CN113414476A - 一种管道对接环焊缝保护气体密封装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道对接环焊缝保护气体密封装置，其包括：两个密封组件，其使用时放置在管道内腔，且分别设置于管道上的焊缝两侧；每个所述密封组件包括：密封挡板，设置在管道的内部，所述密封挡板的侧壁开设有环形密封槽；自紧密封环，其嵌套于环形密封槽内，外壁与管道的内壁相接触；充气组件，设置在每个所述密封组件上，且与所述密封槽连通，用于对密封槽充气打压；其中，将充气组件中存储的第一保护气体通入到每个密封挡板上的密封槽，使嵌套在密封槽上的自紧密封环沿径向膨胀，从而实现自紧密封环与管道内壁之间的密封。本发明具有装置简单，可调节性比较好，可进行长时间密封，密封可靠性高，可操作性较强等优点。

Description

一种管道对接环焊缝保护气体密封装置及方法

技术领域

本发明属于核电承压设备焊接保护领域，特别涉及一种管道对接环焊缝保护气体密封装置及方法。

背景技术

有色金属管道的环缝，在焊接过程中，需要对焊缝的背面进行气体保护，若保护不当，焊缝发生氧化将会导致焊接质量下降，最终影响产品质量。因此对管道环缝焊接时的保护气体的密封显得尤为重要。

现如今使用的保护气体密封装置，较多采用的是在管道端口两侧进行密封、管内充保护气体，这就造成了排出空气的时间较长、效率较低、保护气体严重浪费、成本增加等问题。中间需要保护的空间越大，就存在着空气排出越不彻底、需要的保护气就越多的问题，而且现有的保护气体密封装置长时间使用会有密封不严的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道对接环焊缝保护气体密封装置及方法，采用自紧密封环，通过对密封槽进行充气打压来进行密封，具有可调节性比较好，安装空间大，能够适应于高、低压工况，可以进行长时间的密封，密封可靠，装置简单，可操作性较强等优点。

为实现上述目的，本发明提供一种管道对接环焊缝保护气体密封装置，其包含：两个密封组件，其使用时放置在管道内腔，且分别设置于管道上的焊缝两侧；每个所述密封组件包括：密封挡板，其形状及尺寸与管道的截面形状及尺寸相匹配，设置在管道的内部，所述密封挡板的侧壁开设有环形密封槽；自紧密封环，其嵌套于环形密封槽内，外壁与管道的内壁相接触；充气组件，设置在每个所述密封组件上，且与所述密封槽连通，用于对密封槽充气打压；其中，将充气组件中存储的第一保护气体通入到每个密封挡板上的密封槽，使嵌套在密封槽上的自紧密封环沿径向膨胀，实现自紧密封环与管道内壁之间的密封，使管道内的两个密封组件之间的空间形成为被保护的密封区域，且焊缝位于该被保护的密封区域内。

其中，所述充气组件包括：外接管道，其一端穿过密封挡板与密封槽连通，用于传输第一保护气体；打压泵，其一端与外接管道未与密封槽连通的一端连接，另一端与第一保护气体罐连接，将第一保护气体罐中的第一保护气体加压后导入外接管道。

优选地，所述外接管道上设置有第一阀门，用于控制外接管道与密封槽之间的连通或关闭，以及调节自紧密封环的径向膨胀量。

其中，每块所述密封挡板上还设置有通气组件，所述通气组件包括：通气口，其开设在每个所述密封挡板上；通气管道，其一端与通气口连通，用于第二保护气体的流通。

优选地，当其中一个密封组件的密封挡板上的通气口为进气口时，所述密封挡板上设置的通气组件的通气管道一端与进气口连通，另一端与第二保护气体罐连接，所述第二保护气体罐向被保护的密封区域内输送第二保护气体。

优选地，当另一个密封组件的密封挡板上的所述通气口作为出气口时，该密封挡板上设置的通气组件的通气管道一端与出气口连通，另一端连接有测氧仪。

优选地，所述出气口与测氧仪之间还设置有第二阀门，用于控制通气口的打开或关闭。

一种管道对接环焊缝保护气体密封方法，其包括如下步骤：

步骤S1、在管道内安装两块密封挡板，使两块密封挡板设置在焊缝的两侧，并调节两块密封挡板之间的距离形成被保护区域；

步骤S2、打开第一阀门，分别对两块密封挡板上的密封槽通入第一保护气体进行充气打压；自紧密封环受到气体压力向管道内壁膨胀，待自紧密封环与管道内壁完全密封后，关闭第一阀门；所述被保护区域形成为被保护的密封区域；

