CN206869292U - 管状结构水下局部干法焊接用排水罩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其弧形板顶面设有排水罩本体，弧形板上安装设有预热板，弧形板底面周围设有密封圈，弧形板顶面靠近四个角端的位置分别设有一个把手；该排水罩本体上设有操作手套、压力补偿装置、辅助观察窗以及观察筒；该观察筒上设有进气管；其为管状结构水下局部焊接创造干法环境，可进行水下预热，便于焊工修复操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于海洋平台和海底石油管线水下焊接修复的管状结构水下局部干法焊接用排水罩。
背景技术
渤海海洋平台大部分已经服役几十年，海底导管架由于长时间在恶劣环境中服役而出现破损的情况，国内目前还没有对应的技术完成修复工作，因此要发明新的装置解决问题。国外可以运用水下焊条进行局部干法焊接，但此种方法对于焊条的要求较高，而且在焊接过程中接头较多，焊接效率低。需要制造使用药芯焊丝焊接的装置，创造局部干法的环境，进行水下预热，便于焊工修复操作，所以需要设计一种管状结构水下局部干法焊接用排水罩。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种管状结构水下局部干法焊接用排水罩，为管状结构水下局部焊接创造干法环境，可进行水下预热，便于焊工修复操作。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
本实用新型管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其特征在于，弧形板顶面设有排水罩本体，弧形板上安装设有预热板，弧形板底面周围设有密封圈，弧形板顶面靠近四个角端的位置分别设有一个把手；该排水罩本体上设有操作手套、压力补偿软结构、辅助观察窗以及观察筒；该观察筒上设有进气管。
前述的管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其中，所述弧形板为圆心角为100至120度的弧形本体，其顶部中心位置为开口，该开口的边缘处设有卡槽，且开口的面积和形状与排水罩本体底部开口面积和形状相应以供安装排水罩本体和预热板，弧形板底部周围设有密封圈；所述预热板为与弧形板开口面积和形状对应且具有与被焊工件外径相应弯曲度的板体；该预热板中部开设挡板安装口供安装挡板，且一侧设有缺口供露出焊道，预热板的四个角端分别安装弹簧，该弹簧上设有弹簧盖，安装时，预热板的弹簧盖上插设销钉，与弧形板开口边缘处设有的卡槽连接固定；所述排水罩本体是由四块板体围成一个纵断面呈梯形的中空柱形体，该纵断面呈梯形的中空柱形体顶侧由一块板体封闭而构成，底部开口面积和形状与弧形板顶部中心位置开口面积和形状相应；该排水罩本体一侧壁设有排烟/排水阀底座及压力补偿孔；该排烟/排水阀底座上安装排烟/排水阀，该压力补偿孔上通过压力补偿法兰安装压力补偿装置，该压力补偿装置为压力补偿软结构；该排水罩本体设有排烟/排水阀底座及压力补偿孔一侧壁的相对一侧壁设有照明灯支座，该照明灯支座上安装照明灯；该排水罩本体设有排烟/排水阀底座及压力补偿孔一侧壁相邻的一侧壁设置手套安装孔，该手套安装孔处通过手套法兰安装操作手套；该排水罩本体顶板上设置辅助观察窗安装孔、观察筒安装孔以及摄像头支座安装孔，该辅助观察窗安装孔设置辅助观察窗，该观察筒安装孔安装观察筒，该观察筒上部设有两个相互对应的进气管安装孔供进气管插入，该摄像头支座安装孔设置摄像头。
