CN114752750B - 一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬及其处理工艺，焊缝处理撬包括撬架、导轨座和滑架，撬架底部通过校准总成连接有导轨座，导轨座上沿水平方向依次滑动连接有3个滑架，3个滑架上依次安装有焊缝热处理总成、喷涂总成以及火焰加热总成，此外，导轨座上还滑动连接有冷却总成；本申请实现了油气长输管道野外施工焊缝的半自动化热处理及防腐处理。

Description

一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬及其处理工艺

技术领域

本发明涉及焊缝处理技术领域，特别涉及一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬及其处理工艺。

背景技术

油气长输管道野外施工时，需要对管道进行现场焊接，由于受到野外条件限制，焊缝的焊接残余应力无法消除，现有技术车间已经采用的残余应力消除方案最常见的为热处理，而野外常用方法为振动法，例如时效振动法等。然而采用时效振动法，需要连接复杂的传感器，并且管道为圆柱形，难以固定激振器，并且相比热处理，其处理需要时间长，且容易影响管道其余部分内应力。目前野外施工现场还没有管道焊缝局部热处理设备投入使用。

此外，野外油气长输管道焊缝防腐处理，通常采用人工打磨后，然后人工携带燃料对热缩膜进行加热，对焊缝进行包覆防腐，防腐效果差。因此，管道焊缝开裂和腐蚀是影响油气长输管道寿命的主要因素。

综上，目前油气长输管道野外焊接施工在以下问题急需解决：

首先是，缺少油气长输管道野外焊接施工焊缝热处理设备；其次是焊缝防腐处理效果差，缺少焊缝防腐自动化设备。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬及其处理工艺，旨在实现油气长输管道野外施工焊缝的半自动化热处理及防腐处理。

本发明提供的技术方案如下：一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬，包括撬架、导轨座和滑架，所述导轨座上沿水平方向依次滑动连接有若干个滑架，其改进之处在于，所述撬架底部通过校准总成连接有导轨座，至少一个所述滑架上固定安装有焊缝热处理总成。

采用上一步的有益效果是：能够实现野外油气长输管道焊缝的自动热处理。

进一步的，所述撬架前后两侧均设有矩形口，且其侧面设有操作门，所述矩形口侧面均设有标尺；所述校准总成包括四个固定在撬架底部的升降油缸，所述升降油缸顶部铰接在导轨座底部，所述导轨座顶部设有第一电机，所述第一电机输出轴连接有螺杆，所述螺杆的两端为光杆，所述导轨座位于螺杆的两侧均设有滑轨。

采用上一步的有益效果是：能够实现焊缝处理撬吊装与目标管道焊缝的相对位置的灵活调整，避免后续处理过程中发生干涉。

进一步的，所述滑架包括滑架座、固定在滑架座上的圆环外轨、安装在圆环外轨内侧的外齿圈、位于外齿圈底部的蜗杆以及与蜗杆相连接的蜗杆电机，且所述外齿圈内侧设有安装环，所述安装环上开设有若干均布的安装孔；所述滑架座底部两侧设有与滑轨相配合的滑槽，且所述滑架座上还设有与所述螺杆配合的螺纹孔。

采用上一步的有益效果是：滑架可以沿着导轨座移动，便于焊缝热处理总成移动至目标管道焊缝处，并且滑架内部安装环可旋转，确保目标管道焊缝热处理过程中受热均匀。

进一步的，所述焊缝热处理总成包括固定在所述安装环上的若干个第一固定座和管道中频加热器，所述管道中频加热器固定在若干个所述第一固定座上，且所述管道中频加热器与所述安装环同轴心布置。

采用上一步的有益效果是：采用管道中频加热器既可以满足目标管道焊缝处的高温退火等热处理工艺，也可用于目标管道焊缝处的加热。

进一步的，所述焊缝处理撬还包括喷涂总成、火焰加热总成以及冷却总成；所述滑架的数量为3个，3个所述滑架上依次安装有焊缝热处理总成喷涂总成以及火焰加热总成。

进一步的，所述喷涂总成包括螺栓固定在安装环上的第二固定座，所述第二固定座上设有液压油缸，且所述液压油缸上设有弧形料盒，所述弧形料盒远离液压油缸的一侧设有若干雾化喷头。

