CN103372707A - 双金属复合管自动对焊焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双金属复合管自动对焊焊接设备，属于石油天然气输送管路领域。该设备主要包括：夹卡装置、导电装置、液压源连接装置、支承调节装置、陶瓷环、电动推进装置，所述支承调节装置上放置有可移动的待焊接的双金属复合管，可移动的待焊接的双金属复合管的待焊接端对应于静止的待焊接双金属复合管的待焊接端，两管的水平中心线位于同一轴线上，所述可移动的待焊接的双金属复合管与静止的待焊接双金属复合管对焊端的外径上各设置有一套夹卡装置。本发明通过双金属管自动对焊设备，可快速方便的完成双金属复合管现场的对焊操作，减少焊缝缺陷，降低焊缝失效事故的发生。结构简单，操作方便，加快施工速度。

Description

双金属复合管自动对焊焊接设备

技术领域

本发明涉及石油天然气输送管路领域，特别涉及一种双金属复合管自动对焊焊接设备。

背景技术

在石油天然气开采过程中，经常要输送腐蚀性介质。随着对能源需求的增加，越来越多的高含硫或含二氧化碳的强腐蚀性含水原油或天然气被开采出来，对高耐蚀合金的需求也在增加。但是由于高耐蚀合金价格高昂，极大的影响油田用户的经济效益，用户为了降低短期内投资成本，一般不乐于采用高性能的耐蚀合金管材，导致管线腐蚀失效时有发生。

双金属复合管是一种新型耐磨管，管外层采用普通钢管，通过离心成型工艺形成高铬铸铁内衬复合而成。双金属复合管的出现大幅降低了高耐蚀管材成本，但是其现场焊接经常出现缺陷，成为限制其推广应用的关键因素。管路的对焊焊接是将相邻的两管路沿整个端面同时焊接起来。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种双金属复合管自动对焊焊接设备。所述技术方案如下：

所述设备主要包括：夹卡装置、导电装置、液压源连接装置、支承调节装置、陶瓷环、电动推进装置，所述支承调节装置上放置有可移动的待焊接的双金属复合管，可移动的待焊接的双金属复合管的待焊接端对应于静止的待焊接双金属复合管的待焊接端，两管的水平中心线位于同一轴线上，所述可移动的待焊接的双金属复合管与静止的待焊接双金属复合管对焊端的外径上各设置有一套夹卡装置。

所述夹卡装置连接液压源连接装置；所述可移动的待焊接的双金属复合管和静止的待焊接双金属复合管对焊端的外径上设置有导电装置；所述可移动的待焊接的双金属复合管的尾端设置有电动推进装置及陶瓷环。

所述夹卡装置至少包括：侧夹持板、上下夹持板、紧固带、侧耳、卡扣；所述侧夹持板为圆弧形，其上设置有侧耳及卡扣，侧夹持板对称设置在可移动的待焊接的双金属复合管和静止的待焊接双金属复合管对焊端的外径两侧；所述上下夹持板为圆弧形，其上设置有卡扣，该卡扣与侧夹持板上的卡扣一一对应，各卡扣内穿过有紧固带，上下夹持板设置在可移动的待焊接的双金属复合管和静止的待焊接双金属复合管对焊端的外径上面或上面和下面。

所述导电装置至少包括：导线圈、中高频电源线；所述导线圈分别设置在可移动的待焊接的双金属复合管和静止的待焊接双金属复合管的相邻端外径上，两个导线圈分别连接中高频电源线。

所述液压源连接装置至少包括：液压伸缩棒、液压源管线、螺母；所述液压伸缩棒的一端设置在可移动的待焊接的双金属复合管上的侧夹持板的侧耳伸缩棒连接孔内，通过螺母紧固，另一端设置在静止的待焊接双金属复合管上的侧夹持板的侧耳伸缩棒连接孔内，通过螺母紧固；所述液压伸缩棒对称设置在可移动的待焊接的双金属复合管和静止的待焊接双金属复合管的外管径两侧，其中部横跨两管，两端各设置有螺纹孔与液压源管线的螺纹接头连接。

所述支承调节装置至少包括：底座、丝杠、旋转把手、调节架、滚轮轴、凹形滚轮；所述底座上平面设置有两螺孔螺纹联接两丝杠，丝杠上部设置有旋转把手，丝杠顶部插入调节架下平面设置的圆孔内，凹形滚轮两端的滚轮轴放置在调节架上部设置的圆弧形凹槽内，滚轮轴中心线与圆弧形凹槽中心线同心。