前述的管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其中，所述排水罩本体是由四块板体围成一个纵断面呈梯形的中空柱形体，该纵断面呈梯形的中空柱形体顶侧由一块板体封闭而构成；该五块板体为薄型不锈钢板，五块板体拼接接缝通过氩弧焊焊接密封；所述弧形板底部周围设有的密封圈断面呈回字形，材质为硬度20的硅胶；所述预热板为电弧预热板；所述照明灯支座是在排水罩本体一侧设有的照明灯支座安装孔处设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，照明灯设置在该通孔位置；所述摄像头支座是在排水罩本体顶板设有的摄像头支座安装孔设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，摄像头设置在该通孔位置；所述辅助观察窗是在排水罩本体顶板设有的观察窗安装孔处装设玻璃板及玻璃压片构成，该玻璃压片为法兰；
所述排烟/排水阀底座为钢管，该钢管一端焊接在排水罩本体侧壁设有排烟/排水阀座安装孔处，该钢管设有螺纹端与排烟/排水阀座安装孔通过螺纹配合连接。该排烟/排水阀底座上安装排烟/排水阀，该排烟/排水阀为单向阀，该单向阀为市售单向阀；
所述压力补偿软结构为中空圆台体上连接中空圆柱体，中空圆台体背离中空圆柱体的一端通过压力补偿法兰固定在排水罩本体一侧设有的压力补偿孔上，压力补偿法兰为环形法兰；
所述操作手套是由一个中空圆台体与一个设有纵向通孔的圆柱体一体成型构成；中空圆台体大直径端为开口端，该开口端借助手套法兰与排水罩本体设有的操作手套安装孔连接并用喉箍箍紧；中空圆台体小直径端为封闭端，该封闭端端部设有通孔与设有纵向通孔的圆柱体连接，中空圆台体小直径端的通孔与圆柱体的纵向通孔同心、同径；圆柱体的纵向通孔为焊枪插入孔，圆柱体外壁设有螺纹；焊枪由焊枪插入孔插入，焊枪法兰盖与圆柱体外壁螺接；该操作手套为硅胶材质一体成型，该硅胶材质为硬度20的硅胶；
所述进气管为两个中空钢管，其中一个中空钢管一端封堵，另一端为开口端，该中空钢管的开口端插入观察筒的一个进气管安装孔并固定，使中空钢管与筒体相通，该中空钢管封堵端位于观察筒外部并位于设置在排水罩本体顶板的支架上且通过卡箍定位；另一个中空钢管两端均为开口状，其一端插入观察筒的另一个进气管安装孔并固定，另一端位于观察筒外部并位于设置在排水罩本体顶板的支架上且通过卡箍定位，供与送气软管连接。
本实用新型管状结构水下局部干法焊接用排水罩的有益效果，其为管状结构水下局部焊接创造干法环境，可以在60m水深下进行管状结构的平、横、立三种位置的水下局部干法的焊接；排水罩体设有压力补偿软结构，可以平衡焊接手进入排水罩带来的压力波动；可进行水下预热，调节焊接参数，便于焊工修复操作。
附图说明：
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型预热板结构示意图。
图3为本实用新型操作手套结构示意图。
图4为本实用新型平焊实施状态示意图。
图5为本实用新型横焊实施状态示意图。
图6为本实用新型立焊实施状态示意图。
图中主要标号说明：1密封圈、2把手、3弧形板、4排烟/排水阀底座、5排水罩本体、6压力补偿法兰、7压力补偿软结构、8辅助观察窗、9观察筒、10摄像头、11照明灯支座、12手套法兰、13操作手套、14进气管、15预热板、16挡板、17弹簧盖、18弹簧、19圆柱体、20圆台体、21管件。
具体实施方式
如图1至图6所示，本实用新型管状结构水下局部干法焊接用排水罩，弧形板3顶面设有排水罩本体5，弧形板3上安装设有预热板15，弧形板3底面周围设有密封圈1，弧形板3顶面靠近四个角端的位置分别设有一个把手2；该排水罩本体上设有操作手套13、压力补偿软结构7、辅助观察窗8以及观察筒9；该观察筒9上设有进气管14。