进一步的，所述火焰加热总成包括至少两个螺栓固定在安装环上的第三固定座、固定在第三固定座上的圆环形燃气管，所述圆环形燃气管内侧均布有若干个火焰喷头。

进一步的，所述冷却总成包括水箱座、水管架和洒水器，所述水管架为中空结构，其一端与洒水器连通，另一端位于水箱座内部；所述水箱座底部两侧设有与滑轨相配合的导向槽，且其侧部中央固定有与所述螺杆配合的螺纹管，所述洒水器为圆环形，其内侧设有若干个洒水孔；所述水箱座顶部还设有若干回水孔，且其内部还设有与所述水管架相连接的潜水泵。

采用上述技术方案的有益效果是：通过焊缝热处理总成、喷涂总成、火焰加热总成以及冷却总成依次排列，可以实现目标管道的防腐处理半自动化，可提高工作效率，节省人工成本，相比于传统仅采用热缩套的方式，防腐效果更加，并且加热热缩套过程，不需要工人携带燃料参与，此外，撬架也可以起到安全防护作用，施工安全性更高。

本发明还提供一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬的处理工艺，包括以下步骤：

步骤一、焊缝处理撬摆放，将焊缝处理撬吊装至目标管道焊缝处，根据撬架前后两侧矩形口上标尺进行初步定位；

步骤二、导轨座校准，启动升降油缸，微调各个升降油缸高度，通过微调导轨座与目标管道的相对位置关系，实现目标管道与安装环的初步对心；

步骤三、焊缝热处理，启动第一电机，推动焊缝热处理总成所在滑架移动至螺杆的螺纹端，滑架带动焊缝热处理总成移动至焊缝处，关闭第一电机，启动管道中频加热器及蜗杆电机，蜗杆电机带动蜗杆转动，进而驱动外齿圈带动管道中频加热器旋转，完成焊缝热处理。

进一步的，还包括以下步骤：

步骤四、环氧粉末喷涂，启动第一电机，推动喷涂总成所在滑架移动至螺杆的螺纹端，滑架带动喷涂总成移动至焊缝处，调整液压油缸使雾化喷头靠近目标管道后，向弧形料盒供入环氧粉末喷涂原料，开始环氧粉末喷涂，启动蜗杆电机，蜗杆电机带动蜗杆转动，进而驱动外齿圈带动喷涂总成旋转，完成环氧粉末喷涂；

步骤五、热缩套处理，将热缩套移动至焊缝处，推动火焰加热总成移动至螺杆的螺纹端，滑架带动火焰加热总成移动至焊缝处，启动蜗杆电机，蜗杆电机带动蜗杆转动，进而驱动外齿圈带动火焰加热总成旋转，对热缩套进行火焰加热完成热缩；

步骤六、目标管道冷却，推动冷却总成移动至螺杆的螺纹端，冷却总成在螺杆带动下移动至焊缝处，启动潜水泵，对目标管道进行冷却。

采用上述处理工艺的有益效果是：可以实现油气长输管道野外施工焊缝的自动化热处理及防腐处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明整体外观的立体结构示意图；

图2是本发明不含撬架的内部结构立体结构示意图；

图3是本发明中滑架的立体结构示意图；

图4是本发明焊缝热处理总成及其滑架的安装结构示意图；

图5是本发明喷涂总成及其滑架的安装结构示意图；

图6是本发明火焰加热总成其滑架的安装结构示意图；

图7是本发明冷却总成的立体结构示意图；

图8是本发明处理工艺起始状态的位置示意图；

图9为本发明处理工艺中热缩套处理过程的示意图。

图中：1、撬架；11、操作门；12、标尺；2、校准总成；21、升降油缸；3、导轨座；31、第一电机；32、螺杆；33、滑轨；4、焊缝热处理总成；41、第一固定座；42、管道中频加热器；5、喷涂总成；51、第二固定座；52、液压油缸；53、弧形料盒；54、雾化喷头；6、火焰加热总成；61、第三固定座；62、圆环形燃气管；63、火焰喷头；7、冷却总成；71、水箱座；72、水管架；73、洒水器；8、滑架；81、圆环外轨；82、外齿圈；821、安装环；822、安装孔；83、蜗杆；84、蜗杆电机；85、滑架座；86、滑槽；87、螺纹孔；9、热缩套。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”、“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-9所示，一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬，包括撬架1、导轨座3和滑架8，撬架1底部通过校准总成2连接有导轨座3，导轨座3上沿水平方向依次滑动连接有3个滑架8，3个滑架8上依次安装有焊缝热处理总成4、喷涂总成5以及火焰加热总成6，此外，导轨座3上还滑动连接有冷却总成7。