所述陶瓷环的外壁设置有一圈凹槽，内壁设置有十字筋，十字筋内设置有十字通气道；陶瓷环的环壁上设置有沿圆周呈放射性均匀分布的通气孔，且位于陶瓷环中心线的通气孔与十字通气道相通，十字筋的中心设置有惰性气体入口。

所述电动推进装置至少包括：驱动轮、传动带、万向节、电源线、电机、惰性气体管线、机壳、从动轮、前轮架、后轮架、支撑轮架、支撑轮；所述机壳内安装有万向节、电机，万向节上部与电机输出轴联接，电机连接电源线，惰性气体管线从机壳内穿过，前端连接陶瓷环，尾端连接惰性气体输出装置。

所述机壳底部安装有前轮架、后轮架、支撑轮架，前轮架底部安装有从动轮，后轮架底部安装有驱动轮，驱动轮通过传动带连接万向节，支撑轮架为八字形，底部安装有两个支撑轮，两支撑轮的垂直中心线与驱动轮的垂直中心线位于同一轴线上。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、通过双金属管自动对焊设备，可快速方便的完成双金属复合管现场的对焊操作，减少焊缝缺陷，降低焊缝失效事故的发生。

2、在两管对焊端的外径设置有侧夹持板、上下夹持板、紧固带等夹卡装置固定，可保证承受足够的焊接挤压力。

3、设置有液压源连接装置，为两管对焊时提供可移动的待焊接的双金属复合管向静止的待焊接双金属复合管移动及焊接挤压的动力。

4、设置有惰性气体管线、带凹槽及通气孔的耐高温陶瓷环、电动推进装置，利用惰性气体作为保护介质，保证焊缝材料的耐蚀性。

5、设置有支承调节装置调整高度，可快速将可移动的待焊接的双金属复合管的轴线与静止的待焊接双金属复合管的轴线对中，提高焊接生产效率。

6、结构简单，操作方便，加快施工速度，主要用于腐蚀性石油天然气输送用双金属复合管对焊焊接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的双金属复合管自动对焊焊接设备结构示意图；

图2是本发明实施例提供的夹卡装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的图2中A-A剖视图；

图4是本发明实施例提供的支承调节装置结构示意图的主视图；

图5是本发明实施例提供的支承调节装置结构示意图的侧视图；

图6是本发明实施例提供的支承调节装置结构示意图的分解图；

图7是本发明实施例提供的陶瓷环结构示意图的主视图；

图8是本发明实施例提供的图7中B-B剖视图；

图9是本发明实施例提供的电动推进装置结构示意图的主视图；

图10是本发明实施例提供的图9中C-C剖视图；

图11是本发明实施例提供的陶瓷环放入待焊接的双金属复合管内位置示意图；

图12是本发明实施例提供的陶瓷环放入待焊接的双金属复合管焊接端位置示意图；

图13是本发明实施例提供的陶瓷环放入相邻两管焊接端位置示意图；

图14是本发明实施例一提供的小尺寸外径双金属管装夹结构示意图；

图15是本发明实施例二提供的大尺寸外径双金属管装夹结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种双金属复合管自动对焊焊接设备，该设备主要包括：夹卡装置1、导电装置2、液压源连接装置3、支承调节装置4、陶瓷环5、电动推进装置6等零部件；所述支承调节装置4用于放置可移动的待焊接的双金属复合管7，可移动的待焊接的双金属复合管7的待焊接端对应于静止的待焊接双金属复合管8的待焊接端，两管的水平中心线位于同一轴线上，两管的对焊端的外径上各设置有一套夹卡装置1，两套夹卡装置1均连接液压源连接装置3；所述可移动的待焊接的双金属复合管7和静止的待焊接双金属复合管8对焊端的外径上设置有导电装置2，导电装置2外接高频电弧作为热源的电弧焊接；可移动的待焊接的双金属复合管7的尾端设置有电动推进装置6及陶瓷环5。