如图1至图6所示，本实用新型管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其中，该弧形板3为圆心角为100至120度的弧形本体，其顶部中心位置为开口，该开口的边缘处设有卡槽，且开口的面积和形状与排水罩本体5底部开口面积和形状相应以供安装排水罩本体5和预热板15，弧形板3底部周围设有密封圈1；该预热板15为与弧形板开口面积和形状对应且具有与被焊工件外径相应弯曲度的板体；该预热板中部开设挡板安装口供安装挡板16，且一侧设有缺口供露出焊道，预热板的四个角端分别安装弹簧18，该弹簧18上设有弹簧盖17，安装时，预热板15的弹簧盖17上插设销钉，与弧形板3开口边缘处设有的卡槽连接固定；该排水罩本体5是由四块板体围成一个纵断面呈梯形的中空柱形体，该纵断面呈梯形的中空柱形体顶侧由一块板体封闭而构成，底部开口面积和形状与弧形板3顶部中心位置开口面积和形状相应；该排水罩本体5一侧壁设有排烟/排水阀底座4及压力补偿孔；该排烟/排水阀底座4上安装排烟/排水阀，该压力补偿孔上通过压力补偿法兰6安装压力补偿装置，该压力补偿装置为压力补偿软结构7；该排水罩本体5设有排烟/排水阀底座4及压力补偿孔一侧壁的相对一侧壁设有照明灯支座11，该照明灯支座11上安装照明灯；该排水罩本体5设有排烟/排水阀底座4及压力补偿孔一侧壁相邻的一侧壁设置手套安装孔，该手套安装孔处通过手套法兰12安装操作手套13；该排水罩本体5顶板上设置辅助观察窗安装孔、观察筒安装孔以及摄像头支座安装孔，该辅助观察窗安装孔设置辅助观察窗8，该观察筒安装孔安装观察筒9，该观察筒9上部设有两个相互对应的进气管安装孔供进气管14插入，该摄像头支座安装孔设置摄像头10。
如图1至图6所示，本实用新型管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其中，该排水罩本体5是由四块板体围成一个纵断面呈梯形的中空柱形体，该纵断面呈梯形的中空柱形体顶侧由一块板体封闭而构成；该五块板体为薄型不锈钢板，五块板体拼接接缝通过氩弧焊焊接密封；所述弧形板3底部周围设有的密封圈1断面呈回字形，材质为硬度20的硅胶；所述预热板15为电弧预热板；该照明灯支座11是在排水罩本体一侧设有的照明灯支座安装孔处设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，照明灯支座11设置在该通孔位置；该摄像头10是在排水罩本体顶板设有的摄像头10安装孔设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，摄像头设置在该通孔位置；该辅助观察窗8是在排水罩本体顶板设有的观察窗安装孔处装设玻璃板及玻璃压片构成，该玻璃压片为法兰；
所述排烟/排水阀底座为钢管，该钢管一端焊接在排水罩本体侧壁设有排烟/排水阀座安装孔处，该钢管设有螺纹端与排烟/排水阀座安装孔通过螺纹配合连接，该排烟/排水阀底座上安装排烟/排水阀，该排烟/排水阀为单向阀，该单向阀为市售单向阀；