如图1所示，撬架1前后两侧均设有矩形口，且其侧面设有操作门11，所述矩形口侧面均设有标尺12；矩形口可以作为为目标管道左右对中的参照物，前后两侧的矩形口侧面标尺12可以为焊缝处理撬与目标管道水平定位做参照；需要特别说明的是，此处对中与定位为粗定位，定位精度人工判断即可，仅需要保证目标管道不与焊缝热处理总成4、喷涂总成5、火焰加热总成6以及冷却总成7干涉即可；因此，左右对中方向通过矩形口短边做相对位置参考，前后高度通过标尺进行参考。此外，撬架1顶部还设有吊耳，便于吊装，并且撬架1底部还设有叉车孔，便于叉车运输。

如图2和8所示，其中校准总成2包括四个固定在撬架1底部的升降油缸21，具体的，升降油缸21顶部铰接在导轨座3底部；此处采用铰接连接，可以保证四个升降油缸21可以独立升降，对导轨座3的高度和倾斜度进行调整，更具体的，同时升降四个升降油缸21可以对导轨座3的高度进行调整，选择升降不通的升降油缸21，可以进行导轨座3倾斜度的改变。

又如图2所示，导轨座3顶部设有第一电机31，所述第一电机31输出轴连接有螺杆32，具体的，螺杆32的两端为光杆，更具体的，导轨座3位于螺杆32的两侧均设有滑轨33；需要特别说明的是：如图8和图9所示，其中螺杆32的两端为光杆为光杆的作用是：停放三个滑架8和冷却总成，本实施例的焊缝处理撬可以适用于焊缝的不筒处理工况，当仅需要对焊缝进行热处理时，则将焊缝热处理总成4所在滑架8移动至螺杆32的螺纹端，由第一电机31驱动其到达目标管道焊缝处，根据需要可进行高温退火等常规热处理；当需要对焊缝进行防腐处理时，可将三个滑架8和冷却总成依次移动至螺杆32的螺纹端，由第一电机31驱动其按顺序到达目标管道焊缝处进行处理，完成工作的各个总成会移动至螺杆32另一端的光杆处暂存。

更具体的，如图3所示，滑架8包括滑架座85、固定在滑架座85上的圆环外轨81、安装在圆环外轨81内侧的外齿圈82、位于外齿圈82底部的蜗杆83以及与蜗杆83相连接的蜗杆电机84，且所述外齿圈82内侧设有安装环821，所述安装环821上开设有若干均布的安装孔822；所述滑架座85底部两侧设有与滑轨33相配合的滑槽86，且所述滑架座85上还设有与所述螺杆32配合的螺纹孔87；更具体的，其工作原理是：启动蜗杆电机84，带动蜗杆83旋转，蜗杆83与外齿圈82底部啮合，驱动外齿圈82缓慢旋转，进而带动安装环821旋转，由于焊缝热处理总成4、喷涂总成5以及火焰加热总成6均通过安装孔822安装在滑架8上，因此，上述三个总成也随之旋转。

本实施例中，各个总成结构如下所述：

如图4所示，焊缝热处理总成4包括固定在所述安装环821上的两个第一固定座41和管道中频加热器42，具体的，管道中频加热器42固定在两个第一固定座41上，且管道中频加热器42与安装环821为同轴心布置；需要特别指出的是，周知的，中频加热器的优点是受热均匀，但是如前所述，本申请的目标管道对中精度要求低，可节省大量准备时间，因此目标管道外壁各点距离管道中频加热器42内侧距离不一致，会导致受热不均匀，而采用内部可旋转的滑架8，解决了因对中精度低而产生的受热不均这一问题。

如图5所示，喷涂总成5为四组，均布在安装环821内侧，具体的，喷涂总成5包括螺栓固定在安装环821上的第二固定座51，第二固定座51上设有液压油缸52，且所述液压油缸52上设有弧形料盒53，所述弧形料盒53远离液压油缸52的一侧设有若干雾化喷头54；其工作原理是：工作时，向弧形料盒53充入一定压力的环氧粉末进行喷涂，同时启动滑架8蜗杆电机84，安装环821带动四组喷涂总成5旋转，完成目标管道焊缝的喷涂。

如图6所示，火焰加热总成6包括两个螺栓固定在安装环821上的第三固定座61、固定在第三固定座61上的圆环形燃气管62，所述圆环形燃气管62内侧均布有六个火焰喷头63；其工作原理是：将热缩套9移动至焊缝处，启动蜗杆电机84，驱动安装环821带动火焰加热总成6旋转，对热缩套9进行火焰加热完成热缩。