参见图2、图3，所述夹卡装置1主要包括：侧夹持板1-1、上下夹持板1-2、紧固带1-3、侧耳1-4、卡扣1-5等；所述侧夹持板1-1为圆弧形，圆弧形的侧面设置有一侧耳1-4及对称的两卡扣1-5，侧耳1-4上设置有一个伸缩棒连接孔，两个侧夹持板1-1对称设置在可移动的待焊接的双金属复合管7的待焊接端外径两侧；所述上下夹持板1-2为圆弧形，圆弧形的侧面设置有对称的两卡扣1-5，该两卡扣1-5与两个侧夹持板1-1上设置的卡扣1-5一一对应，且各卡扣1-5内穿过有一条紧固带1-3，紧固带1-3环绕一周，上下夹持板1-2设置在可移动的待焊接的双金属复合管7的待焊接端外径上面或上面和下面。同时，在与可移动的待焊接的双金属复合管7的待焊接端相邻的静止的待焊接双金属复合管8的外径上也设置有一套结构相同的夹卡装置1。

所述导电装置2主要包括：导线圈2-1、中高频电源线2-2等；所述导线圈2-1为两个，分别设置在可移动的待焊接的双金属复合管7和静止的待焊接双金属复合管8的相邻端外径上，各环绕一周，两个导线圈2-1上分别连接中高频电源线2-2。

所述液压源连接装置3主要包括：液压伸缩棒3-1、液压源管线3-2、螺母3-3等；所述液压伸缩棒3-1内部为液压腔，外部为阶梯形状，中部直径大，两端直径小，其中一端设置在可移动的待焊接的双金属复合管7的侧夹持板1-1的侧耳1-4伸缩棒连接孔内，通过螺母3-3紧固，另一端设置在静止的待焊接双金属复合管8的侧夹持板1-1的侧耳1-4伸缩棒连接孔内，通过螺母3-3紧固；所述液压伸缩棒3-1对称设置在可移动的待焊接的双金属复合管7和静止的待焊接双金属复合管8的外管径两侧，其中部阶梯轴横跨两管，两轴端各设置有一螺纹孔连通液压腔，且螺纹孔分别与液压源管线3-2的螺纹接头连接，用于两管对焊时提供可移动的待焊接的双金属复合管7向静止的待焊接双金属复合管8移动及焊接挤压的动力。

参见图4、图5、图6，所述支承调节装置4主要包括：底座4-1、丝杠4-2、旋转把手4-3、调节架4-4、滚轮轴4-5、凹形滚轮4-6等；所述底座4-1上平面内设置有两螺孔，用于螺纹联接两丝杠4-2，丝杠4-2上部设置有旋转把手4-3，通过旋转把手4-3旋转丝杠4-2即可实现高度调节，丝杠4-2顶部插入调节架4-4下平面设置的圆孔内，调节架4-4上部设置有圆弧形凹槽，凹形滚轮4-6两端设置的滚轮轴4-5放置在调节架4-4的圆弧形凹槽内，滚轮轴4-5中心线与圆弧形凹槽中心线同心。

参见图7、图8，所述陶瓷环5选用耐高温陶瓷材料制作，陶瓷环5的外壁中部设置有一圈凹槽5-1，内壁设置有十字筋5-5，十字筋5-5内设置有十字通气道5-2，陶瓷环5的环壁上设置有数多的通气孔5-4，通气孔5-4沿圆周呈放射性均匀分布，且位于陶瓷环5中心线的通气孔5-4与十字通气道5-2相通，十字筋5-5的中心设置有惰性气体入口5-1，用于连接惰性气体管线。

参见图9、图10，所述电动推进装置6主要包括：驱动轮6-1、传动带6-2、万向节6-3、电源线6-4、电机6-5、惰性气体管线6-6、机壳6-7、从动轮6-8、前轮架6-9、后轮架6-10、支撑轮架6-11、支撑轮6-12等；所述机壳6-7内安装有万向节6-3、电机6-5，万向节6-3上部与电机6-5输出轴联接，电机6-5连接电源线6-4，惰性气体管线6-6从机壳6-7内穿过，前端连接陶瓷环5，尾端连接惰性气体输出装置；机壳6-7底部安装有前轮架6-9、后轮架6-10、支撑轮架6-11，前轮架6-9底部安装有从动轮6-8，后轮架6-10底部安装有驱动轮6-1，驱动轮6-1通过传动带6-2连接万向节6-3，支撑轮架6-11为八字形，底部安装有两个支撑轮6-12，两支撑轮6-12的垂直中心线与驱动轮6-1的垂直中心线位于同一轴线上，而水平中心线不在同一轴线上。