步骤S3、通过其中一个密封组件的密封挡板上的进气口向被保护的密封区域通入第二保护气体，同时在另一个密封组件的密封挡板上的出气口处测量氧含量；

步骤S4、当出气口的测氧仪显示排出气体中的氧含量低于要求值的时候，关闭第二阀门，使被保护的密封区域内充满第二保护气体，且含氧量达到要求，之后在密封环境下且含氧量达到要求时对管道焊缝进行焊接。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供的一种管道对接环焊缝保护气体密封装置及方法，具有如下有益效果：

1、本装置可以通过缩短两密封挡板之间的距离来精准定位保护区域，并减少排出空气的准备时间，从而提高效率；

2、本装置可以减少保护气的用量、降低成本；

3、本装置挡板与管壁之间留有足够的间隙，可以有效防止密封装置对管壁的损伤；

4、本装置使用范围广泛，不仅适用于长直管段的气体保护，还适用于弯管对接时的气体保护。

附图说明

图1为本发明的管道对接环焊缝保护气体密封装置的示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图1，对本发明实施例中的技术方案、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。

需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括明确列出的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明提供了一种管道对接环焊缝保护气体密封装置，如图1所示，该保护气体密封装置包括：两个密封组件，其使用时放置在管道2内腔，且分别设置于管道2上的焊缝4两侧(本实施例中两个密封组件对称设置)；每个所述密封组件包括：密封挡板1，其形状及尺寸与管道2的截面形状及尺寸相匹配，设置在管道2的内部，该密封挡板1的侧壁开设有环形密封槽3；自紧密封环5(本实施例中采用橡胶制成)，其嵌套于环形密封槽3内，外壁与管道2的内壁相接触；充气组件，设置在每个所述密封组件上，且与所述密封槽3连通，用于对密封槽3充气打压；其中，将充气组件中存储的第一保护气体(本实施例中采用氩气作为第一保护气体)通入到每个密封挡板1上的密封槽3，使嵌套在密封槽3上的自紧密封环5沿径向膨胀，从而实现自紧密封环5与管道2内壁之间的密封，最终使管道2内的两个密封组件之间的空间形成为被保护的密封区域，且焊缝4位于该被保护的密封区域内。

其中，如图1所示，所述充气组件包括：外接管道6，其一端穿过密封挡板1与密封槽3连通，用于传输第一保护气体；打压泵8，其一端与外接管道6未与密封槽3连通的一端连接，另一端与第一保护气体罐(图中未示)连接，可以将第一保护气体罐中的第一保护气体加压后导入外接管道6；第一阀门7，设置在外接管道6上，用于控制外接管道6与密封槽3之间的连通或关闭，进而调节自紧密封环5的径向膨胀量。

本发明中，当需要对密封槽3充气时，打开第一阀门7，使外接管道6与密封槽3之间连通，进而利用打压泵8，将第一保护气体罐中存储的第一保护气体加压后导入外接管道6，并传输至密封槽3中，自紧密封环5受到气体压力沿径向管道2的内壁膨胀，从而实现自紧密封环5与管道2内壁之间的密封。

其中，每块所述密封挡板1上还设置有通气组件，所述通气组件包括：通气口，其开设在每个所述密封挡板1上；通气管道13，其一端与通气口连通，用于第二保护气体的流通；如图1所述，当其中一个密封组件的密封挡板1上的通气口作为进气口9时，该密封挡板1上设置的通气组件的通气管道13一端与进气口9连通，另一端与第二保护气体罐(图中未示)连接，所述第二保护气体罐能够给两块密封挡板1之间的空间(被保护的密封区域)内提供第二保护气体(本实施例中采用氩气作为第二保护气体)；当另一个密封组件的密封挡板1上的通气口作为出气口10时，该密封挡板1上设置的通气组件的通气管道13一端与出气口10连通，另一端连接有测氧仪，且出气口10与测氧仪(图中未示)之间还设置有第二阀门12。

本发明中，通过进气口9向被保护的密封区域内通入第二保护气体，同时在出气口10测量氧含量，当出气口10的测氧仪显示通气管道13排出气体中的氧含量低于要求值的时候，关闭出气口10的第二阀门12；此时，被保护的密封区域内充满第二保护气体，最后在密封环境下且含氧量达到要求时对管道焊缝4进行焊接。

需要说明的是，采用管道对接环焊缝保护气体密封装置对管道对接环焊缝保护气体进行密封的方法，其步骤如下：

步骤S1、在管道2内安装两块密封挡板1，使两块密封挡板1设置在焊缝4的两侧，并调节两块密封挡板1之间的距离形成被保护区域；

步骤S2、打开第一阀门7，分别对两块密封挡板1上的密封槽3通入第一保护气体进行充气打压；自紧密封环5受到气体压力向管道2内壁膨胀，待自紧密封环5与管道2内壁完全密封后，关闭第一阀门7；所述被保护区域形成为被保护的密封区域；

