivot. The angle that the mirror takes in all positions along its slide is a function of the direction <EMI ID = 28.1>
laser, after being reflected by the corresponding mirror, falls substantially radially on the section 28 to be welded.
It will be appreciated that, because mirrors 122 occupy a finite volume, it is not possible for these mirrors to follow a path completely subtending a circle. By
<EMI ID = 29.1>
cannot perform an exterior weld subtending a full 90 [deg.] angle falling totally radially onto the joint to be welded. It is therefore necessary that each of the mirrors 122, towards the end of its movement along the corresponding slide 120, pivot at an angle such that the reflected beam does not fall completely radially on the joint to be welded. The degree of the pivoting movement of the mirrors is adjusted so that the different sections of weld bead formed by reflection from the mirrors and successively are continuous.
At the end of its movement away from the laser
16 along the corresponding slide 120, each mirror quickly pivots at an angle such that the reflected beam falls on the mirror associated with the next slide. Then, the first mirror remains fixed, in this position, during the remainder of the welding operation. Each of the four mirrors 122 is moved both longitudinally and angularly, successively, until it has reached a point where the fourth mirror reflects the laser beam back to the point where the first mirror began its weld.
Although the present invention has been described as being applied to an apparatus for effecting complete welds by fusion by means of a laser beam only,. it does not depart from the scope of the present invention for the laser welding operation to be completed by a conventional welding operation. Thus, for example, the butted ends of the pipe sections can be spot welded to each other before being laser welded. In addition, or alternatively, the pipe sections could be welded inside only by means of a bundle <EMI ID = 30.1>
carried out using a conventional welding technique such as manual or semi-automatic welding. In the latter case, it is possible to use arc welding in an inert atmosphere with a tungsten electrode or with a fusible electrode, or else this welding could be carried out using an arc in the open air. Since the addition of a conventional welding technique does not entail any modification of the apparatus described with reference to the accompanying drawing, such techniques will not be described in more detail in this disclosure.
In addition to pure fusion welding, a filler metal could also be used. It is not believed that this would be necessary in the case of laser welding, but the additional welding operation, if used, could involve the use of a filler metal. If it were decided that the welding effected by the laser beam could be improved by the addition of a suitable filler metal, then a modification could be made to the welding apparatus shown to allow the addition of this filler metal under. a suitable shape in the welding area.
Preferably, the filling metal would be in the form of a wire which could be advanced in the direction of its length by means of an electric motor and which would be guided to its point of application, for example by means a tube or any other guide. As such a modification of the apparatus does not appear to involve an inventive step, the means for applying a filler metal has not been shown in the figures nor described in detail in the present disclosure.
The present invention has been described as using a carbon dioxide laser in that the latter constitutes the only form of commercial laser which seems to have the necessary power in continuous emission. One of the disadvantages of the radiation produced by the carbo-gas laser. The trick is that they are in the infrared part of the optical spectrum and are therefore invisible. As a result, it is difficult to adjust the focus in the welding operation by changing the optics of the � � � � � �
<EMI ID = 31.1> .................. ristic of the present invention, the laser, or any laser of the welding apparatus, is supplemented by an auxiliary laser adapted to produce a coherent radiation located in the visible part of the optical spectrum. This auxiliary laser is suitable for projecting its beam along the
<EMI ID = 32.1>
reil can be adjusted initially using only the auxiliary laser and aiming at the weld area, by any appropriate means, so as to determine when the optical system is -correctly adjusted. Then, the auxiliary laser is turned off and the carbon dioxide laser is operated when it is desired to weld.
Precise alignment of the laser beam with the joint 54 can be achieved during the welding operation by using a device to follow the weld bead. This can be of the mechanical type using a tip or the like to follow the weld bead and adjusting the point where the laser beam is focused on the joint or an optical system can be used to aim the joint in the region of the weld. molten pool so that
<EMI ID = 33.1>
along the path of the joint. The devices for following the weld bead are known in themselves and, as their application to laser welding does not seem to call for an inventive step, they have not been described in more detail in the present disclosure.
As can be seen in fig. 1, it is generally advantageous to carry out the welding operation between the section of pipe and the pipeline while the latter is in a horizontal position. Since the pipeline, when it rests on the sea bed is also practically horizontal, this amounts to saying that the pile-line, after the welding operation, must be moved from the barge to the bottom of the sea, along a speed bend. For this, it is necessary that the pipeline is bent successively in 'two opposite directions, which subjects it to a stress and this particularly at the welded joint.
<EMI ID = 34.1>
tion, this difficulty can be overcome by lifting the platform 12 shown in FIG. 1, so that it forms an angle with respect to the horizontal. This angle can be such that the pipe is assembled in a single curve, reducing the stresses that develop in it as it passes from the barge to the seabed. The way in which the platform is lifted and held. depending on the desired angle and position with respect to the pipeline, this despite the normal displacements communicated by the sea to the barge, does not in itself form part of the object of the present invention and will not be described here. in more detail in this presentation.
Various concomitant modifications should be made to secure the various parts of the welding apparatus to the platform
12 and to connect them to the necessary sources of electricity, gas and cooling water, but this is not beyond the skill of those skilled in the art and will therefore not be described in more detail herein. exposed.
It can therefore be seen that the present invention makes it possible to produce an apparatus for the rapid and precise welding of sections of pipes to a pipeline. It thus enables the rapid construction of pipelines intended to be laid underwater and, as a result, makes it possible to make the best use of the working time allowed between periods of unfavorable atmospheric conditions. It has been found that the welding apparatus of the present invention can be used to make circumferential welds 0.8 meters in length in
2 minutes, that is, in a considerably shorter period of time than that required by conventional manual welding techniques. When the weld has been completed, the barge can be moved relative to the pipeline to bring the other end of the newly welded section of pipe into alignment with the welding machine. So that a new section of pipe can be welded. pipe. This phase of the welding operation can be completed in less than a minute. It can therefore be seen that at least 20 pipe sections per hour can be added to the pipeline. With sections - of pipe measuring 12 meters in length, the
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of pipeline per hour.
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perform single-pass or multiple-pass welding operations, operations in which internal and / or external welds are performed, it can be seen that for a pipe-laying barge of conventional length, the substitution of a single Welding station with several welding stations used in the usual pipeline laying operations allows the use of pipe sections of a length considerably greater than 12 meters to form the pipeline. Since the duration of the welding operation is not a function of the axial length of the section of pipe, but only of the circumferential length of the latter, the use of a longer section of pipe makes it possible to achieve longer pipe-line lengths per unit of time.
It is understood that the foregoing description has been given for purely illustrative and non-limiting purposes only and that variants and modifications can be made thereto within the framework of the present invention as defined in the appended claims. .
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1. Apparatus for welding a section of pipe to a pipeline from inside and / or from outside of the section of pipe to be welded, this apparatus being particularly suitable for ships or barges laying pipeline and being characterized by the fact that it comprises: a support fixed relative to the pipeline to support and secure one end of the pipeline; means for aligning a section of pipe with the secured end of the pipeline and for maintaining one end of the aforesaid section in contact with the end of the pipeline; means for keeping the axis of the section aligned with the axis of the pipeline;
at least one laser source arranged to direct a beam of coherent radiation along the axis of the pipeline, and means for rotating at least one first reflecting surface disposed in the beam path such that the beam laser, after reflection on this surface, falls substantially radially on the butted pipe ends and makes at least one complete revolution around the axis of the pipeline, the energy of the beam being such that it can weld the one to another by fusing the ends of the pipes together.