同时参见图11、图12、图13，本发明实现两管自动对焊焊接的方法是：在焊接前，将惰性气体管线6-6的前端安装带凹槽及通气孔的耐高温陶瓷环5，陶瓷环5与电动推进装置6由可移动的待焊接的双金属复合管7的非焊接端内腔放入，开启电机6-5带动万向节6-3转动，万向节6-3通过传动带6-2带动驱动轮6-1转动，驱动轮6-1带动从动轮6-8及支撑轮6-12前行，同时推动陶瓷环5向前移动，直至焊接端适合位置，并使陶瓷环5外壁的凹槽5-1位于可移动的待焊接的双金属复合管7和静止的待焊接双金属复合管8之间焊缝处，通过惰性气体管线6-6接通惰性气体，在两管对焊时从里向外高压吹惰性气体，利用惰性气体氩气或富氩气体作为保护介质，保证焊缝的耐腐蚀性，采用连续送进可熔化的焊丝与燃烧于焊丝工件问的电弧作为热源进行电弧焊接。

本发明根据待焊接的双金属复合管的管径不同，采用不同的装夹方式，其方法是：

实施例一

参见图14，对于小尺寸外径的双金属复合管，其装夹步骤：a.将可移动的待焊接的双金属复合管7放置于支承调节装置4的两个凹形滚轮4-6内，通过旋转把手4-3旋转丝杠4-2调整高度，使可移动的待焊接的双金属复合管7的轴线与静止的待焊接双金属复合管8的轴线对中；b.在两管的相邻端部，分别采用两套圆弧形侧夹持板1-1对称设置在两管待焊接端的外径两侧，并分别采用一套圆弧形上夹持板1-2设置在两管待焊接端的外径上面，即，可移动的待焊接的双金属复合管7和静止的待焊接双金属复合管8相邻管端外径上都安装有左、右及上部三套夹持板，然后将紧固带1-3穿过三套夹持板上的各个卡扣1-5并紧固，总共将六套圆弧形夹持板固定在两管的外径表面；c.将带凹槽及通气孔的耐高温陶瓷环5通过电动推进装置6放入可移动的待焊接的双金属复合管7内腔直至焊接端；d.通过支承调节装置4调整可移动的待焊接的双金属复合管7与静止的待焊接双金属复合管8之间的距离至合适位置，使陶瓷环5大部分进入静止的待焊接双金属复合管8焊接端即可；e.在两管的左、右四套圆弧形侧夹持板1-1的四个侧耳1-4连接孔内安装左、右液压伸缩棒3-1并由螺母3-3固定；f.在两管相邻端缠绕导线圈2-1，与中高频电源线2-2相连，为焊接提供电能；g.接通电源线6-4及液压源管线3-2，并通过惰性气体管线6-6接通惰性气体作为焊缝的保护介质，即可进行焊接。

实施例二

参见图15，对于大尺寸外径的双金属复合管，其装夹步骤：为保证足够的焊接挤压力，增加一套下夹持板1-2。在b.步骤中，将两管的相邻端部，分别采用两套圆弧形侧夹持板1-1对称设置在两管待焊接端的外径两侧，并分别采用两套圆弧形上下夹持板1-2设置在两管待焊接端的外径上面和下面，即，可移动的待焊接的双金属复合管7和静止的待焊接双金属复合管8相邻管端外径上都安装有左、右、上、下四套夹持板，均匀布置，然后将紧固带1-3穿过四套夹持板上的各个卡扣1-5并紧固，总共将八套圆弧形夹持板固定在两管的外径表面。其余步骤同实施例一。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双金属复合管自动对焊焊接设备，该设备主要包括：夹卡装置(1)、导电装置(2)、液压源连接装置(3)、支承调节装置(4)、陶瓷环(5)、电动推进装置(6)，所述支承调节装置(4)上放置有可移动的待焊接的双金属复合管(7)，可移动的待焊接的双金属复合管(7)的待焊接端对应于静止的待焊接双金属复合管(8)的待焊接端，两管的水平中心线位于同一轴线上，其特征在于，所述可移动的待焊接的双金属复合管(7)与静止的待焊接双金属复合管(8)对焊端的外径上各设置有一套夹卡装置(1)。

2.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述夹卡装置(1)连接液压源连接装置(3)；所述可移动的待焊接的双金属复合管(7)和静止的待焊接双金属复合管(8)对焊端的外径上设置有导电装置(2)；所述可移动的待焊接的双金属复合管(7)的尾端设置有电动推进装置(6)及陶瓷环(5)。