步骤S3、通过其中一个密封组件的密封挡板1上的进气口9向被保护的密封区域通入第二保护气体，同时在另一个密封组件的密封挡板1上的出气口10处测量氧含量；

步骤S4、当出气口10的测氧仪显示排出气体中的氧含量低于要求值的时候，关闭第二阀门12，使被保护的密封区域内充满第二保护气体，且含氧量达到要求；之后在密封环境下且含氧量达到要求时对管道焊缝4进行焊接。

综上所述，与现有保护气体密封装置相比，本发明所提供的管道对接环焊缝保护气体密封装置可调节性比较好，可以进行长时间的密封，密封可靠性高，装置简单，可操作性较强等优势。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，包括：

两个密封组件，其使用时放置在管道(2)内腔，且分别设置于管道(2)上的焊缝(4)两侧；

每个所述密封组件包括：密封挡板(1)，其形状及尺寸与管道(2)的截面形状及尺寸相匹配，设置在管道(2)的内部，所述密封挡板(1)的侧壁开设有环形密封槽(3)；自紧密封环(5)，其嵌套于环形密封槽(3)内，外壁与管道(2)的内壁相接触；

充气组件，设置在每个所述密封组件上，且与所述密封槽(3)连通，用于对密封槽(3)充气打压；

其中，将充气组件中存储的第一保护气体通入到每个密封挡板(1)上的密封槽(3)，使嵌套在密封槽(3)上的自紧密封环(5)沿径向膨胀，实现自紧密封环(5)与管道(2)内壁之间的密封，使管道(2)内的两个密封组件之间的空间形成为被保护的密封区域，且焊缝(4)位于该被保护的密封区域内。

2.如权利要求1所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，所述自紧密封环(5)采用弹性材料制成。

3.如权利要求2所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，所述充气组件包括：

外接管道(6)，其一端穿过密封挡板(1)与密封槽(3)连通，用于传输第一保护气体；

打压泵(8)，其一端与外接管道(6)未与密封槽(3)连通的一端连接，另一端与第一保护气体罐连接，将第一保护气体罐中的第一保护气体加压后导入外接管道(6)。

4.如权利要求3所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，所述外接管道(6)上设置有第一阀门(7)，用于控制外接管道(6)与密封槽(3)之间的连通或关闭，以及调节自紧密封环(5)的径向膨胀量。

5.如权利要求4所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，每块所述密封挡板(1)上还设置有通气组件，所述通气组件包括：

通气口，其开设在每个所述密封挡板(1)上；

通气管道(13)，其一端与通气口连通，用于第二保护气体的流通。

6.如权利要求5所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，当其中一个密封组件的密封挡板(1)上的通气口为进气口(9)时，所述密封挡板(1)上设置的通气组件的通气管道(13)一端与进气口(9)连通，另一端与第二保护气体罐连接，所述第二保护气体罐向被保护的密封区域内输送第二保护气体。

7.如权利要求6所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，当另一个密封组件的密封挡板(1)上的所述通气口为出气口(10)时，所述密封挡板(1)上设置的通气组件的通气管道(13)一端与出气口(10)连通，另一端连接有测氧仪。

8.如权利要求7所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置，其特征在于，所述出气口(10)与测氧仪之间还设置有第二阀门(12)，用于控制出气口(10)的打开或关闭。

9.一种管道对接环焊缝保护气体密封方法，采用如权利要求1～8中任一项所述的管道对接环焊缝保护气体密封装置实现，包括如下步骤：

步骤S1、在管道(2)内安装两块密封挡板(1)，使两块密封挡板(1)设置在焊缝(4)的两侧，并调节两块密封挡板(1)之间的距离形成被保护区域；

步骤S2、打开第一阀门(7)，分别对两块密封挡板(1)上的密封槽(3)通入第一保护气体进行充气打压；自紧密封环(5)受到气体压力向管道(2)内壁膨胀，待自紧密封环(5)与管道(2)内壁完全密封后，关闭第一阀门(7)；所述被保护区域形成为被保护的密封区域；

步骤S3、通过其中一个密封组件的密封挡板(1)上的进气口(9)向被保护的密封区域通入第二保护气体，同时在另一个密封组件的密封挡板(1)上的出气口(10)处测量氧含量；

步骤S4、当出气口(10)的测氧仪显示排出气体中的氧含量低于要求值的时候，关闭第二阀门(12)，使被保护的密封区域内充满第二保护气体，且含氧量达到要求；之后在密封环境下且含氧量达到要求时对管道焊缝(4)进行焊接。

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