该压力补偿软结构7为中空圆台体上连接中空圆柱体，中空圆台体背离中空圆柱体的一端通过压力补偿法兰6固定在排水罩本体一侧设有的压力补偿孔上，压力补偿法兰6为环形法兰；该操作手套13是由一个中空圆台体20与一个设有纵向通孔的圆柱体19一体成型构成；中空圆台体20大直径端为开口端，该开口端借助手套法兰12与排水罩本体设有的操作手套安装孔连接并用喉箍箍紧；中空圆台体20小直径端为封闭端，该封闭端端部设有通孔与设有纵向通孔的圆柱体19连接，中空圆台体小直径端的通孔与圆柱体19的纵向通孔同心、同径；圆柱体的纵向通孔为焊枪插入孔，圆柱体19外壁设有螺纹；焊枪由焊枪插入孔插入，焊枪法兰盖与圆柱体19外壁螺接；该操作手套13为硅胶材质一体成型，该硅胶材质为硬度20的硅胶；该进气管14为两个中空钢管，其中一个中空钢管一端封堵，另一端为开口端，该中空钢管的开口端插入观察筒9的一个进气管安装孔并固定，使中空钢管与筒体相通，该中空钢管封堵端位于观察筒外部并位于设置在排水罩本体5顶板的支架上且通过卡箍定位；另一个中空钢管两端均为开口状，其一端插入观察筒9的另一个进气管安装孔并固定，另一端位于观察筒9外部并位于设置在排水罩本体5顶板的支架上且通过卡箍定位，供与送气软管连接。
玻璃板为有机玻璃板，有机玻璃比普通玻璃耐冲击。操作手套13、压力补偿软结构7、密封圈1是硬度为20的硅胶，其余构件材料均为304不锈钢。因为海上作业，气候环境对设备腐蚀性大，所以金属部件采用不锈钢。操作手套13与压力补偿软结构7使用硬度为20硅胶材料，是因为操作手套插入焊枪，压力补偿软结构需要伸缩，采用硬度为20的硅胶很软，可以在保证密封的同时，使焊枪自由运动，压力补偿软结构也有足够的伸缩量；密封圈1将排水罩和管道之间进行密封，因此采用硬度为20的硅胶，容易压紧，密封效果理想。
排水罩组装时，将五块板体拼接一起并将接缝用氩弧焊焊接密封，在焊接时需要控制各拼板之间的焊接变形，以保证后期组对弧形板时的组对精度。四个把手2分别焊接到弧形板3靠近四个角端的位置。将弧形板3顶部拼接到排水罩本体开口处，用氩弧焊将拼接缝焊接密封，密封圈1用硅胶粘接在弧形板3底部四周。排烟/排水阀底座4是一侧焊接在排水罩本体一侧壁，另一侧安装单向阀。压力补偿软结构7由压力补偿法兰6和螺栓固定在排水罩一侧壁的压力补偿软结构安装口处。玻璃板由玻璃压片和螺栓固定在排水罩本体顶板开设的观察窗安装孔上。
照明灯支座11是在排水罩本体一侧设有的照明灯支座安装孔处设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，照明灯支座11设置在该通孔位置；摄像头10是在排水罩本体顶板设有的摄像头10安装孔设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，摄像头设置在该通孔位置；
手套法兰12安装在排水罩本体一侧壁的手套安装孔处，用硅胶密封并螺栓固定，操作手套13套设在手套法兰12上，并用喉箍箍紧。
压力补偿软结构7通过压力补偿法兰和螺栓固定在排水罩本体一侧壁上，预热板15通过螺栓与弧形板3底部连接。
进气管14为两个中空钢管，其中一个中空钢管一端封堵，另一端为开口端，该中空钢管的开口端插入观察筒9的一个进气管安装孔并固定，使中空钢管与筒体相通，该中空钢管封堵端位于观察筒外部并位于设置在排水罩本体5顶板的支架上且通过卡箍定位；另一个中空钢管两端均为开口状，其一端插入观察筒9的另一个进气管安装孔并固定，另一端位于观察筒9外部并位于设置在排水罩本体5顶板的支架上且通过卡箍定位，供与送气软管连接。
排水罩在下水安装之前，先通过预热板四端的弹簧盖17上的销钉与排水罩弧形板3的开口边缘处设有的卡槽连接，待排水罩安装在被焊管件上后，预热板会被排水罩通过弹簧紧紧的压在管件上，与管件紧密贴合。