3.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述夹卡装置(1)至少包括：侧夹持板(1-1)、上下夹持板(1-2)、紧固带(1-3)、侧耳(1-4)、卡扣(1-5)；所述侧夹持板(1-1)为圆弧形，其上设置有侧耳(1-4)及卡扣(1-5)，侧夹持板(1-1)对称设置在可移动的待焊接的双金属复合管(7)和静止的待焊接双金属复合管(8)对焊端的外径两侧；所述上下夹持板(1-2)为圆弧形，其上设置有卡扣(1-5)，该卡扣(1-5)与侧夹持板(1-1)上的卡扣(1-5)一一对应，各卡扣(1-5)内穿过有紧固带(1-3)，上下夹持板(1-2)设置在可移动的待焊接的双金属复合管(7)和静止的待焊接双金属复合管(8)对焊端的外径上面或上面和下面。

4.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述导电装置(2)至少包括：导线圈(2-1)、中高频电源线(2-2)；所述导线圈(2-1)分别设置在可移动的待焊接的双金属复合管(7)和静止的待焊接双金属复合管(8)的相邻端外径上，两个导线圈(2-1)分别连接中高频电源线(2-2)。

5.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述液压源连接装置(3)至少包括：液压伸缩棒(3-1)、液压源管线(3-2)、螺母(3-3)；所述液压伸缩棒(3-1)的一端设置在可移动的待焊接的双金属复合管(7)上的侧夹持板(1-1)的侧耳(1-4)伸缩棒连接孔内，通过螺母(3-3)紧固，另一端设置在静止的待焊接双金属复合管(8)上的侧夹持板(1-1)的侧耳(1-4)伸缩棒连接孔内，通过螺母(3-3)紧固；所述液压伸缩棒(3-1)对称设置在可移动的待焊接的双金属复合管(7)和静止的待焊接双金属复合管(8)的外管径两侧，其中部横跨两管，两端各设置有螺纹孔与液压源管线(3-2)的螺纹接头连接。

6.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述支承调节装置(4)至少包括：底座(4-1)、丝杠(4-2)、旋转把手(4-3)、调节架(4-4)、滚轮轴(4-5)、凹形滚轮(4-6)；所述底座(4-1)上平面设置有两螺孔螺纹联接两丝杠(4-2)，丝杠(4-2)上部设置有旋转把手(4-3)，丝杠(4-2)顶部插入调节架(4-4)下平面设置的圆孔内，凹形滚轮(4-6)两端的滚轮轴(4-5)放置在调节架(4-4)上部设置的圆弧形凹槽内，滚轮轴(4-5)中心线与圆弧形凹槽中心线同心。

7.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述陶瓷环(5)的外壁设置有一圈凹槽(5-1)，内壁设置有十字筋(5-5)，十字筋(5-5)内设置有十字通气道(5-2)；陶瓷环(5)的环壁上设置有沿圆周呈放射性均匀分布的通气孔(5-4)，且位于陶瓷环(5)中心线的通气孔(5-4)与十字通气道(5-2)相通，十字筋(5-5)的中心设置有惰性气体入口(5-1)。

8.根据权利要求1所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述电动推进装置(6)至少包括：驱动轮(6-1)、传动带(6-2)、万向节(6-3)、电源线(6-4)、电机(6-5)、惰性气体管线(6-6)、机壳(6-7)、从动轮(6-8)、前轮架(6-9)、后轮架(6-10)、支撑轮架(6-11)、支撑轮(6-12)；所述机壳(6-7)内安装有万向节(6-3)、电机(6-5)，万向节(6-3)上部与电机(6-5)输出轴联接，电机(6-5)连接电源线(6-4)，惰性气体管线(6-6)从机壳(6-7)内穿过，前端连接陶瓷环(5)，尾端连接惰性气体输出装置。

9.根据权利要求8所述的双金属复合管自动对焊焊接设备，其特征在于，所述机壳(6-7)底部安装有前轮架(6-9)、后轮架(6-10)、支撑轮架(6-11)，前轮架(6-9)底部安装有从动轮(6-8)，后轮架(6-10)底部安装有驱动轮(6-1)，驱动轮(6-1)通过传动带(6-2)连接万向节(6-3)，支撑轮架(6-11)为八字形，底部安装有两个支撑轮(6-12)，两支撑轮(6-12)的垂直中心线与驱动轮(6-1)的垂直中心线位于同一轴线上。

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