如图7所示，冷却总成7包括水箱座71、水管架72和洒水器73，具体的，水管架72为中空结构，其一端与洒水器73连通，另一端位于水箱座71内部；更具体的，水箱座71底部两侧设有与滑轨33相配合的导向槽74，且其侧部中央固定有与所述螺杆32配合的螺纹管75；此外，洒水器73为圆环形，其内侧设有若干个洒水孔；同时，水箱座71顶部还设有若干回水孔，且其内部还设有与所述水管架72相连接的潜水泵；其工作原理是：工作时，启动潜水泵，水经水管架72进入圆环形的洒水器73，并通过洒水孔洒水冷却后，水经回水孔流回水箱座71。

如图8和9所示，本实施例的油气长输管道野外施工用焊缝处理撬的处理工艺，该处理工艺包括以下步骤：

步骤一、焊缝处理撬摆放，将焊缝处理撬吊装至目标管道焊缝处，根据撬架1前后两侧矩形口上标尺12进行初步定位；

步骤二、导轨座校准，启动升降油缸21，微调各个升降油缸21高度，通过微调导轨座3与目标管道的相对位置关系，实现目标管道与安装环821的初步对心；

步骤三、焊缝热处理，启动第一电机31，推动焊缝热处理总成4所在滑架8移动至螺杆32的螺纹端，滑架8带动焊缝热处理总成4移动至焊缝处，关闭第一电机31，启动管道中频加热器42及蜗杆电机84，蜗杆电机84带动蜗杆83转动，进而驱动外齿圈82带动管道中频加热器42旋转，完成焊缝热处理。

步骤四、环氧粉末喷涂，启动第一电机31，推动喷涂总成5所在滑架8移动至螺杆32的螺纹端，滑架8带动喷涂总成5移动至焊缝处，调整液压油缸52使雾化喷头54靠近目标管道后，向弧形料盒53供入环氧粉末喷涂原料，开始环氧粉末喷涂，启动蜗杆电机84，蜗杆电机84带动蜗杆83转动，进而驱动外齿圈82带动喷涂总成5旋转，完成环氧粉末喷涂；

步骤五、热缩套处理，将热缩套9移动至焊缝处，推动火焰加热总成6移动至螺杆32的螺纹端，滑架8带动火焰加热总成6移动至焊缝处，启动蜗杆电机84，蜗杆电机84带动蜗杆83转动，进而驱动外齿圈82带动火焰加热总成6旋转，对热缩套9进行火焰加热完成热缩；

步骤六、目标管道冷却，推动冷却总成7移动至螺杆32的螺纹端，冷却总成7在螺杆32带动下移动至焊缝处，启动潜水泵，对目标管道进行冷却。

上述实施例中焊缝热处理总成4主要用于目标管道的加热，便于后续喷涂的环氧粉末胶化，及后续热缩套9的热缩安装。与上述实施例不同的其他实施例中，也可以不包括喷涂总成5及其滑架、火焰加热总成6及其滑架、冷却总成7；且其处理工艺不包括步骤四至七；本种实施方式主要用于焊缝的常规热处理；例如高温退火消除其焊接内应力等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，对其进行简单的组合变化都列为本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种油气长输管道野外施工用焊缝处理撬，包括撬架（1）、导轨座（3）和滑架（8），所述导轨座（3）上沿水平方向依次滑动连接有若干个滑架（8），其特征在于，所述撬架（1）底部通过校准总成（2）连接有导轨座（3），至少一个所述滑架（8）上固定安装有焊缝热处理总成（4）；焊缝处理撬还包括喷涂总成（5）、火焰加热总成（6）以及冷却总成（7）；所述滑架（8）的数量为3个，3个所述滑架（8）上依次安装有焊缝热处理总成（4）、喷涂总成（5）以及火焰加热总成（6）；所述喷涂总成（5）包括螺栓固定在安装环（821）上的第二固定座（51），所述第二固定座（51）上设有液压油缸（52），且所述液压油缸（52）上设有弧形料盒（53），所述弧形料盒（53）远离液压油缸（52）的一侧设有若干雾化喷头（54）；所述火焰加热总成（6）包括至少两个螺栓固定在安装环（821）上的第三固定座（61）、固定在第三固定座（61）上的圆环形燃气管（62），所述圆环形燃气管（62）内侧均布有若干个火焰喷头（63）；所述冷却总成（7）包括水箱座（71）、水管架（72）和洒水器（73），所述水管架（72）为中空结构，其一端与洒水器（73）连通，另一端位于水箱座（71）内部；所述水箱座（71）底部两侧设有与滑轨（33）相配合的导向槽（74），且其侧部中央固定有与螺杆（32）配合的螺纹管（75），所述洒水器（73）为圆环形，其内侧设有若干个洒水孔；所述水箱座（71）顶部还设有若干回水孔，且其内部还设有与所述水管架（72）相连接的潜水泵。