将排水罩送入水下，在水下将排水罩放置于管件21之上，手扳葫芦链条穿过把手2，绕管道一圈后开始锁紧，直到硅胶材质密封圈1产生一定量的压缩量同时保持高弹性为止，这时排水罩紧固在管件21上并达到密封效果。排水罩紧固后，呈弧形的预热板也紧贴在管件之上。打开已安装在排水/排烟阀底座4上的单向阀，在水上通过连接在进气管14上的送气软管给排水罩进行送气排水，调节排水阀及排烟阀以控制罩内压力平衡，利用通入的空气将排水罩内的水排干。排水罩排水完毕后，在水上将通入的空气切换为二氧化碳焊接保护气，向排水罩内通入二氧化碳焊接保护气，焊枪由操作手套13的焊枪插入孔内插入，在预热板上进行调试参数并进行电弧燃烧焊前预热，预热完毕后，在管道上进行焊接修复。从进气管14进入的气流将焊接过程产生的烟尘吹走，并通过排水罩本体一侧设置的排烟阀排出罩体外。整个焊接过程，潜水员焊工可以通过辅助观察窗8和观察筒9对罩内焊接情况、焊缝完成情况进行观察。每道焊缝焊接完毕后，拔出焊枪，用手动清渣器由操作手套19的焊枪插入孔插入进行清渣。排水罩从开始入水就打开照明灯和摄像头，照明灯和摄像头可以通过排水罩本体设置的观察筒和辅助观察窗对罩内进行照明和摄录，水上人员可以通过摄像头传输的影像对焊接过程进行监视，对焊后焊缝成型进行评价。焊接过程中排水罩的安装固定如图4、图5、图6所示，排水罩本体设置的辅助观察窗和观察筒排布合理，焊接飞溅对辅助观察窗和观察筒的损伤较小，焊工可以正常进行焊接，克服现有技术水下仰焊焊接存在的问题。
本实用新型管状结构水下局部干法焊接用排水罩的优点：通过改变排水罩安装方式，可以在60m水深下进行管状结构的平、横、立三种位置的水下局部干法的焊接，如图4、图5、图6所示。排水罩质量相对较轻，一人即可完成水下安装、焊接、拆卸全部过程。排水罩与修复管件接触的密封圈1材质是硬度为20的硅胶，密封圈1断面呈回字形，与修复管件压紧，使得排水罩与修复管件密封更加可靠。通过更改弧形板3的弧度，可适用于多种管径的管件。排水罩本体设有的排水阀、排烟阀底座上安装单向阀，便于于排水过程的排水及焊接过程的排烟。排水罩本体设有压力补偿软结构7，可以平衡焊接手套进入排水罩带来的压力波动。排水罩本体设有观察筒9，是焊接过程的主要观察窗口；排水罩本体设有辅助观察窗8，供辅助焊接过程中的观察。排水罩本体设有照明灯支座11和摄像头10，可以用于水下焊接过程中的照明与摄像。排水罩本体设有操作手套13，在水下焊接过程中，焊枪由该操作手套的焊枪插入孔进入排水罩，焊工通过该操作手套进入排水罩操作焊枪进行焊接。排水罩内安装电弧预热板，通过在板上燃烧电弧，可进行焊接参数调节，也可实现对焊件预热的水下预热功能，同时又可以损耗掉潮湿的焊丝头。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其特征在于，弧形板(3)顶面设有排水罩本体(5)，弧形板(3)上安装设有预热板(15)，弧形板(3)底面周围设有密封圈(1)，弧形板(3)顶面靠近四个角端的位置分别设有一个把手(2)；该排水罩本体上设有操作手套(13)、压力补偿软结构(7)、辅助观察窗(8)以及观察筒(9)；该观察筒(9)上设有进气管(14)；
所述弧形板(3)为圆心角为100至120度的弧形本体，其顶部中心位置为开口，该开口的边缘处设有卡槽，且开口的面积和形状与排水罩本体(5)底部开口面积和形状相应以供安装排水罩本体(5)和预热板(15)，弧形板(3)底部周围设有密封圈(1)；
所述预热板(15)为与弧形板开口面积和形状对应且具有与被焊工件外径相应弯曲度的板体；该预热板中部开设挡板安装口供安装挡板(16)，且一侧设有缺口供露出焊道，预热板的四个角端分别安装弹簧(18)，该弹簧(18)上设有弹簧盖(17)，安装时，预热板(15)的弹簧盖(17)上插设销钉，与弧形板(3)开口边缘处设有的卡槽连接固定；
所述排水罩本体(5)是由四块板体围成一个纵断面呈梯形的中空柱形体，该纵断面呈梯形的中空柱形体顶侧由一块板体封闭而构成，底部开口面积和形状与弧形板(3)顶部中心位置开口面积和形状相应；