2.根据权利要求1所述的油气长输管道野外施工用焊缝处理撬，其特征在于，所述撬架（1）前后两侧均设有矩形口，且其侧面设有操作门（11），所述矩形口侧面均设有标尺（12）；所述校准总成（2）包括四个固定在撬架（1）底部的升降油缸（21），所述升降油缸（21）顶部铰接在导轨座（3）底部，所述导轨座（3）顶部设有第一电机（31），所述第一电机（31）输出轴连接有螺杆（32），所述螺杆（32）的两端为光杆，所述导轨座（3）位于螺杆（32）的两侧均设有滑轨（33）。

3.根据权利要求2所述的油气长输管道野外施工用焊缝处理撬，其特征在于，所述滑架（8）包括滑架座（85）、固定在滑架座（85）上的圆环外轨（81）、安装在圆环外轨（81）内侧的外齿圈（82）、位于外齿圈（82）底部的蜗杆（83）以及与蜗杆（83）相连接的蜗杆电机（84），且所述外齿圈（82）内侧设有安装环（821），所述安装环（821）上开设有若干均布的安装孔（822）；所述滑架座（85）底部两侧设有与滑轨（33）相配合的滑槽（86），且所述滑架座（85）上还设有与所述螺杆（32）配合的螺纹孔（87）。

4.根据权利要求3所述的油气长输管道野外施工用焊缝处理撬，其特征在于，所述焊缝热处理总成（4）包括固定在所述安装环（821）上的若干个第一固定座（41）和管道中频加热器（42），所述管道中频加热器（42）固定在若干个所述第一固定座（41）上，且所述管道中频加热器（42）与所述安装环（821）同轴心布置。

5.根据权利要求4所述的油气长输管道野外施工用焊缝处理撬的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、焊缝处理撬摆放，将焊缝处理撬吊装至目标管道焊缝处，根据撬架（1）前后两侧矩形口上标尺（12）进行初步定位；

步骤二、导轨座校准，启动升降油缸（21），微调各个升降油缸（21）高度，通过微调导轨座（3）与目标管道的相对位置关系，实现目标管道与安装环（821）的初步对心；

步骤三、焊缝热处理，启动第一电机（31），推动焊缝热处理总成（4）所在滑架（8）移动至螺杆（32）的螺纹端，滑架（8）带动焊缝热处理总成（4）移动至焊缝处，关闭第一电机（31），启动管道中频加热器（42）及蜗杆电机（84），蜗杆电机（84）带动蜗杆（83）转动，进而驱动外齿圈（82）带动管道中频加热器（42）旋转，完成焊缝热处理。

6.根据权利要求5所述的油气长输管道野外施工用焊缝处理撬的处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤四、环氧粉末喷涂，启动第一电机（31），推动喷涂总成（5）所在滑架（8）移动至螺杆（32）的螺纹端，滑架（8）带动喷涂总成（5）移动至焊缝处，调整液压油缸（52）使雾化喷头（54）靠近目标管道后，向弧形料盒（53）供入环氧粉末喷涂原料，开始环氧粉末喷涂，启动蜗杆电机（84），蜗杆电机（84）带动蜗杆（83）转动，进而驱动外齿圈（82）带动喷涂总成（5）旋转，完成环氧粉末喷涂；

步骤五、热缩套处理，将热缩套（9）移动至焊缝处，推动火焰加热总成（6）移动至螺杆（32）的螺纹端，滑架（8）带动火焰加热总成（6）移动至焊缝处，启动蜗杆电机（84），蜗杆电机（84）带动蜗杆（83）转动，进而驱动外齿圈（82）带动火焰加热总成（6）旋转，对热缩套（9）进行火焰加热完成热缩；

步骤六、目标管道冷却，推动冷却总成（7）移动至螺杆（32）的螺纹端，冷却总成（7）在螺杆（32）带动下移动至焊缝处，启动潜水泵，对目标管道进行冷却。