该排水罩本体(5)一侧壁设有排烟/排水阀底座(4)及压力补偿孔；该排烟/排水阀底座(4)上安装排烟/排水阀，该压力补偿孔上通过压力补偿法兰(6)安装压力补偿装置，该压力补偿装置为压力补偿软结构(7)；
该排水罩本体(5)设有排烟/排水阀底座(4)及压力补偿孔一侧壁的相对一侧壁设有照明灯支座(11)，该照明灯支座(11)上安装照明灯；
该排水罩本体(5)设有排烟/排水阀底座(4)及压力补偿孔一侧壁相邻的一侧壁设置手套安装孔，该手套安装孔处通过手套法兰(12)安装操作手套(13)；
该排水罩本体(5)顶板上设置辅助观察窗安装孔、观察筒安装孔以及摄像头支座安装孔，该辅助观察窗安装孔设置辅助观察窗(8)，该观察筒安装孔安装观察筒(9)，该观察筒(9)上部设有两个相互对应的进气管安装孔供 进气管(14)插入，该摄像头支座安装孔设置摄像头(10)。
2.根据权利要求1所述的管状结构水下局部干法焊接用排水罩，其特征在于，所述排水罩本体(5)是由四块板体围成一个纵断面呈梯形的中空柱形体，该纵断面呈梯形的中空柱形体顶侧由一块板体封闭而构成，该五块板体为薄型不锈钢板，五块板体拼接接缝通过氩弧焊焊接密封；所述弧形板(3)底部周围设有的密封圈(1)断面呈回字形，材质为硬度20的硅胶；所述预热板(15)为电弧预热板；
所述照明灯支座(11)是在排水罩本体一侧设有的照明灯支座安装孔处设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，照明灯支座(11)设置在该通孔位置；
所述摄像头(10)是在排水罩本体顶板设有的摄像头(10)安装孔设有的玻璃片顶面焊接具有通孔的钢板，摄像头设置在该通孔位置；
所述辅助观察窗(8)是在排水罩本体顶板设有的观察窗安装孔处装设玻璃板及玻璃压片构成，该玻璃压片为法兰；
所述排烟/排水阀底座为钢管，该钢管一端焊接在排水罩本体侧壁设有排烟/排水阀座安装孔处，该钢管设有螺纹端与排烟/排水阀座安装孔通过螺纹配合连接，该排烟/排水阀底座上安装排烟/排水阀，该排烟/排水阀为单向阀，该单向阀为市售单向阀；
所述压力补偿软结构(7)为中空圆台体上连接中空圆柱体构成，中空圆台体背离中空圆柱体的一端通过压力补偿法兰(6)固定在排水罩本体一侧设有的压力补偿孔上，压力补偿法兰(6)为环形法兰；
所述操作手套(13)是由一个中空圆台体(20)与一个设有纵向通孔的圆柱体(19)一体成型构成；中空圆台体(20)大直径端为开口端，该开口端借助手套法兰(12)与排水罩本体设有的操作手套安装孔连接并用喉箍箍紧；中空圆台体(20)小直径端为封闭端，该封闭端端部设有通孔与设有纵向通孔的圆柱体(19)连接，中空圆台体小直径端的通孔与圆柱体(19)的纵向通孔同心、同径；圆柱体的纵向通孔为焊枪插入孔，圆柱体(19)外壁设有螺纹；焊枪由焊枪插入孔插入，焊枪法兰盖与圆柱体(19)外壁螺接；
该操作手套(13)为硅胶材质一体成型，该硅胶材质为硬度20的硅胶；
所述进气管(14)为两个中空钢管，其中一个中空钢管一端封堵，另一 端为开口端，该中空钢管的开口端插入观察筒(9)的一个进气管安装孔并固定，使中空钢管与筒体相通，该中空钢管封堵端位于观察筒外部并位于设置在排水罩本体(5)顶板的支架上且通过卡箍定位；另一个中空钢管两端均为开口状，其一端插入观察筒(9)的另一个进气管安装孔并固定，另一端位于观察筒(9)外部并位于设置在排水罩本体(5)顶板的支架上且通过卡箍定位，供与送气软管连接。
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